具有無線電模塊的照明器的製作方法
2024-01-26 19:01:15
本公開涉及併入到照明器中的極高頻（EHF）無線電模塊。
背景技術：
IEEE 802.11ad是Wi-Fi無線標準的擴展，其使用60GHz射頻（RF）波段。該頻段在美國為56-64GHz，在歐洲為56-66GHz。它允許通過鏈路以每秒多個千兆比特的速率傳送數字數據。
60GHz技術的一個問題是60GHz Wi-Fi模塊具有與Wi-Fi a/b/g/n模塊非常不同的範圍。這歸因於信號的短得多的波長（5mm）以及空氣對60GHz RF的高吸收。此外，許多材料或者反射60GHz RF（例如大多數建築材料，如金屬、混凝土或者木材）或者吸收60GHz RF（例如人體）。這意味著具有允許的RF功率輸出的60GHz信號的有效範圍最多是數米的數量級。但是，為了使得甚至該範圍成為可能，必須使用波束形成，即60GHz天線系統必須是定向的，並且在發射器與接收器之間必須存在視線路徑。定向性通過單獨地設置去往/來自每個天線（分別用於發射/接收）的增益和相位而實現。也可以設置這些係數，從而獲得不太定向或者甚至準全向發射/接收樣式（pattern）。當使用不太窄的波束時，噪聲容限較小，但是這可以通過降低比特率（例如使用較長持續時間的符號和/或使用較少的符號，例如16QAM代替64QAM）進行補償。
US 2012/0274208公開了一種包括無線電收發器晶片的照明設備，並且公開了可以用於無線電通信（除別的以外）的一個波段是60GHz波段。無線電收發器主要用來接收來自遙控器的控制信號，但是也可以這樣使用，使得照明設備可以將「遠程管理」信號發射至附近的其他照明設備。然而，US 2012/0274208未能認識到60GHz在照明的背景下遠遠超過任何其他無線電波段的任何特定的有用性。
技術實現要素：
以下公開的技術利用了以下觀察：由於其頻率，60GHz RF具有與可見光相似的傳播性質。這意味著如果諸如60GHz Wi-Fi模塊之類的60GHz無線電模塊併入到照明器中，那麼無線電波束可以被布置成在其空間範圍和站線（line-of-site）性質方面基本上匹配光。如所提及的，在美國，60GHz Wi-Fi波段是56-64GHz並且在歐洲它是56-66GHz（並且RF信號可以使用該波段整體的一部分）。然而，其他範圍是可能的，例如寬度50-70的60GHz波段，信號使用該波段整體的任何部分。事實上，更一般而言，本文利用的GHz RF的觀察和性質可以適用於落在極高頻（EHF）範圍內的任何RF輻射，該極高頻範圍為30-300GHz（EHF是一種ITU定義）。
依照本公開的一個方面，提供了一種照明器，該照明器包括：光源，其可操作來發射光束；以及無線電模塊，其可操作來發射包括無線電信號的無線電波束，該波束佔用落在30GHz-300GHz範圍內的頻段（即，使用該範圍的至少一部分）。光源和無線電模塊可操作來發射光束和無線電波束以便在空間上基本上重合。當從工廠提供時，這些模塊可以被提供為具有帶有充分自由度的波束形成能力，可操作來創建該空間關係；並且在安裝時，這些模塊可以這樣設立，以便真正以這種空間關係布置。在實施例中，可以包括一種照明系統，該系統包括這樣的照明器的系統。
依照本文公開的另一個方面，提供了一種操作照明器的方法，該方法包括：操作照明器的光源以便發射光束；操作照明器的無線電模塊以便使用落在30GHz-300GHz範圍內的頻段發射包括無線電信號的無線電波束；以及使用光束的空間範圍以指示無線電波束的近似空間範圍，或者反過來使用無線電波束的空間範圍以指示光束的近似空間範圍。
依照本公開的一個方面，提供了一種照明系統，該照明系統包括一個或多個照明器，每個照明器包括：光源，其被配置成發射光束；以及無線電模塊，其被配置成使用落在30GHz-300GHz範圍內的頻段發射包括無線電信號的無線電波束。光源和無線電模塊被布置成發射光束和無線電波束以便在空間上基本上重合。在實施例中，可以包括一種照明系統，該系統包括這樣的照明器的系統。
可選地，光源和無線電模塊可以被布置成使得光束和無線電波束一致地移動，和/或光源和無線電模塊可以可操作來一致地改變光束分布和無線電波束分布。
此外，在實施例中，用於60GHz（或者更一般而言EHF）通信的無線電模塊（例如Wi-Fi接入點）的一種優選分布與照明器的分布匹配。而且，照明器傾向於在用戶環境內的不動產（例如辦公室等等）方面具有良好的位置。
存在這些想法的許多應用。例如，作為一個示例，在實施例中：（a）無線電模塊可以被配置成發射無線電信號以便包括關於光源、光束和/或光的信息；和/或（b）光源可以被配置成使用光束提供關於無線電模塊、無線電波束和/或無線電信號的視覺或者嵌入信息，其中所述方法包括分別從無線電信號和/或光束接收所述信息。例如，所述信息可以包括以下一個或多個：用於調試包括照明器的照明系統的信息；和/或光束要在預定時間窗口內關斷的指示。可替換地或者此外，光束提供的信息可以包括以下一個或多個：用於調試包括無線電波束的通信系統的信息；關於無線電波束的質量的信息；無線電波束當前是否可用；和/或用戶設備經由無線電模塊訪問網絡所需的口令和/或密碼信息。
作為另一個示例，在實施例中，可以提供一種調試包括多個照明器的照明系統的方法，每個照明器如上所述操作。該調試方法包括基於檢測的光束分布確定無線電模塊和/或無線電波束的近似分布，或者基於檢測的無線電波束分布確定光源和/或光束的近似分布。例如，這可以用來設立具有足夠覆蓋範圍的60GHz（或者EHF）無線基礎設施以便允許特定環境（例如辦公室）內的設備經由60GHz（或者EHF）模塊訪問網際網路和/或內聯網。
作為另一個示例，所述一個或多個光束可以被看作指示60GHz無線電覆蓋範圍在何處也可用例如用於訪問諸如網際網路或者內聯網之類的網絡。用戶於是只需將他或她的行動裝置移到近似在光束內的位置，以便找到具有適當的60GHz（或者EHF）RF覆蓋範圍的地點以建立與無線電模塊的連接。
在另一個示例中，60GHz（或者EHF）收發器也可以用作存在性檢測器。因此，在實施例中，光束可以被布置成照射一定區域；並且所述系統可以包括控制器，該控制器被配置成基於無線電波束檢測該區域中的存在性，並且根據檢測的存在性控制光束。因此，可以使得基於60GHz（或者EHF）的存在性檢測與所述照射協作，因為照射的區域（例如工作空間）近似為其中存在性令人感興趣的相同區域，並且用於存在性檢測的60GHz（或者EHF）RF信號也覆蓋近似相同的區域。即，存在性區域近似與點亮的區域相同，存在性在該區域中被檢測以便控制該相同區域中的光。
在又一個示例中，光束可以被布置成照射一定區域，並且60GHz（或者EHF）無線電信號提供關於該照射區域的信息。例如，無線電波束提供的信息可以包括關於所述區域的佔用和/或預訂佔用的信息（例如，用戶要求某張桌子或者其他工作空間）；或者所述區域可以包括包含由光束照射的產品的產品展示，並且無線電波束提供的信息包括關於照射的產品的信息。例如，照明器模塊可以用來創建充當要突出顯示的物品上的聚光燈的窄波束，而60GHz Wi-Fi模塊可以被配置成廣播關於所述物品的數據，該數據可以通過具有60GHz無線電接收器的可攜式設備接收和查看。因此，僅在可攜式設備處於60GHz波束內的情況下並且因此僅在適當靠近要突出顯示的物品的情況下才呈現該信息。
附圖說明
為了幫助理解本公開並且示出如何可以將實施例付諸實現，通過示例的方式參考附圖，在附圖中：
圖1為發射光束和無線電波束的照明器的示意圖示；以及
圖2為包括多個照明器的照明系統的示意圖示，每個照明器發射各自的光束和無線電波束。
具體實施方式
圖1圖示出依照本公開實施例的照明器100的一個示例。照明器（即燈具）100包括外殼102、光源104以及用於將無線電模塊106集成到照明器100中的電氣和機械接口；其中外殼102至少部分地包含、保護和/或支撐光源104和無線電模塊106。因此，光源104和無線電模塊106形成相同照明器100的部分。照明器100可以例如安裝在諸如天花板之類的適當表面101上，或者可以安裝在燈杆上，或者可以是自立的。
光源104包括一個或多個構成照明元件，例如LED。它被配置成發射光束108形式的可見光，即與全向相反，所述光是定向的。例如，照明器100可以採取照射諸如桌子之類的工作表面的聚光燈的形式，或者可以被布置成照射房間或者室外空間的一定區域（例如與地板或地面上的一位點（spot）相應）。光束108可以使用用於對光定向的任何已知技術形成，並且可以採取任何形狀，例如錐形或者波瓣。例如，光束108可以藉助於在某個希望的方向上對發射的光定向的一個或多個反射器和/或透鏡和/或在某些不希望的方向上阻擋發射的光的一個或多個不透明屏障形成。
此外，無線電模塊106被配置成發射無線電波束110形式的無線電信號。無線電波束可以使用用於無線電波束的任何已知的波束形成技術形成，例如藉助於基於相長和相消幹涉的天線陣列和/或藉助於在不希望的方向上阻擋無線電的環繞屏蔽形成。無線電波束110也可以採取任何形狀，例如錐形或者波瓣。
無線電波束110是一種EHF波束，其使用EHF波段（例如具有寬度50-70GHz的60GHz波段）內的一個或多個頻率。在實施例中，無線電波束是一種依照IEEE 802.11ad的60GHz Wi-Fi波束，並且可以在下文中描述為如此。然而，將領會的是，任何60GHz RF輻射的傳播性質將是相似的，並且因此本公開的教導也可以更一般地適用於使用60GHz波段的任何通信標準。事實上，雖然在下文中將通過例示說明的方式提及60GHz波段，但是下面的教導可以擴展到任何EHF（30-300GHz）波段。
在一些實施例中，無線電模塊106也可操作來接收60GHz波段（或者更一般地EHF波段）上的無線電信號。接收的信號無需採取波束的形式（但是也不排除這樣）。例如，無線電模塊106可以被配置成允許用戶設備與無線電模塊106建立連接，例如無線電模塊106被布置成充當接入點（AP），允許移動用戶設備經由無線電模塊106訪問諸如網際網路或者內聯網之類的通信網絡。然而，應當指出的是，儘管實施例可以按照諸如Wi-Fi AP之類的AP進行描述，但是更一般而言，無線電模塊106不必在所有可能的實施例中提供AP。例如，負責Wi-Fi設備認證的行業組織Wi-Fi聯盟規定了提供相似功能但是也在一定程度上不同於AP的其他設備。Wi-Fi直接設備、Wi-Fi對接中心設備和定向多千兆比特（DMG）設備是幾個示例。因此，在下文提及AP的地方，將領會的是，在實施例中，關於其他這樣的無線電設備，所公開的技術也可以適用。
也應當指出的是，在敘說所述波束使用某個波段等等的地方，在該波段上發射或接收的任何給定信號不必使用整個波段，並且通常可以使用所討論的波段的部分或者全部上的任何一個或多個頻率。
光源104和/或無線電模塊106可以耦合到至少一個控制器112，所述控制器可以管控光源104和/或無線電模塊106的各種不同的所描述的功能。例如，所述至少一個控制器112可以被配置成接通和關斷所述波束108、110中的任何一個或者二者；控制任一或者所述兩個波束108、110的輸出強度、方向、寬度和/或形狀；控制無線電波束輸送的信號；控制無線電模塊106接收信號（例如與設備建立連接，例如以便提供網際網路或者內聯網訪問）；和/或控制光源104以便在發射的光中輸送可見或者嵌入（編碼光）信號。在實施例中，光源104的控制器112被配置成接收來自無線電模塊106的信息，和/或無線電模塊106的控制器112被配置成接收來自光源104的信息。
在下文中提及任何這樣的功能的地方，將理解的是，這些功能可以在所述至少一個控制器112的控制下執行。所述至少一個控制器112可以是併入照明器100中（在相同的外殼中）的本地控制器，或者可以在照明器100外部（例如通過有線或無線照明網絡）或者這樣的選項的組合。所述至少一個控制器112可以包括用於光源104和無線電模塊106二者的公共控制器，或者分別用於每一個的單獨的控制器。所述至少一個控制器112可以以在一個或多個計算機可讀存儲介質上存儲並且被布置用於在一個或多個處理器上執行的軟體實現，或者可以以專用硬體電路系統或者諸如PGA或FPGA之類的可配置或者可再配置的硬體電路系統或者這些選項的任意組合實現。
光源104和無線電模塊106可以一起布置在照明器100內，使得當它們發射時，光束108和無線電波束110將在空間上基本上重合。光束108和無線電波束110不必尺寸或形狀完全相同，而是「基本上」重合，這至少因為出於實際的目的，這些波束中的一個給出另一個的空間範圍的一定指示，無論這是確切的指示還是近似的指示。
例如，無線電波束可以通過使用天線陣列並且在幅度和相位上獨立地控制去往/來自這些不同天線（分別用於發射/接收）中的每一個的信號而形成為希望的寬度或形狀。用來在光源104的（多個）方向和（多個）波束寬度上「操控」無線電波束110的參數可以在製造之後校準，使得如何使波束重合是已知的。可替換地或者此外，光束108可以藉助於等效元件形成為希望的形狀，所述等效元件可以用來使光束為定向的，例如（定形的）鏡、透鏡、波帶片（zone plates）和/或其他衍射圖案等等。
在實施例中，光束（light beam）和無線電波束（radio beam）被布置成基本上重合，因為以下一個或多個：
- 光束和無線電波束具有平行軸；
- 依據立體角，光束和無線電波束的交叉為無線電波束的立體角的至少50%以及光束的立體角的至少50%；
- 依據立體角，光束和無線電波束的交叉為無線電波束的立體角的至少25%以及光束的立體角的至少25%；
- 依據立體角，光束和無線電波束的交叉為無線電波束的立體角的至少10%以及光束的立體角的至少10%；
- 依據與波束（beams）的軸垂直的平面中的截面積，或者依據所述兩個波束入射其上的表面（例如地板或者桌子或者其他工作表面）上的面積，光束和無線電波束的交叉（所述兩個波束覆蓋的面積）為無線電波束的面積的至少50%以及光束的面積的至少50%；
- 依據與波束的軸垂直的平面中的截面積，或者依據所述兩個波束入射其上的表面上的面積，光束和無線電波束的交叉為無線電波束的面積的至少25%以及光束的面積的至少25%；
- 依據與波束的軸垂直的平面中的截面積，或者依據所述兩個波束入射其上的表面（例如地板或者桌子或者其他工作表面）上的面積，光束和無線電波束的交叉為無線電波束的面積的至少10%以及光束的面積的至少10%；和/或
- 在與波束的軸垂直的平面中或者在所述兩個波束入射其上的表面（例如地板或者工作表面）上，光束和無線電波束之一完全落在另一個的面積內。
EM波束的立體角可以被定義為這樣的整個立體角，其中定向（或角度）輻射的每單位立體角的功率不小於定向（或角度）輻射的每單位立體角的最大功率以下3dB（功率的50%為-3dB）。波束的截面或者垂直面積可以被定義為這樣的面積，其中波束中的輻射的表面功率密度或者每單位面積的功率不小于波束中的輻射的最大表面功率密度或者每單位面積的功率以下3dB。
此外，在實施例中，光源104和無線電模塊106可以一起布置在照明器100中，使得如果光束108和無線電波束110之一移動，那麼光束108和無線電波束110將一致地移動。即，光源104和無線電模塊106可操作來分別使光束108和無線電波束110移動，並且被布置成使得當光束108移動時，那麼無線電波束110自動地隨光束移動，和/或當無線電波束110移動時，那麼光束自動地隨無線電波束移動，從而不管所述移動如何，都保持所述在空間上基本上重合。
例如，光源104可以安裝在與無線電模塊106相同的外殼102的活動底座（包括形成波束中涉及的任何反射器、屏障、屏蔽等等）上，使得所述兩個波束被機械地約束為一起移動。作為另一個示例，光源104和無線電模塊106中的一個或者每一個可以安裝在其自身的單獨活動底座（包括形成波束中涉及的任何反射器、屏障、屏蔽等等）上，該底座可以藉助於機電致動器而移動。作為另一個可替換方案，當把天線陣列用於無線電波束形成時，可以調節各天線的相位和/或幅度以便響應於光源104或者其波束108的任何檢測的移動以電子方式對無線電波束定向。和/或光源104可以包括多個構成照明元件（例如LED），這些照明元件可以接通和關斷或者以不同的組合進行調光以便創建不同的波束。任何上面的技術或者其他技術都可以用來響應于波束108、110中的一個的移動而自動地調節另一個。
在一個實施例中，光源104為光學聚光燈，並且60GHz波束110的方向從光學聚光燈所對準的方向獲得。可能希望的是將驅動光學聚光燈的邏輯/電路系統（其可以包括控制指向的方向的機構）與驅動60GHz模塊106的邏輯/電路系統組合在一起，因此，60GHz模塊可以從聚光燈確定角度，並且因此導出它正在照射哪個區域，並且可以形成指向該相同地點的60GHz波束。可替換地，照相機可以用來檢測照射的區域或者物品，其數據可以用來對60GHz波束定向。
在第二實施例中，60GHz波束可以通過以下方式被配置成指向希望的位點：將第二60GHz模塊（未示出）置於希望的位點（在希望的位點內側或者附近或者靠近所述物品持有可攜式設備）並且設立與要配置的第一60GHz模塊106的連結。60GHz波束的方向可以基於這樣的機制預先配置，或者被布置成基於該機制動態地跟蹤所述位點。例如，給予第一60GHz模塊106命令以記住用於與第二60GHz無線電裝置的連結的天線陣列的設置，因為用於該連接的波束以最佳的方式定向。
在另外的實施例中，光源104和無線電模塊106可以可操作來一致地改變光束分布和無線電波束分布。例如，光源104和無線電模塊106可以可操作來每個以至少窄波束模式和寬波束模式分別發射光束108和無線電波束110，並且可以被布置成使得當光束108切換至窄波束模式時，無線電波束110自動地切換至窄波束模式，和/或當光束108切換至寬波束模式時，無線電波束110自動地切換至寬波束模式，和/或當無線電波束110切換至窄波束模式時，光束108自動地切換至窄波束模式，和/或當無線電波束110切換至寬波束模式時，光束108自動地切換至寬波束模式，從而不管如何切換，都保持所述在空間上基本上重合。
例如，光束108的寬度可以通過經由機電致動器調節光源104的一個或多個反射器和/或可見屏障，或者接通或關斷光源104的一個或多個構成照明元件（例如LED）進行控制。和/或無線電波束110的寬度可以通過調節天線陣列中各天線的相位和/或幅度或者通過經由機電致動器調節環繞屏蔽進行控制。任何這些技術或者其他技術都可以用來響應於一個波束的寬度或分布的變化自動地改變另一個波束的寬度或者更一般而言改變分布。
現在，討論照明器100的若干示例性應用。
一個這樣的應用在於安裝和調試60GHz數據通信模塊。在現代辦公室中，除了注意在每個工作場所或者桌子上存在足夠的光之外，也必須注意每個工作場所可以以足夠的帶寬連接至網際網路和或企業內聯網。後者意味著越來越多地安裝Wi-Fi接入點（AP）。Wi-Fi a/b/g/n無線區域網（LAN）的常規接入點（AP）通常安裝在走廊上。這能較好地起作用，因為涉及的信號確實穿透牆壁，並且走廊的天花板通常相當容易進入以便進行安裝工作。如果審美上令人愉悅的天花板是所希望的話，這些模塊也可以隱藏在天花板之後。
然而，如果想要在辦公室環境中安裝60GHz接入點或者60GHz點對點模塊並且向每個工作場所提供60GHz Wi-Fi接入，那麼希望的安裝這些模塊的場所不像通常那樣在走廊上，而是在每張桌子上方，或者至少在每組桌子上方，到每張桌子都具有清晰的視線。
事實上，由於60GHz連接典型地要求發送器與接收器之間的視線，因此安裝足夠的60GHz模塊以便創建具有60GHz信號的良好覆蓋範圍的無線基礎設施變成非常困難的任務，這例如可能是需要的以便為辦公室空間等等中的移動和/或固定設備提供到網際網路或者內聯網的千兆比特無線連接性。
然而，依照本公開的實施例，由於60GHz信號的反射和吸收與可見光分享相似的特性，於是光在辦公室照明基礎設施中的足夠覆蓋範圍與60GHz的足夠覆蓋範圍相應，並且反之亦然。
通過將諸如60GHz接入點或者點對點設備之類的60GHz模塊集成到照明器100中，可以大大地緩解設立60GHz無線基礎設施的問題。這可以提供以下優點中的一個或多個。
例如，照明器安裝的主要目的之一是確保每個工作場所上存在足夠的光。在許多國家，這甚至是法律所要求的。依據光與60GHz RF之間相似的性質並且給定本文所公開的這兩者的聯合布置，那麼安裝照明器或者毋寧說定位照明器以便實現希望的分布也將注意到用於與工作人員使用的膝上型計算機、智慧型電話等等的無障礙通信的60GHz模塊的正確定位。即，如果照明器100被布置成提供對工作空間（或者類似物）的正確照射，那麼60GHz無線電覆蓋範圍也將在與光大致相同的區域中被提供。例如，在辦公室設置中，可以利用集成的光源/60GHz AP來實現被光源以足夠的光照射的那個或者幾個同地點的工作場所也被60GHz AP「照射」，使得這些工作場所具有帶寬為千兆比特每秒、來自非照射（通過RF）工作場所的幹擾降低的無線網絡連接。
更一般地，可見光和60GHz RF具有基本上相似的起源和傳播這一事實意味著光的分布可以被看作60GHz RF覆蓋範圍的近似分布的指示，並且因此可以用來在調試期間幫助確定60GHz RF覆蓋範圍。光分布可以通過眼睛檢查，或者如圖2所示使用行動裝置200檢查。
圖2，一種諸如辦公室之類的環境中的照明系統包括多個照明器100a、100b、100c，每個照明器如關於圖1所討論的那樣進行配置。因此，每個照明器100a、100b、100c發射各自的光束108a、108b、108c和各自的60GHz無線電波束110a、110b、110c，每個無線電波束具有與其各自的光束基本上相似的起源和範圍。因此，由於所述多個照明器100a、100b、100c的放置，在整個環境中提供了具有一定分布的光和60GHz Wi-Fi覆蓋範圍。調試用戶具有帶有照相機或光傳感器的可攜式設備200，他或她將其置於一個或多個地點或者指向所討論的環境中的一個或多個場景，例如辦公室空間。設備200測量每個地點處光的強度，或者捕獲每個場景的圖像，並且從而檢測光落在何處和/或具有什麼強度。由於光與60GHz RF重合，調試用戶可以假定足夠的照射覆蓋範圍近似與足夠的60GHz RF覆蓋範圍相應，並且因此無需單獨地調試60GHz Wi-Fi基礎設施。
可替換地或者此外，調試可以通過以下方式簡化：將共享的或者相應的配置數據（例如地址）分配給光源104和無線電模塊106，使得該配置數據或者一個的配置數據可以根據另一個的配置數據確定。
必須對燈進行控制，並且越來越多的不是通過硬接線開關而是通過將包含命令的信號發送至燈來完成。這意味著燈需要具有電子地址，而且必須已知燈的地點以及它覆蓋什麼樣的（多個）工作空間。只有這樣，才有可能接通或者關斷工作場所X上方的燈或者將其設置為正確的水平、顏色等等。因此，在照明器調試期間，必須確定照明器的地點和網絡地址，使得照明器可以通過正確的牆壁開關和/或樓宇自動化系統進行控制。再者，燈可以發射編碼光。如果其用於基於地點的服務，那麼必須知道燈的確切地點。所有這一切都必須在調試期間確定。
此外，當安裝接入點（AP）時，也可能重要的是知道它置於哪個地點以及它具有哪個地址（例如哪個IP位址）。該地點是重要的，因為人們想要將信道分配給每個AP，使得對相鄰AP存在最少的幹擾。
依照本文公開的實施例，集成的AP/光源的調試可以簡化，因為二者的地點相同（或者在非常精確地需要該地點的情況下具有小但已知的偏移）。它可以進一步簡化，因為光源的電子地址（例如其IP位址）（用於控制它等等）可以從集成的AP的IP位址導出。例如，它可以比所述IP的IP位址高1。例如，照明器將具有到企業內聯網的乙太網連接，並且AP將具有地址x.y.z.1，並且光源具有地址x.y.z.2。
因此，在實施例中，如用於照明的相同調試系統可以用來獲得照明器中存在的60GHz模塊的數據，並且作為用於60GHz模塊的頻率分配計劃的輸入而給出，並且確定60GHz模塊在辦公室空間內的確切地點。無需單獨的調試步驟。例如，在實施例中，每個照明器100a、100b、100c的光源104被布置成發射其各自的利用各自不同的編碼光信號調製的光（在比人眼可感知的頻率更高的頻率下）。每個信號與各照明器100a、100b、100c的各自標識符相應，所述標識符可以用來對各光源尋址。這也可以用來尋址各RF模塊，或者在將照明器或者光源地址映射到RF模塊地址的資料庫中查找RF模塊的地址。
反過來，具有集成的60GHz模塊的行動裝置200可以用來在不使用編碼光的情況下調試燈。
因此，可以看出，所公開的布置允許實現各種不同的有利調試技術，例如：（i）基於檢測的光束108a、108b、108c的空間分布確定無線電波束110a、110b、110c的近似空間分布；（ii）基於檢測的由光束108a、108b、108c提供的信息的分布確定無線電模塊106的地址和/或地點的分布；或者（iii）基於檢測的所述無線電波束110a、110b、110c中無線電信號的分布確定光源104的地址和/或地點的分布。
此外，用於通過乙太網供電的照明器的網絡電纜可以用來將60GHz模塊連接到網絡並且也可以對其供電。這意味著不必安裝單獨的乙太網或者其他電纜以便允許後端有線乙太網基礎設施用於60GHz無線基礎設施。
將60GHz模塊集成在照明器中的一個附加益處是，無需具有掛在天花板下的單獨的60GHz模塊。單獨的60GHz模塊（例如具有集成的天線陣列）由於視線問題的原因而必須在天花板之下，使得天花板的外觀不那麼好看。天花板中具有OLED面板照明的情況下，從實用或者審美的觀點來看，將60GHz模塊安裝在天花板之下甚至是不可能的。然而，通過將60GHz模塊/天線集成在照明器中，60GHz模塊的地點可以被選擇為使得：照明器保持相同的（審美）外觀，來自照明器的照明樣式不受阻擋，和/或當把60GHz模塊添加到照明器時，向下的60GHz輻射經歷由照明器進行的可忽略的吸收。
上文討論的各種不同的特徵意味著在其中照明器具有集成的用於60GHz模塊或者60GHz天線的電氣和機械接口的環境中，調試60GHz模塊可能變得非常簡單。在實施例中，無需新的布線，不存在照明樣式變化，沒有審美變化，並且數據網絡已經知道連接到照明器的每個網絡電纜的「另一端」的地點，因此安裝者可以僅僅「點擊&運行」。
本文公開的照明器100的另一個示例性應用在於存在性檢測（即檢測用戶的存在性）。
例如，辦公室空間通常裝備有存在性檢測器以便在辦公室空間沒有人時允許自動地關斷燈（以便節能）並且在檢測到人時允許自動地接通燈。它們也可以在存在和不存在人時使得加熱、冷卻和百葉窗系統被適當地控制。這些存在性檢測器（例如熱釋電紅外傳感器或者微波傳感器）典型地不檢測人的存在，而是檢測移動。這意味著它們經常甚至當存在人時（例如當人們在工作或者在衛生間的時候非常安靜地坐著時）也使得燈（或者加熱裝置等等）關斷；並且也經常造成誤報（例如當人們走過辦公室空間時，燈可能接通）。這導致工作人員的煩惱和沮喪，並且可能甚至導致工作人員「黑掉」存在性檢測器，這於是使得「存在性」檢測器的潛在節能無效。在每個辦公室空間中安裝這些存在性檢測器也不是非常成本有效的。
由於60GHz信號的特性、其在材料中的反射和吸收以及典型地存在於60GHz模塊中的波束形成機制的原因，可以部署若干附加的方法以檢測存在性，範圍從例如使用與人的行動電話的60GHz連接的簡單方法到使用呼吸檢測的更複雜的可能性。給定信號的短波長（5mm）並且給定足夠靈敏的設備，甚至可以檢測跳動的心臟的運動（參見Microwave and Optical Technology Letters/ Vol. 51, No. 3, March 2009 「Noncontact heartbeat detection at 2.4, 5.8 and 60GHz: a comparative study」 by D. Obeid et al）。
部署60GHz模塊提供的這些存在性檢測方法中的一種或多種將減少誤報的次數並且降低安裝單獨的存在性檢測器以控制燈的需求。可以簡單地使用集成的60GHz模塊以檢測存在性並且控制燈，而無需具有單獨的存在性檢測器。使用呼吸或者心率檢測，該系統甚至可以用來關注人們的健康。
再者，由於因為照明調試步驟，60GHz模塊在辦公室空間中的精確地點是已知的，所以這可以用來允許實現固定設備、行動裝置和/或人的相當精確的地點意識。此外，在實施例中，60GHz模塊106提供的與人的存在性、地點和/或活動有關的信息也可以由光源104的控制單元用來改變照明設備的操作狀態（例如接通/關斷、設置亮度水平、設置顏色和/或設置色溫等等）。例如，這可以允許基於人的存在性和活動對燈非常局部地調光以及改變燈設置。
照明器100中的60GHz模塊106可以被布置成基於以下方法中的一種或多種檢測存在性，例如檢測人的地點和/或活動。
第一種這樣的方法是檢測範圍（對於60GHz而言，其典型地暗示視線）內的60GHz能力行動裝置，可能基于波束形成的無線信號的角度而附加檢測移動。例如，現在考慮圖2中所示的行動裝置200表示終端用戶而不是調試用戶的設備。如果照明器中的60GHz模塊106能夠接收來自行動裝置200的60GHz信號（例如通過經由RF波束110輪詢它或者通過接收由行動裝置200廣播的信號），那麼可以確定用戶不僅在60GHz RF而且在光束108的範圍內。在此基礎上，可以自動地接通燈。
第二種方法是對60GHz模塊在其上操作的一個或多個60GHz無線信道執行信號分析，將它與空閒時間段期間（例如無人存在時的夜晚）獲得的一組參考信號進行比較，以便檢測指示人的存在性/移動的變化。每當RF環境發生變化時，例如人移動到區域中或者甚至只是呼吸，用於60GHz發射器與接收器之間的最佳連接的參數發生變化。有可能根據這些變化檢測人是否存在。這樣確定的人的存在性可以用來控制燈。
可選地，信號分析可以通過以下方式擴充：使用60GHz波束形成接收和分析以形成的波束的不同角度獲得的信號。信號分析可以進一步利用相同辦公室空間中的其他60GHz模塊的信號分析和控制擴充，所述模塊例如：其他燈中的60GHz模塊、連接至照明設備中的60GHz模塊的行動裝置200的60GHz模塊、連接至照明設備中的60GHz模塊的無線對接站的60GHz模塊。
第三種方法是經由60GHz RF設立與行動裝置200的無線連接，並且使用該連接請求其GPS信息和/或其他傳感器信息。以這種方式接收的信息然後可以用於存在性、地點和活動檢測。
在照明器100的又一個示例性應用中，無線電波束110可以被布置成提供關於被光束108照射的區域的信息。
在此情況下，60GHz無線電波束110指向某個（預先配置的）固定方向，對準置於60GHz波束形成的錐形或者波瓣內以及60GHz Wi-Fi模塊106的操作範圍內的地點(X, Y, Z)處的物理實體。當其置於60GHz波束形成的錐形或波瓣內時，具有60GHz接收器的可攜式設備200於是可以接收60GHz Wi-Fi模塊發射的、與地點(X, Y, Z)處的物理實體有關的數據。
這使得對於具有諸如帶有60GHz接收器的智慧型電話或平板計算機之類的可攜式設備200的訪問者或者顧客而言，在它處於指向特定物品的60GHz波束內時以及因而在用戶非常靠近該物品時開始接收關於該物品的數據（例如文字、圖像、視頻、音頻）是非常容易的。在實施例中，用戶不必選擇用於在用戶前面的該展示物品的正確網頁，因為指向該物品的60GHz波束僅包含該物品的信息。
例如，商店、藝術展、博物館等等通常讓物品展示，這應當吸引顧客或者訪問者的注意力。具有信息的標誌或者海報是一種向顧客/訪問者告知展示物品的低成本方式，但也是一種靜態方式。對其進行更新是昂貴的，並且以這種方式顯示實時信息是不可能的。將電子顯示器置於每個物品的附近將允許實時信息，但是昂貴的，並且當重新組織商店、藝術展、博物館或者美術館時，顯示器連同其所有布線都必須重新安裝在新的物品位置處。商店、藝術展、博物館或者美術館可以具有條形碼或者QR碼，URL印製在展示的每個物品附近，所述URL指向關於展示物品的信息的網頁，但是用戶需要能夠定位這些標籤，因此它們需要具有合理的尺寸並且這可能在審美上不再令人愉悅。掃描這些條形碼/QR碼需要各種不同的用戶動作。它也要求用戶的行動裝置連接至Wi-Fi熱點。因此，設立這個對於用戶而言可能是相當複雜的任務。如果未連接至Wi-Fi熱點，那麼此外它可以最終使用行動裝置的3G/4G數據連接，這可能對用戶引發一定的附加成本。因此，數據量應當保持在某個限度內。
通常，展示物品例如通過聚光燈被專門照射，以便使得它們突出或者能夠更好地觀看它們。依照本公開的實施例，照射物品的照明器是具有內建60GHz RF發射器的照明器100。由於60GHz連接典型地可以提供多千兆比特連接速度，商店、藝術展、博物館或者美術館無需限制要發送的數據量，並且因此可以在用戶的行動裝置上創建最漂亮的高質量多媒體體驗。再者，由於光束108被布置成近似與60GHz RF波束108重合，因而照射的展示區域與其中關於展示物品的信息可用的區域相應。此外，設立這個對於用戶而言將是相當簡單的任務，他或她只需將他或她的設備200置於物品附近、光照下方，並且60GHz RF信號將在那裡可用。
類似的想法也可以適用於開放空間彈性辦公大樓。開放空間彈性辦公室是具有許多桌子的辦公室，這些桌子不屬於特定的工作人員，而是可以動態地分配（也稱為「辦公桌輪用」）。當辦公室工作人員進入辦公室（例如在早上或者會議後）時，他應當能夠容易地確定空桌子是否可用。這可以使用網頁來完成，該網頁示出大樓的平面圖、大樓中的所有辦公室或者樓層、每個辦公室的布局和所有桌子的位置以及這些桌子是否可用或者被預訂/在使用中和被誰用。這對於尋找他的或者可用的桌子的人是相當麻煩的，並且要求在重新組織辦公室/桌子時創建和更新地圖。應當指出的是，簡單地看看是否有人在使用桌子並不總是足夠的----空桌子可能已經被尚未到達或者正在休息的人預訂，或者使用桌子的人可能沒有預訂該桌子。
更一般而言，在某個60GHz波束110內提供的數據可以包含關於該60GHz波束對準的物品或區域的任何信息（文字、圖像、視頻、音頻）。這可以是網頁或者到網頁的URL的形式，但是可以是任何格式。定時演示或者視頻形式的格式將是對於用戶而言較好的一個示例，因為用戶不必通過網頁瀏覽展示物品，而是可以利用諸如「下一個」、「前一個」、「開始」、「暫停」等等之類的控制項簡單地控制所述演示或視頻。要提供的關於60GHz波束所對準的物品的數據可以緩存於某個本地存儲器或者用戶的設備中，或者從內聯網或網際網路上的伺服器中取回。物品與要提供的關於物品的數據之間的連結可以事先進行預先配置，例如通過在用來配置60GHz模塊的遠程用戶接口（例如網頁）中設置唯一標識符（例如URL）或者通過向60GHz裝備RFID讀取器並且在RFID或NFC讀取器附近持有與該物品有關的RFID或其他近場通信（NFC）標籤。
在一個實施例中，通過60GHz模塊106將數據作為一個或多個60GHz無線信道上的數據幀連續地廣播或者組播。能夠接收60GHz信號的可攜式設備可以被配置成偵聽這些廣播或組播的數據幀並且開始向用戶呈現數據。數據幀可以包含可攜式設備可以為此目的識別的特定內容標識符。
在第二實施例中，60GHz模塊106一檢測到60GHz波束形成的錐形內的60GHz能力可攜式設備，它就提供所述數據。裝備有60GHz無線電裝置的可攜式設備可以被配置成在它一置於60GHz波束形成的錐形內就自動地連接至該60GHz Wi-Fi模塊，之後，所述連接用來傳送數據。這可能是一種不安全的連接，或者使用公知或者固定PIN的部分安全的連接以便避免用戶交互，所述用戶交互在別的情況下可能需要以便對設備配對。數據可以使用諸如HTTP、FTP、NFS、SMB、或者CIFS或者通過HTTP或UDP流送或者RTP連接之類的協議進行傳輸。60GHz模塊和可攜式設備可以支持DLNA、UPnP或者Miracast或者Wi-Fi直接播放服務之類的Wi-Fi服務以實現這點。
應當指出的是，數據可以包括諸如URL之類的外部引用，其可以進一步通過可攜式設備與60GHz模塊之間的60GHz來連接獲取或者可以通過可攜式設備上可用的任何其他通信信道（例如3G/4G連接或者802.11n/ac連接）來獲取。此外，所述數據可以緩存/存儲在可攜式設備中的存儲單元上以供以後回放。
在實施例中，光錐108的角度和/或形狀可以在60GHz信號錐110改變時進一步自動地進行調節，或者反之亦然，並且60GHz Wi-Fi模塊和照明設備可以具有相應的功率狀態。這使得用戶清楚何處放置其可攜式設備以便發起連接，並且使得在需要突出顯示不同的物理實體時配置所述系統更容易。
在另外的實施例中，60GHz模塊106可以被配置成接收來自裝備有60GHz無線電裝置的可攜式設備的數據，使得返回信道能夠操作通過60GHz模塊提供的服務。例如，這對於提供更加個性化的服務可能是有用的，並且使得用戶例如能夠購買突出顯示的物品、預訂彈性辦公室中的桌子、取回關於物品的附加數據等等。
關于波束的方向，在一個實施例中，60GHz波束可以通過以下方式被配置成指向希望的位點：將第二60GHz模塊置於希望的位點（在希望的位點內側或者附近或者靠近所述物品持有可攜式設備）並且設立與要配置的第一60GHz模塊的連結。給予第一60GHz模塊命令以記住用於與第二60GHz無線電裝置的連結的天線陣列的設置，因為用於該連接的波束利用第一60GHz模塊的波束定形控制以最佳的方式指向其他無線電裝置。要傳送的關於展示物品或者至少展示物品的標識符的信息也可以與所述命令一起傳送。通過將第二60GHz模塊嵌入到展示物品中，當物品被稍微移動（例如由顧客、在對其清潔之後等等）時，波束可以自動地改變其方向。
應當指出的是，在實施例中，給定60GHz模塊106可以支持多個60GHz波束（以時間共享的方式），並且以這種方式可以用於同時指向多個物品。每個展示物品的標識符可以標識哪個60GHz波束正用於傳送各自物品的信息。
也應當指出的是，在多個60GHz波束可以通過可攜式設備從範圍內的一個或多個60GHz模塊接收的情況下，因為這些波束不夠窄，可攜式設備中的接收器可以被配置成選擇最強的60GHz波束。
在另外的實施例中，如果在可攜式設備與60GHz模塊106之間形成連接，那麼連接的可靠性可以通過以下方式改進：將60GHz波束（和光束）配置成在可攜式設備稍微移開時跟隨可攜式設備以便保持連接，直到某個閾值，在此之後，它返回到初始（預先配置的）方向。
現在描述一些另外的可選特徵，其可以與上面討論的各個不同的示例應用或者其他應用有關地使用。
在實施例中，無線電信號可以包括關於光源、光束和/或光的各種不同類型的信息中的一種或多種。例如，這樣的信息可以包括：用於調試包括照明器的照明系統的信息（如上文所討論的）；和/或光束要在預定時間窗口內關斷的指示。
反過來，光束可以被布置成提供關於無線電模塊、無線電波束和/或無線電信號的各種不同類型的信息。例如，光束提供的信息包括以下一個或多個：用於調試包括無線電波束的通信系統的信息；關於無線電波束的質量的信息；無線電波束當前是否可用；和/或用戶設備經由無線電模塊訪問網絡所需的口令或其他密碼信息，比如密碼密鑰或者證書（例如其可以是時變的，比方說在每日基礎上）。信息可以可視地包括在光中（以便由人眼觀看），或者嵌入到光中（基於編碼光技術在超出人類感知的頻率下調製到光中）。在後一情況下，信息可以通過裝備有諸如光電池或者捲簾式快門照相機之類的光傳感器的用戶設備200以及適當的編碼光檢測算法進行檢測。
例如，照明器可以用來向用戶提供關於60GHz可用性的反饋。例如，光存在這一簡單事實可以指示60GHz Wi-Fi也在相同場所可用，或者可以給出更複雜的信號（例如視覺閃爍或者嵌入信號）以指示60GHz無線電裝置被接通或關斷。在另一個示例中，用戶接收來自照明器的關於連接質量的視覺或嵌入反饋，例如信噪比（SNR）或者接收信號強度指示符（RSSI）的指示。例如，光可以在光的色調中輸送信息，一種色調指示良好的SNR或者RSSI，並且另一種色調指示差的SNR或者RSSI（在二進位好/差基礎上，或者居中的一種或一系列色調指示SNR或者RSSI的程度）。例如，在集成的燈/60GHz AP中，在AP或者60GHz收發器中測量的任何參數可以輸出至燈，其然後使用例如編碼光傳送該信息。
在實施例中，當在無線電模塊106與無線設備200之間建立連結時，或者當在無線電模塊106與無線設備200之間建立大於閾值質量的連結時，可以自動地關斷光束提供的視覺或者嵌入信息。
在實施例中，照明器100可以包括本地照明控制單元，該單元提供併入照明器100本身中或者在相同本地照明網絡上的所述至少一個控制器112的一些或者全部照明控制功能。在另外的實施例中，60GHz模塊和照明控制單元二者可以連接至相同的後端伺服器，其負責跟蹤辦公室空間內的燈的光狀態、地點信息（例如在調試期間獲得的）和/或其他參數，並且可以基於可用數據提供改變辦公室空間中的光設置的指令。因此，後端伺服器可以實現圖1中所示的所述至少一個控制器112的作用的一部分。
在另外的實施例中，60GHz模塊和光源104的本地控制單元112兩者可以通過提供通過乙太網供電的相同乙太網電纜進行連接。60GHz模塊106與照明控制單元112之間的信息交換可以包括KNX、DMX、BACNet、Lonworks或者DALI消息。
在另外的實施例中，照明控制單元112可以提供由60GHz模塊106用來改變60GHz模塊的操作狀態的信息（例如基於與照明設備有關的地點信息將地點信息添加到其信標幀中）。
在更進一步的實施例中，60GHz模塊106提供用於在照明控制單元112或者後端伺服器與連接至60GHz模塊106的設備200之間交換信息的管道。這可以包括以下一個或多個。一個示例是將光源104要關斷的通知發送至連接到60GHz模塊106的設備200，以便設備的用戶確認他或者她不想光源104被關斷。另一個示例是將關於哪些房間（例如會議室）被騰出和/或某個照明設備鄰近的哪些（單獨的）工作位點當前未被佔用的信息發送至連接到60GHz模塊106的設備200，以便使得用戶容易找到空房間或者工作位點。又一個示例是發送來自連接到60GHz模塊106的設備200的命令以便控制一個或多個照明器100的光設置（例如，在這種情況下，設備200可以是行動電話或者無線對接站，該無線對接站將光設置的控制作為外圍功能提供給連接至無線對接站的設備）。
將領會的是，上面的實施例僅僅通過示例的方式進行了描述。本領域技術人員在實施要求保護的本發明時，根據對於所述附圖、本公開內容以及所附權利要求的研究，能夠理解和實現所公開實施例的其他變型。在權利要求中，措詞「包括」並沒有排除其他的元件或步驟，並且不定冠詞「一」或「一個」並沒有排除多個。單個處理器或其他單元可以實現權利要求中記載的若干項的功能。在相互不同的從屬權利要求中記載某些措施的僅有事實並不指示這些措施的組合不可以加以利用。電腦程式可以存儲/分布於適當的介質上，例如存儲/分布於與其他硬體一起提供或者作為其他硬體的一部分而提供的光學存儲介質或者固態介質上，但是也可以以其他的形式分發，例如通過網際網路或者其他有線或無線電信系統分發。權利要求中的任何附圖標記都不應當解釋為限制範圍。