KR102422258B1 - Apparatus for High Performance Improving using Antenna Beam of Repeater - Google Patents

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KR102422258B1 KR1020210023939A KR20210023939A KR102422258B1 KR 102422258 B1 KR102422258 B1 KR 102422258B1 KR 1020210023939 A KR1020210023939 A KR 1020210023939A KR 20210023939 A KR20210023939 A KR 20210023939A KR 102422258 B1 KR102422258 B1 KR 102422258B1
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양현규
하일용
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater, which detects and analyzes SS/PBCH block (SSB) information and various parameter information through an SSB synchronization channel between a wireless communication base station and a repeater, to measure radio wave performance, accurately analyze a wireless environment, and automatically adjust array antenna beamforming with better propagation performance.

Description

중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치 {Apparatus for High Performance Improving using Antenna Beam of Repeater}Apparatus for High Performance Improving using Antenna Beam of Repeater}

본 발명은 중계기에서 기지국과의 통신에서 SSB(SS-PBCH: Synchronization Signal Block)정보를 검출하고 안테나의 빔 전파성능을 측정하고 최적의 전파방향과 위치로 자동 설정하도록 제어하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치에 관한 것이다.The present invention detects SSB (SS-PBCH: Synchronization Signal Block) information in communication with the base station in the repeater, measures the beam propagation performance of the antenna, and controls the antenna beam control of the repeater to automatically set the optimal propagation direction and position. It relates to a device for improving radio wave performance through

이동통신 기술 진화에 따른 5G(The Fifth Generation)가 상용화 되어 시장에서 활기를 띄고 있다. 5G 퍼포먼스를 높이기 위해 여러 국가, 여러 사업자, 여러 업체들이 노력을 기울이고 있으며, 5G 이동 통신 장비 개발에 박차를 가하고 있어 기술 발전이 표준화에 준하여 계속 진화되어 가고 있다. LTE(4G) 기술에 이어 5G 기술 개발은 Sub-6GHz(f<6GHz), mmWAVE(f>6GHz) 두가지로 나뉜다. 5G Standard에서의 주파수, 밴드폭(Bandwidth), 부반송파 주파수(Subcarrier frequency), 물리계층모뎀(Physical layer Modem) 등의 기술적 요소는 현장에서의 맞춤형으로 적용 할 수 있다. 5G (The Fifth Generation) according to the evolution of mobile communication technology has been commercialized and is booming in the market. In order to improve 5G performance, various countries, various operators, and various companies are making efforts, and spurring the development of 5G mobile communication equipment, technology development continues to evolve according to standardization. Following LTE (4G) technology, 5G technology development is divided into two categories: Sub-6GHz (f<6GHz) and mmWAVE (f>6GHz). Technical elements such as frequency, bandwidth, subcarrier frequency, and physical layer modem in 5G Standard can be customized in the field.

이에 5G는 TDD(Time Division Duplexing) 기술을 적용하고 있으며, 이는 시분할(Time Division)으로 다중화 기술을 사용한다. 시간동기(Time Synchronization) 구성은 LTE(4G)와의 기술과 비슷하지만 시간환경(Time configuration)에서 더 많은 기술적 요소가 있다. For this, 5G applies TDD (Time Division Duplexing) technology, which uses multiplexing technology with time division. The time synchronization configuration is similar to the technology with LTE (4G), but there are more technical elements in the time configuration.

5G에서도 LTE(4G)와 비슷한 동기채널(Synchronization Channels)이 있으며 이 동기채널을 이용하여 시간동기신호(Time Synchronization Signal)를 검출해야 한다. 5G에서의 SS-PBCH(Synchronization Signal Physical Broadcast Channel) 심볼블럭(Symbols block)이 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal), PBCH(Physical Broadcast Channel)들로 구성 되어 있다. 이러한 채널들을 통하여 TDD 시간동기신호를 검출해야 한다. 이와 같이 시간동기신호에 의해 5G 장비의 다운링크/업링크(DL/UL) 스위치 시간(Switch Time)을 제어한다.In 5G, there are synchronization channels similar to LTE (4G), and time synchronization signals must be detected using these synchronization channels. SS-PBCH (Synchronization Signal Physical Broadcast Channel) symbol block in 5G consists of PSS (Primary Synchronization Signal), SSS (Secondary Synchronization Signal), and PBCH (Physical Broadcast Channel). It is necessary to detect the TDD time synchronization signal through these channels. In this way, the downlink/uplink (DL/UL) switch time of the 5G equipment is controlled by the time synchronization signal.

도 1은 종래기술에 따른 안테나 방향을 조절할 수 있는 중계기의 구성도로서, 무선 중계기의 안테나 방향 제어 기술에 관한 것으로서, 여러 방향으로 수신되는 RF 신호의 통신 품질을 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여 최고통신 품질을 가지는 방향으로 안테나의 방향을 자동으로 조절할 수 있도록 한 것이다.1 is a block diagram of a repeater capable of adjusting the direction of an antenna according to the prior art, which relates to an antenna direction control technology of a wireless repeater, and analyzes the communication quality of RF signals received in various directions, and based on the analysis result It is designed to automatically adjust the direction of the antenna in the direction with the highest communication quality.

상세하게는 기지국으로부터 무선신호를 수신하는 위상 배열 안테나(400); 제어부(406)의 제어 명령에 따라 상기 위상 배열 안테나(400)를 회전시키는 구동부(408); 제어부(406)의 제어 명령에 따라 상기 무선신호의 품질 파라미터를 측정하는 측정부(404); 및 상기 구동부(408)를 제어하여 상기 위상 배열 안테나(400)를 설정한 회전각도 단위로 회전하도록 지시 하고, 상기 측정부(404)를 제어하여 상기 회전한 회전각도에서 상기 품질 파라미터를 측정하여 전송하도록 지시하며, 수신한 상기 품질 파라미터를 분석하여 상기 위상 배열 안테나의 방향을 결정하는 제어부(406)로 구성된다.Specifically, a phased array antenna 400 for receiving a radio signal from the base station; a driving unit 408 for rotating the phased array antenna 400 according to a control command from the control unit 406; a measuring unit 404 for measuring the quality parameter of the radio signal according to a control command of the control unit 406; and controlling the driving unit 408 to instruct the phased array antenna 400 to rotate by a set rotation angle unit, and controlling the measuring unit 404 to measure and transmit the quality parameter at the rotated rotation angle and a control unit 406 that determines the direction of the phased array antenna by analyzing the received quality parameter.

듀플렉서(420)에 입력된 무선신호(단말이 전송한 무선신호)는 증폭부(422), 믹서(424), 필터(426), 증폭부(428)을 거쳐 듀플렉서(410)로 전달된다. 듀플렉서(410)는 전달받은 무선신호를 위상 배열 안테나(400)를 통해 기지국으로 전달한다. 믹서(414)는 국부 발진부로부터 전송된 국부 발진 주파수와 증폭부(412)로부터 전달받은 무선신호를 혼합하여 중간 주파수를 생성한다. 필터(416)는 일정 주파수 대역의 신호만을 출력하여, 증폭부(418)로 전달한다. 증폭부 (418)는 출력신호가 원하는 크기로 출력되도록 입력된 무선신호를 증폭하여 듀플렉서(420)로 전달한다.The radio signal input to the duplexer 420 (radio signal transmitted by the terminal) is transmitted to the duplexer 410 through the amplifier 422 , the mixer 424 , the filter 426 , and the amplifier 428 . The duplexer 410 transmits the received radio signal to the base station through the phased array antenna 400 . The mixer 414 generates an intermediate frequency by mixing the local oscillation frequency transmitted from the local oscillator and the radio signal received from the amplifier 412 . The filter 416 outputs only a signal of a predetermined frequency band and transmits it to the amplifier 418 . The amplifying unit 418 amplifies the input radio signal so that the output signal is output to a desired size and transmits the amplified radio signal to the duplexer 420 .

측정부(404)는 듀플렉서(420)로부터 전달받은 무선신호의 품질을 측정한다. 측정부(404)는 품질과 관련된 파라 미터를 이용하여 무선신호의 품질을 측정한다.The measurement unit 404 measures the quality of the radio signal received from the duplexer 420 . The measurement unit 404 measures the quality of the radio signal by using a parameter related to the quality.

제어부(406)는 측정부(404)로 하여금 위상 배열 안테나로부터 수신되는 무선 신호의 품질을 측정하도록 지시하고, 구동부(408)를 제어하여 위상 배열 안테나의 방향을 변경하도록 지시하거나, 위상 배열 안테나의 페이저 어레이(phase array)를 조절하여 빔 형성 방향을 변경하도록 지시한다. 제어부(406)는 구동부(408)를 제어하여 설정된 각도만큼 위상 배열 안테나의 방향을 변경하도록 지시한다.The control unit 406 instructs the measurement unit 404 to measure the quality of the radio signal received from the phased array antenna, controls the driver 408 to change the direction of the phased array antenna, or controls the phased array antenna. Instructs to change the beamforming direction by adjusting the phase array. The controller 406 instructs the driver 408 to change the direction of the phased array antenna by a set angle.

이와 같은 종래기술은 여러 방향으로 수신되는 무선신호의 품질 파라미터를 분석한 결과를 기초하여 안테나 방향을 최적으로 자동 설정함으로써, 수동으로 안테나 방향을 조정하는 것에 비해 통화 품질을 향상시킬 수 있으며, 설치 및 유지 관리 비용도 절감할 수 있다. 또한, 설정된 주기 간격으로 위상 배열 안테나의 방향을 조정함으로써, 운용중 변화된 무선 환경을 실시간으로 반영할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Such prior art can improve call quality compared to manually adjusting the antenna direction by automatically setting the antenna direction optimally based on the result of analyzing the quality parameters of radio signals received in various directions, Maintenance costs can also be reduced. In addition, by adjusting the direction of the phased array antenna at set periodic intervals, it is possible to obtain the effect of reflecting the changed wireless environment during operation in real time.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 안테나 방향을 조절할 수 있는 중계기는 종래의 안테나는 단일 안테나(one body로 된 안테나 하나)에 단편파(Single Polarization)나 복편파(Double Polarization)로 구성하여 안테나 빔 형성이 단조롭게 되어 있어 안테나 몸체를 틸팅(각도조절)하도록 하는 구조로, 통신 기술이 발전함에 따라 최근의 다량의 안테나로 복수의 안테나 구조로서 각 안테나에 각각의 서로 다른 신호원을 주어 안테나 빔형성을 가변할 수 있는 복수개의 안테나(어레이 안테나)에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the repeater capable of adjusting the direction of the antenna according to the prior art, the conventional antenna consists of single polarization or double polarization on a single antenna (one body antenna) to form an antenna beam. This monotonous structure allows the antenna body to be tilted (angle adjustment). As communication technology has developed, it is a multi-antenna structure with a large number of recent antennas. Each antenna is given a different signal source to vary the antenna beamforming. There is a problem that cannot be applied to a plurality of antennas (array antennas) that can be used.

국내특허공개 제10-2011-0014806호 (공개일 2011.02.14.)Domestic Patent Publication No. 10-2011-0014806 (published on February 14, 2011)

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 무선통신기지국과 중계기 사이에서 SSB 동기채널을 통해 SSB(SS/PBCH Block)정보 및 여러 파라미터 정보를 검출하고, 이를 분석하므로 전파성능을 측정하고 무선환경에 대한 정확한 분석이 가능하고, 더 좋은 전파성능으로 어레이 안테나 빔형성을 자동 조절하도록 하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치를 제공하는데 그 목적이 있다Therefore, in order to improve the problems of the prior art, the present invention detects SSB (SS/PBCH Block) information and various parameter information through an SSB synchronization channel between a wireless communication base station and a repeater, and analyzes it to measure radio wave performance and The purpose of this is to provide an apparatus for improving radio performance through antenna beam control of a repeater that enables accurate analysis of the wireless environment and automatically adjusts array antenna beamforming with better radio performance.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치는 무선통신 중계기의 어레이 안테나를 통해 수신된 동기채널에서 SSB(SS/PBCH Block)정보를 이용하여 어레이 안테나 빔형성을 제어하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치에 있어서, 상기 SSB정보에서 신호를 분석 및 전파성능을 측정하고, 전파성능이 좋은 SSB 인덱스 번호(SSB Index Number)를 검출하는 중간주파수모듈(IFM); 및 상기 중간주파수모듈에서 검출된 인덱스 번호의 해당 안테나 빔의 레벨 및 빔의 각도에 따라 상기 어레이 안테나의 빔을 조절하는 안테나빔 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, an apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater controls array antenna beamforming by using SSB (SS/PBCH Block) information in a synchronization channel received through an array antenna of a wireless communication repeater. An intermediate frequency module (IFM) that analyzes a signal from the SSB information and measures propagation performance and detects an SSB index number with good propagation performance in an apparatus for improving radio performance through antenna beam control of a repeater ; and an antenna beam control unit that adjusts the beam of the array antenna according to the level of the corresponding antenna beam of the index number detected by the intermediate frequency module and the angle of the beam.

여기서, 상기 중간주파수모듈은 입력된 신호를 복조과정을 통해 베이스밴드 신호(Baseband Signal)를 생성하는 신호처리부; 상기 신호처리부의 베이스밴드 신호(Baseband Signal)에서 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel)를 검출하고, 현재 수신되는 전파에서 PSS/SSS신호(Primary Synchronization Signal / Secondary Synchronization Signal)를 분석하여 SSB인덱스 번호를 검출하는 SS/PBCH검출부; 상기 SS/PBCH검출부에서 검출된 PSS/SSS신호를 기준으로 시간 및 주파수를 검출하여 시간동기화 하고, PBCH 채널을 검출하여 SSB인덱스 번호를 추출하는 SSB탐색기(SSB Searcher); 및 상기 SSB탐색기로부터 검출된 SSB인덱스 번호 및 파라미터 값들을 통해 상기 어레이 안테나의 빔 각도를 산출하는 안테나빔 탐색기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the intermediate frequency module includes: a signal processing unit for generating a baseband signal (Baseband Signal) through a demodulation process of the input signal; SS/PBCH (Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel) is detected from the baseband signal of the signal processing unit, and the PSS/SSS signal (Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal) is analyzed from the currently received radio wave to index the SSB. SS/PBCH detection unit for detecting a number; an SSB searcher that detects time and frequency based on the PSS/SSS signal detected by the SS/PBCH detector, performs time synchronization, detects the PBCH channel, and extracts an SSB index number; and an antenna beam searcher for calculating the beam angle of the array antenna through the SSB index number and parameter values detected from the SSB searcher.

상기 SSB탐색기는 상기 SS/PBCH검출부로부터 검출된 PSS/SSS로부터 DMRS 상관관계(DeModulation Reference Signal Correlation)값 및 SSB인덱스 번호를 검출하는 PBCH-DMRS부; 상기 SS/PBCH검출부에서의 상기 PSS/SSS신호와 상기 PBCH-DMRS부에서 검출된 SSB인덱스번호로부터 SSB를 검출하는 SSB검출부; 및 상기 SSB검출부로부터 검출된 SSB에서 SSB인덱스 번호 및 SS-RSRP(Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) 및 상기 SSB인덱스에 맞는 DMRS 상관관계를 포함한 SSB정보를 검출하는 SSB정보 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The SSB searcher includes: a PBCH-DMRS unit for detecting a DMRS correlation (DeModulation Reference Signal Correlation) value and an SSB index number from the PSS/SSS detected by the SS/PBCH detecting unit; an SSB detection unit for detecting the SSB from the PSS/SSS signal in the SS/PBCH detection unit and the SSB index number detected by the PBCH-DMRS unit; And SSB information detection unit for detecting SSB information including the SSB index number and SS-RSRP (Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) and DMRS correlation matching the SSB index from the SSB detected by the SSB detection unit; do it with

본 발명에 따른 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치는 기지국과 중계기간의 SSB 인덱스와 안테나 빔 전파 성능을 측정하여 어느 방향/위치(각도)에서 좋은 전파가 형성되어 있는지를 파악하고, 안테나의 빔을 제어하여 전파성능이 좋은 방향/위치로 자동 셋팅하므로, 안테나 빔을 제어하여 안테나끼리 최대의 성능으로 맞추어 무선 환경 성능을 높일 수 있고, 무선 환경에서 SSB 탐색 기술을 적용하여 SSB 인덱스 정보를 취득하고, 안테나 전파 성능을 측정하여 안테나 방향/위치를 자동 셋팅함에 따라 기지국과 중계기간의 보다 효율적인 무선 환경을 만들 수 있는 효과가 있다.The apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater according to the present invention measures the SSB index and antenna beam propagation performance between the base station and the repeater to determine in which direction/position (angle) a good radio wave is formed, and the antenna Because it automatically sets the direction/position with good propagation performance by controlling the beam of It has the effect of creating a more efficient wireless environment between the base station and the repeater by automatically setting the antenna direction/position by measuring the antenna propagation performance.

도 1은 종래기술에 따른 안테나 방향을 조절할 수 있는 중계기의 구성도이고,
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 중계기에서의 SSB 탐색 및 빔제어를 설명하기 위한 도이고,
도 3은 도 2에서 본 발명의 실시예에 따른 어레이 안테나를 가진 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치의 블록 구성도이고,
도 4는 도 3의 상세 블록 구성도이고
도 5는 SSB 인덱스 번호 검출결과를 설명하기 위한 도이고,
도 6은 도 4에서 안테나빔 탐색기에서 빔ID별 전파환경을 측정하여 나열한 일 실시예를 보인 도표이고,
도 7은 도 4에서 안테나빔 제어기에서 안테나 빔 제어를 어레이 안테나의 각 칩에 대한 위상 제어값을 보인 도표이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 동작과정의 흐름도이다.1 is a block diagram of a repeater capable of adjusting the direction of an antenna according to the prior art;
2 is a diagram for explaining SSB discovery and beam control in a repeater for implementing the present invention;
3 is a block diagram of an apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater having an array antenna according to an embodiment of the present invention in FIG. 2;
4 is a detailed block diagram of FIG. 3
5 is a diagram for explaining an SSB index number detection result;
6 is a diagram showing an embodiment in which the propagation environment for each beam ID is measured and listed in the antenna beam searcher in FIG. 4;
7 is a diagram showing phase control values for each chip of the array antenna for antenna beam control in the antenna beam controller in FIG. 4;
8 is a flowchart of the operation process of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. will be able

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the text.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 무선통신 중계기(100)의 전파성능 향상장치는 어레이 안테나(101)를 통해 수신된 동기채널에서 SSB(SS/PBCH Block)정보를 분석하여 전파성능을 측정하고, 전파성능이 좋은 SSB 인덱스 번호(SSB Index Number)를 검출하는 중간주파수모듈(IFM)(102)와, 상기 중간주파수모듈(102)에서 검출된 인덱스 번호의 해당 안테나 빔의 레벨 및 빔의 각도에 따라 상기 에레이 안테나(101)를 제어하는 안테나빔 제어부(150)로 구성된다. Referring to FIG. 2 , the radio wave performance improving apparatus of the wireless communication repeater 100 measures radio wave performance by analyzing SSB (SS/PBCH Block) information in the synchronization channel received through the array antenna 101, and the radio wave performance is improved. An intermediate frequency module (IFM) 102 for detecting a good SSB index number, and the array antenna according to the level of the corresponding antenna beam and the angle of the beam of the index number detected by the intermediate frequency module 102 It is composed of an antenna beam control unit 150 that controls 101 .

여기서, 도 2를 참조하면 상기 중간주파모듈(102)는 입력된 신호를 복조과정을 통해 베이스밴드 신호(Baseband Signal)를 생성하는 신호처리부(110)와, 상기 신호처리부(110)의 베이스밴드 신호에서 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel)를 검출하고, 현재 수신되는 전파에서 PSS/SSS신호(Primary Synchronization Signal / Secondary Synchronization Signal)를 분석하여 SSB인덱스 번호를 검출하는 SS/PBCH검출부(120)와, 상기 SS/PBCH검출부(120)에서 검출된 PSS/SSS신호를 기준으로 시간 및 주파수를 검출하여 시간동기화 하고, PBCH 채널을 검출하여 SSB인덱스 번호를 추출하는 SSB탐색기(SSB Searcher)(130)와, 상기 SSB탐색기(130)로부터 검출된 SSB인덱스 번호 및 파라미터 값들을 통해 상기 어레이 안테나의 빔 각도를 산출하는 안테나빔 탐색기(140)로 구성된다.Here, referring to FIG. 2 , the intermediate frequency module 102 includes a signal processing unit 110 that generates a baseband signal by demodulating an input signal, and a baseband signal of the signal processing unit 110 . SS/PBCH detection unit 120 that detects the SS/PBCH (Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel) in the And, SSB searcher 130 that detects time and frequency based on the PSS/SSS signal detected by the SS/PBCH detection unit 120 and synchronizes the time, detects the PBCH channel and extracts the SSB index number. and an antenna beam searcher 140 that calculates the beam angle of the array antenna through the SSB index number and parameter values detected by the SSB searcher 130 .

도 4를 참조하면 상기 SSB탐색기(130)는 상기 SS/PBCH검출부(12)로부터 검출된 PSS/SSS로부터 DMRS 상관관계(DeModulation Reference Signal Correlation)값 및 SSB인덱스 번호를 검출하는 PBCH-DMRS부(131)와, 상기 SS/PBCH검출부(131)에서의 상기 PSS/SSS신호와 상기 PBCH-DMRS부(131)에서 검출된 SSB인덱스 번호로부터 SSB를 검출하는 SSB검출부(132)와, 상기 SSB검출부(132)로부터 검출된 SSB에서 SSB인덱스 번호와 RSSI(Receiver Signal Strength Indicator), SS-RSRP(Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) 및 상기 SSB인덱스에 맞는 DMRS 상관관계값을 포함한 SSB 파라미터를 검출하는 SSB정보 검출부(133)로 구성된다.Referring to FIG. 4 , the SSB explorer 130 detects a DMRS correlation (DeModulation Reference Signal Correlation) value and an SSB index number from the PSS/SSS detected by the SS/PBCH detector 12. The PBCH-DMRS unit 131 detects an SSB index number. ), the SSB detection unit 132 for detecting the SSB from the PSS/SSS signal from the SS/PBCH detection unit 131 and the SSB index number detected by the PBCH-DMRS unit 131, and the SSB detection unit 132 ) in the SSB detected from the SSB index number, RSSI (Receiver Signal Strength Indicator), SS-RSRP (Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power), and SSB information detection unit for detecting SSB parameters including DMRS correlation values suitable for the SSB index (133).

이와 같이 구성된 본 발명의 구체적인 작용에 대하여 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The detailed operation of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8 .

먼저, 무선통신기술에 있어서, 무선통신 5G기술 표준의 주파수, 밴드폭(Bandwidth), 부반송파 주파수(Subcarrier frequency), 물리계층 모뎀(Physical layer Modem) 등의 기술적 요소는 현장에서의 맞춤형으로 적용 할 수 있다. First, in wireless communication technology, technical elements such as frequency, bandwidth, subcarrier frequency, and physical layer modem of the wireless communication 5G technology standard can be customized in the field. have.

또한, 본 발명은 MIMO 서비스에서 멀티빔(Multi Beam)에 의한 안테나빔 형성(Antenna Beam forming) 기술에 대한 것으로, 동기채널(Synchronization Channels)을 이용하여 기지국과 단말(UE; User Equipment)과의 물리계층ID (기지국 정보), 시간/주파수 동기(Time and frequency Synchronization), MIB(Master Information Block), SIB(System Information Block), RSRP/RSRQ/RSSI등의 여러 Parameters들을 알고 서로 데이터를 주고 받는다.In addition, the present invention relates to an antenna beam forming technology by multi-beam in a MIMO service, and a physical communication between a base station and a user equipment (UE) using synchronization channels. Layer ID (base station information), time and frequency synchronization (Time and frequency synchronization), MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block), know various parameters such as RSRP/RSRQ/RSSI and send and receive data with each other.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치의 동작 흐름도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 8 , it will be described in detail with reference to an operation flowchart of an apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 기지국(10)으로터 송출된 5G 전파를 상기 중계기(100)에서 어레이 안테나(101)를 통해 송수신하며, SSB(SS/PBCH; Synchronization Signal Block)라는 동기 채널을 통하여 기지국 무선 송수신하며, 상기 어레이 안테나는 안테나 빔 형성(Forming) 기술이 적용하여 보다 효율적인 송수신이 이루어지도록 한다. Referring to FIG. 2 , the repeater 100 transmits and receives 5G radio waves transmitted from the base station 10 through the array antenna 101, and the base station through a synchronization channel called SSB (SS/PBCH; Synchronization Signal Block). For wireless transmission and reception, the array antenna applies an antenna beam forming technology to achieve more efficient transmission and reception.

도 3을 참조하면 상기 중계기에서 어레이 안테나(101)을 통해 수신된 신호는 AMP/LNA(Amplifier/Low Noise Amplifier)를 통해 이득과 위상을 제어함으로 안테나의 빔형성이 이루어지도록 하며, 상기 AMP&LNA 제어는 중계기의 메인 제어부(150)에서 수행하며, SSB 검출과 탐색기 기능은 중간주파수 모듈(IFM)에서 수행한다. 또한, 상기 중간주파수 모듈에서 각 SSB 관리 및 파라미터 정보 수집과 분류 및 분석 작업을 수행한다. Referring to FIG. 3, the signal received through the array antenna 101 in the repeater controls the gain and phase through an AMP/LNA (Amplifier/Low Noise Amplifier) to form an antenna beam, and the AMP&LNA control is It is performed by the main control unit 150 of the repeater, and the SSB detection and search functions are performed by the intermediate frequency module (IFM). In addition, each SSB management and parameter information collection, classification, and analysis are performed in the intermediate frequency module.

보다 상세하게는 상기 신호처리부(110)에서 입력된 상기 5G 신호(FR1, RF2 signal)에 대한 복조(Demodulation) 기법으로 베이스밴드 신호를 생성한다.In more detail, a baseband signal is generated by a demodulation technique for the 5G signal (FR1, RF2 signal) input from the signal processing unit 110 .

상기 SS/PBCH부(120)은 상기 신호처리부(110)에서 생성된 베이스밴드 신호에서 SS/PBCH 검출을 통해 PSS/SSS신호를 검출하고, SSB 인덱스번호도 추출한다.The SS/PBCH unit 120 detects a PSS/SSS signal from the baseband signal generated by the signal processing unit 110 through SS/PBCH detection, and also extracts an SSB index number.

상기 SSB탐색기(130)는 상기 SS/PBCH부(120)에서 추출된 PSS/SSS 신호를 기준으로 시간과 주파수를 검출하고 시간동기화를 통해 SSB 인덱스 번호를 탐색하여 어레이 안테나(101)로부터 수신되는 SSB 번호를 탐색하고 저장하는 기능을 한다.The SSB searcher 130 detects time and frequency based on the PSS/SSS signal extracted from the SS/PBCH unit 120, searches for an SSB index number through time synchronization, and the SSB received from the array antenna 101 It functions to search for and store numbers.

상기 추출된 SSB인덱스 번호뿐만 아니라, 각 빔ID에 대한 RSSI, SS-RSRP, DMRS상관관계값 등의 파라미터 정보를 알 수 있다.In addition to the extracted SSB index number, parameter information such as RSSI, SS-RSRP, and DMRS correlation values for each beam ID can be known.

도 4를 참조하여 상기 SSB탐색기(130)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 상기 SSB탐색기는 PBCH-DMRS부(131), SSB검출부(132) 및 SSB정보 검출부(133)로 구성되며, 각 부에 대한 상세한 동작은 다음과 같다. 4, the SSB searcher 130 will be described in more detail. The SSB searcher is composed of a PBCH-DMRS unit 131, an SSB detection unit 132, and an SSB information detection unit 133. The detailed operation is as follows.

상기 PBCH-DMRS부(131)는 상기 SS/PBCH검출부(120)로부터 검출된 PSS/SSS로부터 DMRS 상관관계(DeModulation Reference Signal Correlation)값 및 SSB인덱스 번호를 검출하고, 상기 SSB검출부(132)는 상기 SS/PBCH검출부(120)에서의 상기 PSS/SSS신호와 상기 PBCH-DMRS부(131)에서 검출된 SSB인덱스 번호로부터 SSB를 검출하고, 상기 SSB정보 검출부(133)는 SSB검출부(132)로부터 검출된 SSB에서 SSB인덱스 번호 및 SS-RSRP(Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) 및 상기 SSB인덱스에 맞는 DMRS 상관관계를 포함한 SSB정보를 검출하게 된다.The PBCH-DMRS unit 131 detects a DMRS correlation (DeModulation Reference Signal Correlation) value and an SSB index number from the PSS/SSS detected by the SS/PBCH detection unit 120, and the SSB detection unit 132 detects the The SSB is detected from the PSS/SSS signal by the SS/PBCH detection unit 120 and the SSB index number detected by the PBCH-DMRS unit 131 , and the SSB information detection unit 133 is detected from the SSB detection unit 132 . SSB information including the SSB index number and SS-RSRP (Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) and DMRS correlation matching the SSB index is detected from the SSB.

상기 안테나빔 탐색기(140)는 SSB 정보 검출부(133)에서 검출된 SSB 인덱스번호 및 SSB 파라미터들을 각 SSB 인덱스마다의 파라미터 측정값을 가지고 측정된 값을 분류하여 어느 SSB에서의 값이 신호 전파성능이 우수한 지를 측정 및 분류하는 기능을 수행한다. The antenna beam searcher 140 classifies the SSB index number and the SSB parameters detected by the SSB information detection unit 133 with the parameter measurement value for each SSB index, and classifies the measured value to determine which SSB the signal propagation performance is. It performs the function of measuring and classifying superiority.

이는 안테나빔 제어부(150)에서 어레이 안테나 방향/위치에 대한 위상(Phase: 각도)를 제어함으로서 안테나의 전파성능이 좋은 방향/위치를 알게 된다. In this case, the antenna beam controller 150 controls the phase (angle) with respect to the direction/position of the array antenna, so that the direction/position of the antenna with good propagation performance is known.

즉, 상기 안테나빔 탐색기(140)는 안테나 빔제어부(150)에서 상기 어레이 안테나(101)를 각 방향/위치(각도)를 제어하고, 상기 어레이 안테나(101)로부터 수신되는 무선 신호를 측정 및 분류하여, 전파성능이 보다 좋은 무선 신호에 대한 어레이 안테나(101) 방향/위치(각도)를 결정하게 된다.That is, the antenna beam searcher 140 controls each direction/position (angle) of the array antenna 101 in the antenna beam control unit 150 , and measures and classifies the radio signal received from the array antenna 101 . Thus, the direction/position (angle) of the array antenna 101 for a radio signal with better radio wave performance is determined.

상기 안테나빔 제어부(150)의 상기 어레이 안테나(101)의 방향/위치 제어와 상기 안테나빔 탐색기(140)의 무선신호 측정/분류를 반복하여 가장 좋은 무선신호에 대한 어레이 안테나(101)의 방향/위치를 최종 결정하고 제어하게 된다.The direction/position control of the array antenna 101 of the antenna beam control unit 150 and the radio signal measurement/classification of the antenna beam searcher 140 are repeated to determine the direction/position of the array antenna 101 for the best radio signal. It ultimately determines and controls the position.

도 5를 참조하면, 상기 부반송파(Subcarriers)로부터 베이스밴드 신호를 생성한 후 SSB/PBCH 값을 검출하고, 여기서 SSB 인덱스 번호를 검출하게 된다.Referring to FIG. 5, after generating a baseband signal from the subcarriers, the SSB/PBCH value is detected, and the SSB index number is detected here.

이와 같이 SSB 탐색기(130)에서 각 빔ID에 대한 RSSI, RSRP, DMRS상관계수값을 추출하게 된다.As such, the RSSI, RSRP, and DMRS correlation coefficient values for each beam ID are extracted from the SSB searcher 130 .

상기 안테나빔 탐색기(140)는 SSB 인덱스 번호와 각 RSSI, RSRP, DMRS상관관계값 등의 파라미터 값을 알고 전파 수신이 어느 방향/위치에서 좋은 전파가 수신되는지 안테나에 수신되는 레벨과 SSB 인덱스 SS-RSRP 값 및 안테나의 빔 각도를 분류하여 저장한다.The antenna beam searcher 140 knows the SSB index number and parameter values such as each RSSI, RSRP, DMRS correlation value, and the level received by the antenna and the SSB index SS- The RSRP value and the beam angle of the antenna are classified and stored.

도 6의 표를 참조하면 상기 반복하여 추출 및 저장된 파라미터값(RSSI, RSRP, DMRS 상관관계값 및 빔 각도)을 빔ID 별로 분류 및 나열하여 각 값을 비교함에 따라 좋은 전파성능의 안테나 빔 각도를 탐색한다.Referring to the table of FIG. 6 , the repeatedly extracted and stored parameter values (RSSI, RSRP, DMRS correlation values, and beam angles) are classified and listed by beam ID, and the antenna beam angle of good propagation performance is determined as each value is compared. Explore.

즉, 각 빔ID의 파라미터 값이 높은 값이면 수신 전파가 좋다고 판단하며, 도 6에서는 빔ID 3번이 RSSI '-55dBm', RSRP '-75dBm', DMRS 상관관계값'5.5'로 가장 좋은 수신 전파방향으로 판단하며, 이때 안테나의 방향은 빔의 각도 '-10°'로 결정하게 된다. That is, if the parameter value of each beam ID is a high value, it is determined that the reception propagation is good. The propagation direction is determined, and the direction of the antenna is determined by the beam angle '-10°'.

상기 안테나 빔 제어부(150)는 상기 안테나빔 탐색기(140)에서 추출된 파라미터 에서 좋은 전파 성능으로 수신되는 안테나 빔 각도를 제어하여 중계기의 안테나 송수신을 최적화 한다.The antenna beam control unit 150 optimizes the antenna transmission/reception of the repeater by controlling the antenna beam angle received with good propagation performance from the parameters extracted from the antenna beam searcher 140 .

도 7을 참조하면, 상기 어레이 안테나(101)의 빔 각도 설정의 일 실시 예로, 상기 안테나빔 탐색기(140)에서 찾은 성능 좋은 빔ID '3번'에 대한 빔 각도 '-10°'를 알고, 그에 대한 안테나 빔 각도 '-10°'에 맞게 해당 안테나 칩(Chip-1, Chip-2, Chip-3, Chip-4, ..., Chip-N)에 대한 각 위상값(Phase)을 '40, 45, 50, 55, 60, ... '로 설정한다. Referring to FIG. 7, as an example of setting the beam angle of the array antenna 101, the beam angle '-10°' for the beam ID '3' with good performance found in the antenna beam searcher 140 is known, Adjust each phase value for the corresponding antenna chip (Chip-1, Chip-2, Chip-3, Chip-4, ..., Chip-N) according to the antenna beam angle '-10°'. 40, 45, 50, 55, 60, ... '.

상기 각 안테나 칩에 대한 위상값(Phase)을 변경(Shift) 함으로서 중계기 안테나 빔 방향을 조절하므로 안테나의 송수신 환경을 최적화 하게 된다. 여기서, 위상값(Phase)은 각도( °)로 표시한다.By changing the phase value for each antenna chip (Shift), the repeater antenna beam direction is adjusted, thereby optimizing the transmission/reception environment of the antenna. Here, the phase value is expressed as an angle (°).

상기 안테나빔 탐색기(140)는 SSB 정보 검출부(133)에서 검출된 정보로 각 SSB 인덱스마다의 파라미터 측정값을 가지고 측정된 값을 분류하여 어느 SSB에서의 값이 신호 전파성능이 우수한 지를 측정 및 분류하는 기능을 수행한다. The antenna beam searcher 140 classifies the measured value with the parameter measurement value for each SSB index with the information detected by the SSB information detection unit 133 to measure and classify the value in which SSB has excellent signal propagation performance. perform the function

이는 안테나빔 제어부(150)에서 어레이 안테나 방향/위치에 대한 위상(Phase: 각도)를 제어함으로서 안테나의 무선 성능이 좋은 방향/위치를 알게 된다. In this case, the antenna beam controller 150 controls the phase (angle) with respect to the direction/position of the array antenna, so that the direction/position of the antenna with good radio performance is known.

즉, 상기 안테나빔 탐색기(140)는 안테나 빔제어부(150)에서 상기 어레이 안테나(101)를 각 방향/위치(각도)를 제어하고, 상기 어레이 안테나(101)로부터 수신되는 무선 신호를 측정 및 분류하여, 보다 좋은 무선 신호에 대한 어레이 안테나(101) 방향/위치(각도)를 결정하게 된다.That is, the antenna beam searcher 140 controls each direction/position (angle) of the array antenna 101 in the antenna beam control unit 150 , and measures and classifies the radio signal received from the array antenna 101 . Thus, the direction/position (angle) of the array antenna 101 for a better radio signal is determined.

상기 안테나빔 제어부(150)의 상기 어레이 안테나(101)의 방향/위치 제어와 상기 안테나빔 탐색기(140)의 무선신호 측정/분류를 반복하여 가장 좋은 전파성능을 갖는 무선신호에 대한 어레이 안테나(101)의 방향/위치를 최종 제어하게 된다.The array antenna 101 for the radio signal having the best propagation performance by repeating the control of the direction/position of the array antenna 101 by the antenna beam controller 150 and the measurement/classification of the radio signal by the antenna beam searcher 140 ) direction/position is finally controlled.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다. As described above, although the apparatus for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater according to an embodiment of the present invention has been described with reference to a limited embodiment and drawings, it is not limited by this embodiment, and it is common in the technical field to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention and the equivalent scope of the claims to be described below by those having the knowledge of

100 : 중계기 101 : 어레이 안테나
110 : 신호처리 120 : SS/PBCH 검출부
130 : SSB 탐색기 131 : PBCH-DMRS부
132 : SSB검출부 133 : SSB 정보 검출부
140 : 안테나빔 탐색기 150 : 안테나빔 제어부100: repeater 101: array antenna
110: signal processing 120: SS/PBCH detection unit
130: SSB searcher 131: PBCH-DMRS unit
132: SSB detection unit 133: SSB information detection unit
140: antenna beam searcher 150: antenna beam control unit

Claims (7)

무선통신 중계기의 어레이 안테나를 통해 수신된 동기채널에서 SSB(SS/PBCH Block)정보를 이용하여 어레이 안테나 빔형성을 제어하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치에 있어서,
상기 SSB정보에서 신호를 분석 및 전파성능을 측정하고, 전파성능이 좋은 SSB 인덱스 번호(SSB Index Number)를 검출하는 중간주파수모듈(IFM); 및
상기 중간주파수모듈에서 검출된 인덱스 번호의 해당 안테나 빔의 레벨 및 빔의 각도에 따라 상기 어레이 안테나의 빔을 조절하는 안테나빔 제어부;를 포함하되,
상기 중간주파수 모듈은 입력된 신호를 복조과정을 통해 베이스밴드 신호(Baseband Signal)를 생성하는 신호처리부;
상기 신호처리부의 베이스밴드 신호(Baseband Signal)에서 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel)를 검출하고, 현재 수신되는 전파에서 PSS/SSS신호(Primary Synchronization Signal / Secondary Synchronization Signal)를 분석하여 SSB인덱스 번호를 검출하는 SS/PBCH검출부;
상기 SS/PBCH검출부에서 검출된 PSS/SSS신호를 기준으로 시간 및 주파수를 검출하여 시간동기화 하고, PBCH 채널을 검출하여 SSB인덱스 번호를 추출하는 SSB탐색기(SSB Searcher); 및
상기 SSB탐색기로부터 검출된 SSB인덱스 번호 및 파라미터 값들을 통해 상기 어레이 안테나의 빔 각도를 산출하는 안테나빔 탐색기;를 포함하며,
상기 SSB탐색기는 각 빔ID에 대한 RSSI, RSRP, DMRS상관관계값을 추출하고, 상기 SS/PBCH검출부로부터 검출된 PSS/SSS로부터 DMRS 상관관계(DeModulation Reference Signal Correlation)값 및 SSB인덱스 번호를 검출하는 PBCH-DMRS부;
상기 SS/PBCH검출부에서의 상기 PSS/SSS신호와 상기 PBCH-DMRS부에서 검출된 SSB인덱스번호로부터 SSB를 검출하는 SSB검출부; 및
상기 SSB검출부로부터 검출된 SSB에서 SSB인덱스 번호 및 SS-RSRP(Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) 및 상기 SSB인덱스에 맞는 DMRS 상관관계를 포함한 SSB정보를 검출하는 SSB정보 검출부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치.In an apparatus for improving radio performance through antenna beam control of a repeater that controls array antenna beamforming using SSB (SS/PBCH Block) information in a synchronization channel received through an array antenna of a wireless communication repeater,
an intermediate frequency module (IFM) that analyzes a signal from the SSB information and measures propagation performance, and detects an SSB index number with good propagation performance; and
Antenna beam control unit for adjusting the beam of the array antenna according to the beam angle and the level of the corresponding antenna beam of the index number detected by the intermediate frequency module;
The intermediate frequency module includes: a signal processing unit for generating a baseband signal through a demodulation process for the input signal;
SS/PBCH (Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel) is detected from the baseband signal of the signal processing unit, and the PSS/SSS signal (Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal) is analyzed from the currently received radio wave to index the SSB. SS/PBCH detection unit for detecting a number;
an SSB searcher that detects time and frequency based on the PSS/SSS signal detected by the SS/PBCH detector, performs time synchronization, detects the PBCH channel, and extracts an SSB index number; and
It includes; an antenna beam searcher for calculating the beam angle of the array antenna through the SSB index number and parameter values detected from the SSB searcher;
The SSB explorer extracts RSSI, RSRP, and DMRS correlation values for each beam ID, and detects a DMRS correlation (DeModulation Reference Signal Correlation) value and an SSB index number from the PSS/SSS detected by the SS/PBCH detector. PBCH-DMRS unit;
an SSB detection unit for detecting the SSB from the PSS/SSS signal in the SS/PBCH detection unit and the SSB index number detected by the PBCH-DMRS unit; and
SSB information detection unit for detecting SSB information including SSB index number and SS-RSRP (Secondary Synchronization-Reference Signal Received Power) and DMRS correlation matching the SSB index from the SSB detected from the SSB detection unit; A device for improving radio wave performance through antenna beam control of a repeater. 제1항에 있어서,
상기 중간주파수모듈은 SSB 관리 및 파라미터 정보를 수집하고, 이를 분류 및 분석을 통해 SSB검출 및 SSB탐색을 수행하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치.The method of claim 1,
The intermediate frequency module collects SSB management and parameter information, and performs SSB detection and SSB search through classification and analysis. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 안테나빔 탐색기는 상기 SSB탐색기에서 추출된 RSSI, RSRP, DMRS상관관계값을 포함한 파라미터값을 저장하고, 상기 파라미터값을 빔ID마다 값을 비교 및 분류하여 나열함에 따라 좋은 전파성능의 안테나 빔 각도를 탐색하는 것을 특징으로 하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치.The method of claim 1,
The antenna beam searcher stores the parameter values including the RSSI, RSRP, and DMRS correlation values extracted from the SSB searcher, and compares and classifies the parameter values for each beam ID and lists them, so that the antenna beam angle of good propagation performance An apparatus for improving radio wave performance through control of an antenna beam of a repeater, characterized in that it searches for. 제6항에 있어서,
상기 안테나빔 제어부는 안테나빔 탐색기에서 찾은 성능 좋은 빔ID에 대한 빔 각도에 맞도록 상기 어레이 안테나의 각 안테나 칩에 대한 각 위상값(Phase)을 변경하여 안테나의 빔을 제어하는 것을 특징으로 하는 중계기의 안테나 빔 제어를 통한 전파성능 향상장치.
7. The method of claim 6,
The antenna beam control unit controls the beam of the antenna by changing each phase value for each antenna chip of the array antenna to match the beam angle for the beam ID with good performance found in the antenna beam searcher. Radio wave performance improvement device through antenna beam control of
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