WO2021125380A1 - 5g customer premises equipment - Google Patents

5g customer premises equipment Download PDF

Info

Publication number
WO2021125380A1
WO2021125380A1 PCT/KR2019/017961 KR2019017961W WO2021125380A1 WO 2021125380 A1 WO2021125380 A1 WO 2021125380A1 KR 2019017961 W KR2019017961 W KR 2019017961W WO 2021125380 A1 WO2021125380 A1 WO 2021125380A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cpe
information
optimal
communication relay
relay device
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/017961
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김재완
이주희
유승우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2019/017961 priority Critical patent/WO2021125380A1/en
Publication of WO2021125380A1 publication Critical patent/WO2021125380A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318Received signal strength
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10Polarisation diversity; Directional diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/155Ground-based stations

Definitions

  • the present invention relates to a 5G communication relay device.
  • a specific implementation relates to a 5G Customer Premises Equipment (CPE) that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and an electronic device, and a method for controlling the same.
  • CPE Customer Premises Equipment
  • Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and an image or video output to the display unit.
  • Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function.
  • recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
  • electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services.
  • a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services.
  • some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
  • mmWave millimeter wave
  • the 28 GHz band, the 39 GHz band, and the 64 GHz band are being considered.
  • the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands there is a problem in that the cell coverage providing the communication service is reduced because the wavelength is short.
  • 5G CPE Customer Premises Equipment
  • the 5G communication relay device that is, the 5G CPE
  • the 5G CPE should be placed adjacent to the window area of the building.
  • the 5G radio signal from the 5G base station has directivity, it is necessary to arrange the 5G CPE at a specific angle in the direction of the 5G radio signal at a specific location.
  • 5G wireless signals have very high straightness.
  • 5G NR uses very high frequency in the 28GHz band, so its straightness is very high. Therefore, the 5G CPE should be easy to adjust to match the direction with the base station.
  • 5G communication using a very high frequency band, especially mmWave has very high straightness, and communication performance may deteriorate if the direction with the 5G repeater or base station does not match. Therefore, there is a need for a method capable of controlling the orientation direction of the 5G CPE.
  • one object of the present invention is to install the 5G CPE in the direction of the 5G base station.
  • another object of the present invention is to provide a user with a direction in which the received signal is maximized when the user moves the terminal through the UI linked with the 5G CPE.
  • Another object of the present invention is to provide a method for controlling 5G CPE according to power on/off, etc. while installing 5G CPE in an optimal direction.
  • the 5G communication repeater includes a main body configured to be rotatable in left and right directions and up and down directions to receive a 5G radio signal; and a control unit for controlling to display a specific beam direction through a device management application when the power button on the communication relay device is in an ON state, wherein the control unit controls to display a specific beam direction according to the specific beam direction.
  • the sight beam direction and signal strength can be displayed.
  • the controller may transmit a beam ID (BID) of a current beam and a reception quality (BRSRP) of the current beam to the device management application. Meanwhile, when the optimal beam is selected, the device management application may transmit direction information on the optimal beam direction to the controller.
  • BID beam ID
  • BRSRP reception quality
  • the controller may receive beam verification information and beam direction information for beam detection. Meanwhile, the controller may select an optimal beam by performing a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
  • the controller may perform a beam search process around an area predicted in the direction of the optimal beam based on the beam verification information and the beam direction information. Meanwhile, in the beam search process, the beam search process may be performed using a beam ID of an area predicted in the direction of the optimal beam.
  • the controller may move the main body in the optimal beam direction. Also, the controller may change the current beam to a beam adjacent to the optimal beam to acquire reception quality.
  • the controller may determine a final position to which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
  • the device management application may transmit beam verification information and beam direction information corresponding to the ID information to the control unit.
  • a memory configured to store information related to the beam verification information and the beam direction information may be further included. Meanwhile, when the power button is turned on, the controller may obtain information related to the beam verification information and the beam direction information from the memory, and perform the beam selection process using the information.
  • the first beam verification information and the first beam direction information corresponding to the ID information may be received from the device management application.
  • the beam selection process may be performed.
  • an array antenna disposed inside the body and configured to generate a directional beam through a plurality of antenna elements; and a transceiver circuit configured to vary a phase of a signal applied to the plurality of antenna elements.
  • the controller may control the transceiver circuit to perform the beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
  • the controller may transmit optimal beam ID information corresponding to the optimal beam to the transceiver circuit.
  • the transceiver circuit may control a phase of a signal applied to the plurality of antenna elements based on the optimal beam ID information.
  • the array antenna may include a plurality of array antennas to perform multiple input/output (MIMO) with the 5G base station. Meanwhile, when the power button is turned on, the controller may perform the beam selection process using any one of the plurality of array antennas.
  • MIMO multiple input/output
  • a first beam selection process may be performed using a first array antenna among the plurality of array antennas.
  • a second beam selection process may be performed using a second array antenna among the plurality of array antennas.
  • a direction between the first direction of the first optimal beam selected in the first beam selection process and the second direction of the second optimal beam selected in the second beam selection process may be selected as the optimal beam direction.
  • the controller may select the optimal beam by performing the beam selection process.
  • the controller may control to display information related to the direction so that the main body is moved in a direction corresponding to the optimal beam.
  • the controller when the beam blocking occurs and the main body is moved, changes the current beam corresponding to the optimal beam in the direction in which the main body is moved to a beam adjacent to the optimal beam to obtain reception quality.
  • the controller may determine a final position to which the main body is fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
  • the present invention when installing the mmWave CPE terminal to which the beam search algorithm is applied, it is possible to find and install a beam direction having a good transmit/receive signal.
  • FIG. 1 shows a detailed configuration of a 5G CPE or electronic device according to the present invention.
  • FIG. 2 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or 5G communication relay device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
  • FIG 3 is a conceptual diagram of a method for installing a 5G communication relay device, that is, a 5G CPE according to the present invention.
  • 4A and 4B are flowcharts of a control operation performed in a 5G communication relay device, ie, a 5G CPE, according to the present invention.
  • 5A is a flowchart illustrating an internal configuration of a 5G CPE according to the present invention and a 5G CPE control operation with an electronic device.
  • 5B shows a detailed configuration of a 5G CPE and an electronic device according to the present invention.
  • 5C shows a detailed configuration of a 5G CPE that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and a UE according to an embodiment.
  • FIG. 6A shows a flowchart of a method for controlling positioning and tilting of a 5G CPE according to the present invention.
  • 6B shows various LEDs provided in the 5G CPE according to the present invention.
  • FIG. 7 shows an arrangement structure of a base station and a 5G CPE according to the present invention.
  • FIG 8 shows a left-right rotation structure and a vertical rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention.
  • FIG 9 illustrates a case before beam directions are aligned in a 5G communication relay device and a device management application according to an embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a case in which beam directions are aligned in the 5G communication relay device and the device management application according to FIG. 9 .
  • 11A illustrates an operation performed in the 5G CPE and a device management application and an information exchange process therebetween when installing or changing the installation of the 5G CPE according to an embodiment.
  • 11B shows a procedure performed in advance for beam verification and beam detection before installing a 5G CPE, and a procedure for exchanging information with a device management application thereafter.
  • FIG. 12A illustrates a plurality of antenna beams in relation to a beam verification process according to an embodiment.
  • FIG. 12B shows a lookup table generated according to a beam verification process for a plurality of antenna beams of FIG. 12A.
  • FIG. 13A shows a detailed configuration of a 5G communication relay device according to an embodiment.
  • 13B is a conceptual diagram illustrating beams generated so that different array antennas are directed toward a 5G base station according to an embodiment.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • slate PCs slate PCs
  • tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices for example, watch-type terminals (smartwatch), glass-type terminals (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included.
  • the 5G communication relay device described herein may be a CPE (Customer Premises Equipment).
  • the electronic device 100 includes a transceiver 110 , an output unit 150 , and a control unit 180 corresponding to a wireless communication unit.
  • the transceiver 110 is between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100 , or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable wireless communication between them. In addition, the transceiver 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the transceiver 110 may include at least one of a 4G wireless communication module, a 5G wireless communication module, a short-range communication module, and a location information module.
  • the 4G wireless communication module can transmit and receive 4G signals with a 4G base station through a 4G mobile communication network.
  • the 4G wireless communication module may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station.
  • the 4G wireless communication module may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
  • Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
  • Down-Link (DL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module can transmit and receive 5G signals with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure.
  • NSA Non-Stand-Alone
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell.
  • the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module can transmit and receive 5G signals with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 5G wireless communication module may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station.
  • the 5G wireless communication module may receive one or more 5G reception signals from the 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
  • the 5G frequency band the Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
  • a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
  • the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
  • the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • UL MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • DL MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the transceiver 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module.
  • DC dual connectivity
  • the dual connection with the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, a 4G reception signal and a 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module.
  • inter-CA Carrier Aggregation
  • the short-range communication module is for short range communication, and includes BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Near Field (NFC). Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee Ultra Wideband
  • NFC Near Field
  • Wi-Fi Wireless-Fidelity
  • Wi-Fi Direct Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology
  • Such a short-distance communication module between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and other It is possible to support wireless communication between networks in which the electronic device 100 or an external server is located.
  • the local area network may be a local area network (Wireless Personal Area Network
  • short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module.
  • short-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation may be performed using at least one of a 4G wireless communication module and a 5G wireless communication module and a Wi-Fi communication module for transmission speed improvement and communication system convergence.
  • 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module and the Wi-Fi communication module.
  • 5G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 5G wireless communication module and the Wi-Fi communication module.
  • the location information module is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and representative examples thereof include a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device by using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the location of the electronic device may be acquired based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • AP wireless access point
  • the location information module may perform any function of the other modules of the transceiver 110 to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally.
  • the location information module is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
  • the electronic device can acquire the location of the electronic device based on the information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal.
  • the 5G base station of the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
  • the output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and may include at least one of a display unit, a sound output unit, a haptip module, and an optical output unit.
  • the display unit may implement a touch screen by forming a layer structure with the touch sensor or being integrally formed. Such a touch screen may function as a user input unit providing an input interface between the electronic device 100 and a user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and a user.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 .
  • the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
  • controller 180 may control at least some of the components discussed with reference to FIG. 1 in order to drive an application program stored in the memory. Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • the 5G communication relay device is a device that transmits a 5G radio signal between a base station and an electronic device, that is, a 5G UE.
  • the 5G communication relay device that is, 5G Customer Premises Equipment (CPE) may include a plurality of array antennas ANT1 to ANT4 to optimally transmit and receive 5G radio signals in a specific direction.
  • the 5G communication relay device may include a power and phase control unit 230 to control the beam direction of each of the array antennas ANT1 to ANT4.
  • the power and phase controller 230 may control the magnitude and phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4 .
  • the transceiver 520 of FIG. 5B may correspond to the RFIC 250 of FIG. 2 .
  • the controller 510 of FIG. 5B may correspond to the modem 400 and the AP 450 of FIG. 2 .
  • the electronic device or 5G communication relay device further includes a first power amplifier 210 , a second power amplifier 220 , and an RFIC 250 .
  • the electronic device may further include a modem 400 and an application processor (AP) 500 .
  • the modem 400 and the application processor AP 450 may be physically implemented on a single chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the electronic device or the 5G communication relay device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 210 , the second power amplifier 220 , the controller 250 , and the plurality of low-noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
  • the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
  • the RFIC 250 when configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 250 when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type.
  • the RFIC 250 when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on one chip.
  • the application processor (AP) 450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400 .
  • the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 250 .
  • PMIC power management IC
  • the application processor (AP) 450 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in an idle mode, the RFIC through the modem 300 so that at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in the low power mode or is turned off 250 can be controlled.
  • the application processor (AP) 450 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication.
  • the application processor (AP) 450 may control the modem 400 to enable wireless communication with the lowest power.
  • the application processor (AP) 450 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module, even if the throughput is somewhat sacrificed.
  • the modem 400 may be controlled to select an optimal wireless interface.
  • the application processor (AP) 450 may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information.
  • the application processor (AP) 450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 400 . Accordingly, if the battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 450 may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the multi-transceiving system of FIG. 2 may integrate the transmitter and receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
  • the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, so that efficient resource allocation is possible.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 220 may operate in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 210 and 220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 .
  • 4x4 DL MIMO may be performed through the downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO implementation is possible using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL).
  • the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 needs to operate in the 5G band.
  • an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided.
  • a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
  • a switch-type splitter or a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability.
  • SPDT single pole double throw
  • the electronic device operable in a plurality of wireless communication systems may further include a phase controller 230 , a duplexer 231 , a filter 232 , and a switch 233 .
  • each of the antennas ANT1 to ANT4 needs to be implemented as array antennas ANT1 to ANT4 composed of a plurality of antenna elements.
  • the phase controller 230 is configurable to control a phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4.
  • the phase controller 230 may control both the magnitude and phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4. Accordingly, since the phase control unit 230 controls both the magnitude and the phase of the signal, it may be referred to as a power and phase control unit 230 .
  • phase controller 230 may control the phase of a signal applied to each antenna element so that each of the array antennas ANT1 to ANT4 forms beams in different directions.
  • the duplexer 231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231 .
  • the filter 232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band.
  • the filter 232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 231 .
  • the filter 232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
  • the switch 233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal.
  • the switch 233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal using a time division multiplexing (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
  • the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme.
  • FDD Fre Division Duplex
  • the switch 233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT double pole double throw
  • the electronic device may further include a modem 400 corresponding to a control unit.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be physically or logically divided into one circuit.
  • the modem 400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250 .
  • the modem 400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 5G base station.
  • the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. In addition, the RFIC 250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
  • a 5G communication relay device that transmits a 5G wireless signal to an electronic device equipped with a multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 , that is, 5G Customer Premises Equipment (CPE) and a control method thereof will be described.
  • CPE 5G Customer Premises Equipment
  • 5G CPE since the speed of the existing broadband network is low and a huge cost is incurred to install a new giga network, 5G CPE is required. In addition, even if new subscribers are created, it may incur a lot of cost for laying cables and having engineers visit and install them because the distance between each household is long. In order to solve this problem, it is desirable that 5G communication service be provided through 5G CPE indoors.
  • operators may consider a method of wirelessly supplying the Internet to each home using a high-speed communication network, instead of providing Internet service through an existing cable.
  • 5G uses a very high frequency band as a high-speed communication network. Therefore, the 5G wireless signal causes a large RF loss due to surrounding objects such as buildings and trees.
  • the 5G communication relay device may implement the following technical features to solve the above-described problems.
  • a CPE for indoor use is proposed using an antenna that supports a high power class, that is, Power class 1 (eg 48dBm).
  • a detailed method for implementing the technical features of the 5G communication relay device according to the present invention, that is, 5G CPE, is as follows.
  • the signal arrival distance is short, so the 5G reception performance can be satisfied only when beamforming is performed in the direction of the base station, that is, the optimal signal direction. Therefore, a tilting operation is required to search for an optimal signal direction between the 5G CPE and the base station.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a method for installing a 5G communication relay device, that is, a 5G CPE according to the present invention.
  • FIGS. 4A and 4B are flowcharts of a control operation performed in a 5G communication relay device, ie, a 5G CPE, according to the present invention.
  • a 5G New Radio (NR) signal strength may be measured.
  • a test mode may be performed ( S110 ) while performing 5G NR measurement.
  • a TX disable procedure may be performed (S120).
  • the test mode is performed (S110)
  • the TX Disable procedure is performed (S120)
  • the 5G NR base station is not yet connected.
  • 'No NR Connection' may be displayed through the electronic device corresponding to the test tool.
  • No NR Connection means not a radio resource control (RRC) connection state.
  • RRC radio resource control
  • this test mode is mainly performed during the initial installation of 5G CPE.
  • the present invention is not limited thereto, and may be performed when a user is notified of this according to a change in a radio wave environment and the user selects a test mode.
  • the TX Disable procedure is performed (S120)
  • the 5G CPE does not perform any signal transmission procedure to the base station or the surrounding electronic device.
  • the control signal transmission may be exceptionally performed for the NR measurement report according to the 5G NR signal measurement.
  • the 5G CPE may be moved to another location in the room as shown in FIG. 3(b).
  • NR connection is performed.
  • NR measurement according to 5G NR signal measurement may be performed (S130) even while the TX disable procedure is performed (S120).
  • S130 an NR connection may be made. Therefore, as shown in FIG. 4A , 'NR Connection' can be displayed through the electronic device corresponding to the test tool.
  • NR Connection means a radio resource control (RRC) connection state.
  • RRC radio resource control
  • appropriate altitude detection may be performed through a tilting operation as shown in FIG. 3( c ).
  • a tilting operation may also be an electrical tilting operation through beam forming for fine angle or height adjustment.
  • the 5G CPE may be rotated by a predetermined angle in the horizontal direction ( S141 ).
  • the 5G CPE can be rotated within an azimuth angle of ⁇ 30 degrees in the horizontal direction.
  • the azimuth rotation angle is not limited thereto and may be any rotation angle depending on the application.
  • the 5G CPE may be rotated by a predetermined angle in the vertical direction ( S142 ).
  • the 5G CPE can be rotated within an elevation angle of ⁇ 30 degrees in the vertical direction.
  • the elevation angle rotation angle is not limited thereto, and may be any rotation angle depending on the application, and may be a value different from the azimuth rotation angle.
  • the 5G CPE instead of rotating the 5G CPE by a certain angle in the vertical direction, the height of the installation mechanism in which the 5G CPE is installed can be adjusted. Therefore, the 5G CPE can be disposed in the optimal signal reception direction in the horizontal and vertical directions. Accordingly, the 5G CPE may turn off the test mode, transmit the signal received from the base station to the electronic device, and transmit the signal received from the electronic device to the base station.
  • the 5G CPE control operation according to the present invention may be performed in two steps as follows.
  • Step 1 Apply Tx disable algorithm to ensure user or installer safety during installation
  • Step 2 Apply an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation
  • the Tx disable algorithm is applied while the test mode is performed (S110) and the TX disable procedure is performed (S120). Meanwhile, even when the NR connection is established, the Tx disable algorithm may be performed until the test mode is terminated.
  • the application of an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation is performed through a horizontal rotation step (S141) and a vertical rotation step (S142).
  • FIG. 5A is a flowchart illustrating an internal configuration of a 5G CPE according to the present invention and a 5G CPE control operation with an electronic device.
  • Figure 5b shows the detailed configuration of the 5G CPE and the electronic device according to the present invention.
  • the test tool is an electronic device that performs 5G communication with a base station through a 5G CPE.
  • BT is a wireless interface for performing short-range communication between the 5G CPE and the electronic device, and may be, for example, Bluetooth. However, it is not limited to Bluetooth and may be any short-range communication wireless interface such as Wi-Fi or Zigbee.
  • RF/Protocol corresponds to a transceiver of the 5G CPE, and a control operation may be performed by a controller (processor) of the 5G CPE.
  • the LED is provided in the 5G CPE, and may indicate the installation status of the 5G CPE and the 5G signal quality.
  • the 5G CPE 500 includes a controller (processor) 510 , a transceiver 520 , a second transceiver 530 , and a display unit 540 .
  • the electronic device 100 includes a transceiver 110 , an output unit 150 , and a control unit 180 corresponding to a wireless communication unit.
  • the 5G communication system is configurable to include a 4G base station 600 and a 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the 5G base station 700 and relay it to the electronic device 100 .
  • the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the electronic device 100 and transmit it to the 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may maintain a dual connectivity state (EN-DC) with the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may transmit some control information to both the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
  • the transceiver 110 corresponding to the wireless communication unit includes a 5G wireless communication module and a short-range communication module.
  • the 5G wireless communication module and the short-range communication module correspond to the transceiver 110 and the second transceiver, respectively.
  • the transceiver 110 is configured to transmit and receive a radio signal.
  • the controller 180 is connected to the transceiver 110 and is configured to transmit and receive 5G radio signals to and from the base station through the 5G communication relay device 500 .
  • the 5G communication relay device 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G radio signal is not transmitted through the transceiver 110 .
  • the controller 180 transmits user data and control data to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the user data and control data to the transceiver unit ( 110) can be controlled.
  • the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 .
  • the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500).
  • the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
  • PDN Packet Data Network
  • the controller 180 may transmit Tx restriction signaling to the 5G communication relay device 500 .
  • the control unit 180 transmits a transmission restriction signaling for restricting transmission of user data and control data to the transceiver 110 ) can be controlled to transmit to the 5G communication relay device 500 .
  • the transmission restriction signaling may be transmitted to the 5G communication relay device 500 through a second air interface different from the 5G air interface.
  • the second wireless interface may be the aforementioned short-range wireless communication interface, for example, a Bluetooth or Wi-Fi interface.
  • the controller 180 may transmit the transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the control data.
  • the transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until RRC connection and measurement report.
  • the controller 180 may transmit the second transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit user data.
  • the second transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until the end of the test mode.
  • the 5G communication system is configurable to include a 4G base station 600 and a 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the 5G base station 700 and relay it to the electronic device 100 .
  • the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the electronic device 100 and transmit it to the 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may maintain a dual connectivity state (EN-DC) with the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
  • the 5G CPE 500 may transmit some control information to both the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
  • the transceiver 110 corresponding to the wireless communication unit includes a 5G wireless communication module and a short-range communication module.
  • the 5G wireless communication module and the short-range communication module correspond to the transceiver 110 and the second transceiver, respectively.
  • the transceiver 110 is configured to transmit and receive a radio signal.
  • the controller 180 is connected to the transceiver 110 and is configured to transmit and receive 5G radio signals to and from the base station through the 5G communication relay device 500 .
  • the 5G communication relay device 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G radio signal is not transmitted through the transceiver 110 .
  • the controller 180 transmits user data and control data to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the user data and control data to the transceiver unit ( 110) can be controlled.
  • the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 .
  • the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500).
  • the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
  • PDN Packet Data Network
  • the controller 180 may transmit Tx restriction signaling to the 5G communication relay device 500 .
  • the control unit 180 transmits a transmission restriction signaling for restricting transmission of user data and control data to the transceiver 110 ) can be controlled to transmit to the 5G communication relay device 500 .
  • the transmission restriction signaling may be transmitted to the 5G communication relay device 500 through a second air interface different from the 5G air interface.
  • the second wireless interface may be the aforementioned short-range wireless communication interface, for example, a Bluetooth or Wi-Fi interface.
  • the controller 180 may transmit the transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the control data.
  • the transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until RRC connection and measurement report.
  • the controller 180 may transmit the second transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit user data.
  • the second transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until the end of the test mode.
  • the transceiver 520 is configured to transmit and receive a radio signal. Specifically, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a 5G NR signal, and may transmit and receive a 4G LTE signal.
  • the 5G wireless communication module for transmitting and receiving the 5G NR signal and the 4G wireless communication module for transmitting and receiving the 4G LTE signal may be implemented in one physical chip or in a separate chip.
  • the second transceiver 530 is configured to perform short-range communication with the electronic device 100 . Specifically, the second transceiver 530 may perform short-distance communication with the paired electronic device 100 by performing a pairing process for short-distance communication with the neighboring electronic device 100 .
  • the controller (processor) 510 is connected to the transceiver 520 and is configured to provide a wireless signal received from the base station to the electronic device 100 . According to the present invention, the controller (processor) 510 can control the radio signal not to be transmitted through the transceiver 520 when a cell search is initiated in the test mode. have.
  • the display unit 540 may be configured to display the 5G NR signal quality and status received from the base station.
  • the display unit 540 may display information guiding a user or an installer who installs the 5G CPE to arrange the 5G CPE at an optimal position and angle.
  • the 5G base station 700 is a 5G communication relay device, that is, when the 5G CEP 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G CEP 500 is the user It is possible to control not to transmit a signal, including data and control data.
  • the 5G base station 700 when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
  • PDN Packet Data Network
  • the transceiver 520 is configured to transmit and receive a radio signal. Specifically, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a 5G NR signal, and may transmit and receive a 4G LTE signal.
  • the 5G wireless communication module for transmitting and receiving the 5G NR signal and the 4G wireless communication module for transmitting and receiving the 4G LTE signal may be implemented in one physical chip or in a separate chip.
  • the second transceiver 530 is configured to perform short-range communication with the electronic device 100 . Specifically, the second transceiver 530 may perform short-distance communication with the paired electronic device 100 by performing a pairing process for short-distance communication with the neighboring electronic device 100 .
  • the controller (processor) 510 is connected to the transceiver 520 and is configured to provide a wireless signal received from the base station to the electronic device 100 . According to the present invention, the controller (processor) 510 can control the radio signal not to be transmitted through the transceiver 520 when a cell search is initiated in the test mode. have.
  • the display unit 540 may be configured to display the 5G NR signal quality and status received from the base station.
  • the display unit 540 may display information guiding a user or an installer who installs the 5G CPE to arrange the 5G CPE at an optimal position and angle.
  • the 5G base station 700 is a 5G communication relay device, that is, when the 5G CEP 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G CEP 500 is the user It is possible to control not to transmit a signal, including data and control data.
  • the 5G base station 700 when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
  • PDN Packet Data Network
  • the 5G CPE control operation according to the present invention may be performed in two steps as follows.
  • Step 1 Apply Tx disable algorithm to ensure user or installer safety during installation
  • Step 2 Apply an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation
  • the 5G CPE according to the present invention uses a 5G signal of a high frequency band, a safety method is applied to prevent harmful effects to the human body during installation.
  • the 5G CPE control operation according to the present invention is to disable the Tx function during positioning, rotation and tilting operations of the 5G CPE.
  • the test tool corresponds to the electronic device 100 .
  • RF/Protocol may correspond to the transceiver or control unit of the 5G CPE.
  • RF/Protocol is referred to as corresponding to the control unit 510 of the 5G CPE.
  • BT is referred to as the second transceiver 530 of the 5G CPE that provides a second air interface for performing short-range communication with the electronic device 100 .
  • the LED indicates the installation state of the 5G CPE and the 5G signal quality as a display unit 540 .
  • the controller 510 of the 5G CPE may control the LTE base station to be in an LTE connection state through activation of a communication function.
  • NR measurement may be performed on a received signal received from an NR base station.
  • the NR measurement may be performed even during the 5G NR Disable process (S120).
  • the NR measurement may be performed during the optimal tilt control process ( S140 ).
  • the controller 510 of the 5G CPE may perform a test mode ( S110 ). Also, when the control unit 510 enters the test mode (ie, the test mode is determined), the controller 510 may control the pairing with the electronic device 100 through the second transceiver 530 . For pairing with the electronic device 100 in the test mode, the surrounding electronic device may be recognized through an advertising process with the surrounding electronic device.
  • the controller 510 disables TX so that a radio signal is not transmitted through the transceiver 520 when a specific control signal is received from the 5G base station or is in an RRC connection state. carry out the process.
  • the controller 510 may search for an optimal direction of a signal received from a 5G base station in a horizontal direction and/or a vertical direction. Accordingly, the controller 510 may perform one of a TX Enable procedure ( S150 ), a tilting procedure, and a reinstallation procedure based on the received signal quality from the 5G base station. Accordingly, when the received signal quality is good, the control unit 510 may display through the display unit 540 that the 5G CPE can be installed at the corresponding location. That is, the controller 510 may transmit information related to whether the 5G CPE can be installed at the corresponding location or the NR status to the display unit 540 .
  • a TX Enable procedure S150
  • the control unit 510 may display through the display unit 540 that the 5G CPE can be installed at the corresponding location. That is, the controller 510 may transmit information related to whether the 5G CPE can be installed at the corresponding location or the NR status to the display unit 540 .
  • the display unit 540 may display the NR status in Red, Yellow, Green, or the like, respectively.
  • the LED is displayed as Green, it indicates that the 5G signal strength is in a good state, and that the 5G CPE can be installed normally at that location.
  • the LED is displayed in Yellow, it indicates that the 5G signal strength is a normal state, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction.
  • the LED is displayed in Red, the 5G signal strength is in a weak state, indicating that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location.
  • the controller 510 accesses the 5G network through a ping operation to the 5G network, and ends the test mode.
  • the controller 510 may terminate the test mode and transmit user data. Accordingly, the 5G CPE is connected to both the 5G base station and the 5G network.
  • the second transceiver 530 may perform a pairing operation with the electronic device 100 .
  • the second transceiver 530 may transmit received signal quality, for example, Reference Signal Received Power (RSRP) to the electronic device 100 .
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • the test mode is terminated, information transfer between the electronic device 100 and the 5G CPE may be terminated.
  • FIG. 5C shows a detailed configuration of a 5G CPE that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and a UE according to an embodiment.
  • the 5G CPE 500 includes a receive array antenna (RX ANT), a transmit array antenna (TX ANT), a controller 510 , and a transmitter/receiver 520 .
  • the 5G CPE 500 may amplify and process the 5G radio signal received from the 5G base station 700 through the reception array antenna (RX ANT) through the transceiver 520 .
  • the 5G CPE 500 may transmit the amplified and processed 5G radio signal to the first UE 100a and the second UE 100b through a transmit array antenna (TX ANT).
  • the receiving array antenna RX ANT and the transmitting array antenna TX ANT may share an antenna element.
  • Figure 6a shows a flow chart of the positioning and tilting control method of the 5G CPE according to the present invention.
  • the positioning and tilting control method of the 5G CPE may be performed by the controller 510 based on a signal received from the 5G base station through the transceiver.
  • the positioning and tilting control method of the 5G CPE may be performed in a mechanical manner or in an electrical manner.
  • the controller 510 may perform 5G NR measurement ( S130 ) at the corresponding location. If it is determined that attachment to the 5G network is not possible according to the 5G NR measurement (S130), the LED may be displayed in Red. If it is determined that such a situation as RRC connection failure is permanent, position control (S101) may be performed to position the 5G CPE to a location other than the corresponding location. In this regard, the 5G CPE may autonomously perform position control ( S101 ) within the movable range. Alternatively, the 5G CPE may indicate the need for position control ( S101 ) through a display unit such as an LED light or through a peripheral electronic device such as a user terminal.
  • horizontal rotation (tilt) control (S140) and/or vertical rotation (tilt) control (S150) operations may be performed.
  • the horizontal rotation (tilt) control (S140) and/or the vertical rotation (tilt) control (S150) operations may correspond to left-right rotation (tilt) and/or vertical rotation (tilt), respectively.
  • the horizontal rotation (tilt) control (S141) may be performed. If the received signal quality through the horizontal rotation (tilt) control (S141) is less than or equal to the threshold, the vertical rotation (tilt) control (S142) operation may be performed.
  • the threshold which is the received signal quality, may correspond to 3 levels. Here, the 3 level indicates that the 5G signal strength indicated by the green LED is a good state, and the 5G CPE can be installed normally at the corresponding position.
  • the number of antennas in the horizontal direction of the array antennas in the 5G CPE may be set to be greater than the number of antennas in the vertical direction. Accordingly, the antenna beam can be precisely adjusted in the horizontal direction and the antenna beam can be adjusted again in the vertical direction.
  • the mechanical stability of the 5G CPE can be improved by not performing the vertical rotation (tilt) of the 5G CPE as much as possible.
  • the received signal quality at the corresponding position and angle is greater than or equal to the threshold, it is determined as a strong electric field state and the adjustment procedure such as tilt can be stopped (stop adjustment).
  • the received signal quality is greater than or equal to the threshold through the horizontal rotation (tilt) control ( S141 )
  • it is determined that the received signal is in a strong electric field state
  • the tilt adjustment procedure can be stopped (stop adjustment).
  • the received signal quality is greater than or equal to the threshold through the vertical rotation (tilt) control (S142)
  • the received signal quality is less than the threshold value, it may be determined as a weak electric field state. Accordingly, it is possible to indicate that the 5G signal strength is a normal state by displaying the LED in Yellow, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction.
  • the LED may be displayed in Red to indicate that the 5G signal strength is in a weak state, and that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location.
  • the received signal quality is less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold (2 level)
  • it is possible to control to perform a tilting procedure it is possible to control to move the installation location to perform the reinstallation procedure.
  • the 5G CPE includes an LED 540 indicating the 5G NR signal strength.
  • the LED 540 may be disposed on the upper side so that the installer can easily recognize the 5G NR signal quality, but is not limited thereto and can be changed according to the application. Accordingly, the LED 540 may display the NR status in Red, Yellow, Green, and the like, respectively.
  • the LED 540 is displayed as Green, it indicates that the 5G signal strength is in a good state, and that the 5G CPE can be installed normally in the corresponding position.
  • the LED 540 is displayed in Yellow, it indicates that the 5G signal strength is a normal state, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction.
  • the LED 540 is displayed in Red, the 5G signal strength is in a weak state, indicating that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location.
  • the 5G CPE may further include a first LED 541 for guiding a direction to the left/right according to the left/right tilt.
  • the 5G CPE may further include a second LED 542 for guiding the direction upward/downward according to the vertical tilt.
  • the user or installer can select the corresponding button to enter the test mode, that is, the installation mode to install the 5G CPE.
  • the corresponding button may be physically provided in the 5G CPE or an electronic device paired with the 5G CPE or may be displayed on the display.
  • the 5G CPE can activate the following functions when entering the test mode, that is, the installation mode.
  • TX power disable RX Only mode can be entered to protect the human body from harmful 5G NR radio waves.
  • the LED 240 indicating the 5G NR signal strength may be displayed in a blinking state. Accordingly, the LED 240 may be displayed in a different color, for example, white Blinking, to inform the user or installer not to move the 5G CPE from that location.
  • FIG. 7 shows the arrangement structure of the base station and 5G CPE according to the present invention.
  • the present invention proposes a method of installing a plurality of 5G communication relay devices, that is, 5G CPEs (CPEs 1 to 3) around a space such as a window of a building.
  • CPEs 1 to 3 correspond to 5G CPEs disposed at a higher position, substantially the same position, and lower position than the base station (BS), respectively.
  • CPE 1 needs to electrically down-tilt the antenna beam in the vertical direction.
  • CPE 3 needs to electrically upwardly tilt the antenna beam in the vertical direction (Up e-tilt).
  • CPE 2 needs to form an antenna beam in a bore-site direction in a vertical direction.
  • CPEs 1 to 3 installed in Building 2 can apply more horizontal tilt than CPEs 1 to 3 installed in Building 1. have.
  • the tilt in the horizontal direction applied to CPEs 1 to 3 installed in Building 2 may be determined to be AoA-60 degrees.
  • AoA is the tilt angle in the horizontal direction of CPEs 1 to 3 installed in Building 1.
  • differentiation points for the installation structure and installation method of the 5G communication relay device according to the present invention are as follows.
  • 5G wireless signals have very high straightness.
  • 5G NR uses very high frequency in the 28GHz band, so its straightness is very high. Therefore, since the 5G CPE is often installed directly by the customer, it should be easy to adjust the direction to match the base station.
  • 5G communication using a very high frequency band, especially mmWave has very high straightness, and communication performance may deteriorate if the direction with the 5G repeater or base station does not match. Therefore, there is a need for a structure in which customers can easily control the orientation of 5G CPE.
  • the 5G CPE needs to be installed so that the orientation direction of the 5G CPE (Customer Premises Equipment) coincides with the orientation of the 5G repeater or the 5G base station.
  • the direction of the 5G CPE must match the direction of the 5G repeater or 5G base station to optimize radio performance and thus communication performance such as communication speed can be optimized.
  • the present invention proposes a structure in which anyone can easily adjust the orientation of the 5G CPE in the form of a device that the customer can directly install.
  • FIG. 8 shows a left-right rotation structure and a vertical rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention.
  • FIG. 8 is related to a first coupling frame corresponding to the left-right rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention and a second coupling frame corresponding to the vertical rotation structure.
  • Figure 8 (a) shows a front view in which the main body of the 5G communication relay device is combined with the first combined frame and the second combined frame.
  • Figure 8 (b) shows a side view in which the main body of the 5G communication relay device is combined with the first combined frame and the second combined frame.
  • FIG. 8( c ) shows a front view of the 5G communication relay device in which the internal structure of the second combined frame of the 5G communication relay device is displayed.
  • the main body 501 is configured to be rotatable in the left and right directions and up and down directions to receive the 5G wireless signal.
  • the first coupling frame 550 is connected to the lower end of the main body 501 and is configured to rotate the main body 501 in the left and right directions.
  • a thread may be disposed inside the first coupling frame 550 .
  • the left and right rotation (tilt) angle of the 5G CPE can be known.
  • an input unit capable of controlling or manipulating LAN/power for example, an input unit in the form of a button, may be disposed on the front or rear surface of the main body 501 .
  • the second coupling frame 560 is connected to the side portion and the lower end of the main body 501, is configured to rotate the main body 501 in the vertical direction.
  • the lower end of the main body 501 can be configured to be fastened with a frame attached to the window.
  • the lower end of the main body 501 can be configured to be fastened with a vertical connection part extendable to a predetermined height.
  • the second coupling frame 560 may be provided with a holding button configured to fix the second coupling frame 560 with the main body 501 . Therefore, the 5G communication relay device according to the present invention, that is, the configuration for controlling the vertical tilt of the 5G CPE and fixing it at a specific angle may be formed as a holding button structure.
  • the second coupling frame 560 may include a holding button configured to hold the main body 501 by being fixed to the second coupling frame 560 .
  • the holding button may be configured to tilt the main body 501 in the vertical direction in the region where the second coupling frame 560 and the main body 501 are connected.
  • FIG. 9 illustrates a case before beam directions are aligned in the 5G communication relay apparatus and the device management application according to an embodiment.
  • FIG. 10 shows a case in which beam directions are aligned in the 5G communication relay device and the device management application according to FIG. 9 .
  • FIG. 13A shows a detailed configuration of a 5G communication relay device according to an embodiment.
  • the device management software UI is implemented using the transmit/receive beam direction determined by the beam searching algorithm.
  • a smart CPE implementation method for mmWave that maximizes transmit/receive performance by automatically notifying the user of the base station beam direction through the device management software UI.
  • a mobile communication terminal such as a smartphone
  • the beam direction of the base station and the beam of the terminal are paired and aligned using a beam search algorithm.
  • a technique for automatically performing beam tracking when the terminal moves is very important.
  • the present invention since the beam direction of the terminal selected by the beam search algorithm is the point at which the base station received signal is the maximum, not the beam tracking, but the CPE terminal is moved to the corresponding beam direction. To this end, it is intended to direct the CPE terminal in the corresponding direction so that a reference beam having the highest beam gain among the beams of the terminal becomes a boresight beam. Therefore, the present invention can be utilized for the purpose of automatically calculating the movement angle of the CPE terminal in the optimal beam direction corresponding to the reference beam.
  • the CPE terminal movement angle can be known in advance through the beam verification process of the current beam angle and the relative angle between the boresight beam. Therefore, the relative angle can be calculated in device management software. In addition, it is possible to automatically inform the user in real time in which direction the terminal is moved through the corresponding UI in which the strength of the received signal is maximized. Therefore, the present invention is considered to be a very important function in the future 5G CPE terminal installation.
  • the mmWave signal since the mmWave signal has strong linearity, the signal strength may vary depending on where the CPE terminal is installed indoors. Therefore, when installing the CPE, you should find a place with a strong signal and install it. However, it is not easy for an installer to find an appropriate place for such a place by using a measuring instrument such as a spectrum analyzer.
  • the terminal's automatic beam searching function will be supported even in the mmWave CPE in which the installation location is fixed in the future.
  • a general user can arbitrarily select a location and install it without the need for an expert's support, there is no big problem even if a situation occurs such as before the installation location of the terminal.
  • the beam direction of the CPE terminal since the characteristic of the mmWave signal has strong linearity, it is necessary to pair the beam direction of the CPE terminal with the beam direction transmitted from the base station. In this regard, if only the beam searching algorithm applied to the modem of the CPE terminal is applied, the beam direction of the selected terminal will be one of several candidate beams provided by the terminal.
  • the beam direction of the terminal selected by the CPE terminal may not be the beam candidate having the highest received or transmitted signal strength.
  • the user of the CPE terminal moves the terminal directly by hand, it is very cumbersome for the user to find it while referring to the BRSRP signal strength to find out which direction is the beam direction with the greatest transmit/receive signal strength . Therefore, this method wastes a lot of time, and there is a problem in that this operation must be repeated when the terminal is moved.
  • the 5G communication relay device that is, the 5G CPE 1000 may be configured to include a main body 501 and a controller 1400 .
  • the controller 1400 may be a baseband processor, or may be a processor such as an application processor (AP) implemented separately.
  • AP application processor
  • the main body 501 is configured to be rotatable in the left and right directions and up and down directions to receive the 5G wireless signal.
  • the controller 1400 may control to display a specific beam direction through the device management application.
  • the controller 1400 may control the device management application 2000 to display the boresight beam direction and signal strength as the main body moves according to a specific beam direction.
  • the device management application 2000 may be a program installed in another electronic device, for example, a mobile terminal, a tablet, a laptop, or a PC.
  • the controller 1400 may transmit the beam ID (BID) of the current beam and the reception quality (BRSRP) of the current beam to the device management application 2000 . Accordingly, when the optimal beam is selected, the device management application 2000 may transmit direction information on the optimal beam direction to the controller 1400 .
  • BID beam ID
  • BRSRP reception quality
  • the controller 1400 may receive beam verification information and beam direction information for beam detection. Also, the controller 1400 may select an optimal beam by performing a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body 501 .
  • the present invention may be composed of a beam reference display unit of a terminal in 5G CPE and an angle display unit of a device management software UI.
  • the boresight direction may be displayed based on the array antenna module 1100 of the terminal. If necessary, for user convenience, left/right or up/down angular coordinates can be displayed based on the boresight direction.
  • the boresight beam and each beam direction are determined for beams used through beam verification for the modem of the CPE terminal in advance.
  • the horizontal axis angle, vertical axis angle, and signal strength at which the user should move the CPE terminal are displayed in real time on the device manager software on the screen of a smartphone or laptop PC. If the CPE terminal also has a display area, it may be displayed on the corresponding display.
  • a method for a user to move a CPE terminal using the corresponding software UI is as follows.
  • FIG. 11A illustrates an operation performed in the 5G CPE and the device management application and an information exchange process therebetween when installing or changing the installation of the 5G CPE according to an embodiment.
  • FIG. 11B shows a procedure performed in advance for beam verification and beam detection before installing the 5G CPE, and a procedure for exchanging information with a device management application thereafter.
  • a terminal (CPE) manufacturing process S210
  • a beam characterization process S220
  • a beam verification process S230
  • the beam verification information may be stored in the 5G CPE in the form of a codebook.
  • beam detection information for example, beam direction information for beam detection
  • beam detection information and beam direction information for beam detection are stored in the 5G CPE, and when the power button is turned on, the corresponding information may be received from the memory to the controller 1400 .
  • the array antenna module may be disposed in consideration of the terminal mechanism, the dissimilar part arrangement, and the like. A beam coverage simulation related to beamforming through the array antenna module arranged in this way may be performed. Meanwhile, in the beam characterization process ( S220 ), a plurality of beams satisfying specific requirements may be generated in the beam forming process through the array antenna module. In this regard, it is possible to generate a plurality of beams satisfying the 3GPP EIRP CDF requirements.
  • each beam characteristic may be verified.
  • a center angle, or a side lobe level may be specified for each of a plurality of generated beams.
  • a center angle or a side lobe level may be designated for each corresponding frequency band.
  • a lookup table may be generated by calculating a relative beam angle with respect to the boresight beam.
  • FIG. 12A shows a plurality of antenna beams in relation to a beam verification process according to an embodiment.
  • 12B shows a lookup table generated according to a beam verification process for a plurality of antenna beams of FIG. 12A.
  • the 5G CPE 1000 may include an array antenna 1100 configured to perform a beam selection process through a plurality of antenna beams.
  • the array antenna 1100 may include a plurality of monopole and dipole elements spaced apart from each other at a predetermined interval in one direction. As signals having different phases are applied to each element of the array antenna 1100 , right beams 2 to 4 and left beams 5 to 7 may be generated from the boresight beam 1 .
  • the beam verification result may be utilized in the 4x1 dipole array structure constituting the array antenna.
  • the plurality of antenna beam patterns is a simulation result, and the actual antenna beam pattern may be more distorted in the shape of the antenna beam due to the influence of the mechanical structure of the CPE and the deformed parts. Therefore, in order to generate a lookup table, it is necessary to first designate an angle with respect to the center point of each beam through the beam verification result.
  • information on a beam ID, an array module number, beam direction information, a beam angle, and a terminal movement angle for each frequency band may be displayed in the form of a lookup table.
  • the array module numbers are different, they mean different array antennas, and multiple input/output (MIMO) may be performed through different array antennas.
  • MIMO multiple input/output
  • 12A as signals having different phases are applied to each element of the array antenna 1100, right beams 2 to 4 and left beams 5 to 7 in the boresight beam 1 can be created. Accordingly, a beam ID can be assigned in consideration of the boresight beam 1, the right beams 2 to 4, and the left beams 5 to 7 and detailed beam positions.
  • the beam angle expressed as a relative angle to the boresight beam may be configured to increase by a predetermined angle according to the beam ID.
  • the difference in the beam angle for each beam ID may be slightly different depending on the hardware and instrument configuration and the antenna beam characteristics.
  • the gain difference between beams occurs at the peak point of the beam by about 3dB compared to the bore sight beam No. 1 at most.
  • the gain difference between beams is expected to be larger.
  • an up/down direction may be added to the beam direction as shown in FIG. 12B in addition to the left/right direction.
  • the 5G CPE terminal may perform a CPE power-on process (S510), a beam search process (S520), and a beam selection process (S530).
  • the beam-related information selected in the beam selection process ( S530 ), that is, the selected beam ID and beam quality information (eg, BRSRP) may be transmitted to the device management application.
  • the controller 1400 may transmit ID information for the 5G communication relay device. Accordingly, the device management application may transmit beam verification information and beam direction information corresponding to the ID information to the controller 1400 .
  • the 5G CPE may further include a memory configured to store information related to beam verification information and beam direction information.
  • the controller 1400 when the power button is turned on, the controller 1400 obtains information related to beam verification information and beam direction information from the memory, and performs a beam selection process (S530) using the information. have.
  • the 5G CPE can perform the beam selection process only when the beam verification information and the beam direction information received from the device management application through the communication ID information match with the information it owns. Accordingly, the installation accuracy of 5G CPE can be improved by performing the beam selection process only when the information on the beam characteristics and verification is consistent in consideration of different antenna specifications and other component specifications for each device.
  • the controller 1400 may receive the first beam verification information and the first beam direction information corresponding to the ID information from the device management application. Also, when the received first beam verification information and the first beam direction information match the second beam verification information and the second beam direction information obtained from the memory, the controller 1400 may perform the beam selection process.
  • the controller 1400 may perform a beam search process around an area predicted to be an optimal beam direction based on the beam verification information and the beam direction information. Accordingly, the beam search time may be reduced through beam search for a partial area predicted in the optimal beam direction, rather than for the entire area. Accordingly, the beam search process may be performed using the beam ID of the region predicted in the direction of the optimal beam in the beam search process ( S520 ).
  • the device management application may calculate the CPE movement angle using the beam ID and beam quality information (S310).
  • the device management application may display the movement angle of the CPE for moving in the selected beam direction (S320).
  • direction information for movement of the 5G CPE may be transmitted to the 5G CPE.
  • the 5G CPE may control the main body 501 to move (rotate) in a horizontal direction and/or a vertical direction based on the current direction information and the transmitted direction information for the optimal beam direction. That is, the controller 1400 may select an optimal beam and receive an input related to the movement of the main body 501 in the device management application. Accordingly, the controller 1400 may move the main body 501 in the optimal beam direction.
  • the control unit 1400 may be a separate driving control unit.
  • the 5G CPE may perform a beam change process ( S550 ) for an adjacent area while moving in the optimal beam direction. That is, it is possible to verify the optimal beam direction by comparing the reception quality in the optimal beam direction and a direction adjacent thereto.
  • the controller 1400 may acquire reception quality by changing the current beam to a beam adjacent to the optimal beam. Accordingly, the 5G CPE may deliver the finally selected beam ID and beam quality information to the device management application.
  • the device management application may calculate the movement angle of the 5G CPE according to the received beam ID and beam quality information (S330).
  • the device management application compares the current direction of the 5G CPE with the direction according to the calculated angle and confirms the boresight angle of the 5G CPE (S340). That is, the device management application determines whether the 5G CPE is oriented to the boresight angle because the direction and the current direction according to the calculated movement angle are within the threshold.
  • the device management application may transmit the direction information back to the 5G CPE. Accordingly, the 5G CPE may move the main body 501 to the final position according to the received direction information to fix the position. Meanwhile, in relation to the above-described final direction selection, this may be determined in conjunction with a device management application or may be determined solely by the 5G CPE. On the other hand, even when the 5G CPE independently determines the reception quality according to the beam search, the device management application may display it on the display.
  • the controller 1400 may determine a final position at which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
  • the beam search/selection process by the CPE terminal and thus the beam position display and CPE direction change process may be performed according to the processes of Step 1 to Step 4 as follows.
  • Step1 It indicates how far the beam direction of the current terminal selected by the beam search algorithm of the terminal modem should be moved in the left/right direction or up/down direction based on the boresight beam direction.
  • the BRSP value which is the received signal strength, is also displayed.
  • the displayed absolute angle of the terminal night may be displayed using a look-up table that displays the beam ID and angle of each terminal generated in the beam verification process, or using a geomagnetic sensor. Depending on the shape of the beam pattern of the array antenna of the CPE terminal, it may be configured only in the left/right direction or the up/down axis direction.
  • Step2 In the case of the left/right direction, it can indicate how many degrees to the left or right to move. In addition, in the case of the up/down direction, it may indicate how many degrees to move upward or downward. If the user moves the CPE terminal and the corresponding angle is displayed as an angle of 0 degrees, it means that the boresight beam of the terminal is selected. The user can check this by changing the BRSRP value, which is the received signal strength. In this regard, even in the area corresponding to the boresight beam, slightly better reception performance can be obtained by fine tuning the terminal.
  • Step3 For the convenience of the user, like the hemispherical UI of FIG. 10 , the position of the currently selected beam is displayed based on 0 degree of boresight, and when the terminal is moved, the movement of the corresponding beam can be visually displayed and shown.
  • Step4 if the moving angle of the terminal is displayed on the software UI, the user can directly view the UI screen and adjust it. In addition, if the terminal is set to operate automatically mechanically, clicking the ICON called 'Move' causes the terminal to automatically move to the corresponding angle.
  • data transmission/reception is performed by finding the beam direction transmitted from the base station in which the terminal's BRSRP signal is maximum at the current location and applying the terminal's beam.
  • Terminal Array Antenna Beam Gain Characteristics In the case of the terminal's array antenna module, the beam direction generated from the array antenna array direction to the bore sight direction among several candidate beams used has the highest beam gain. On the other hand, beams generated to the left/right with respect to the boresight direction have a characteristic that the signal gain gradually decreases.
  • Beam searching algorithm In the case of the beam searching algorithm implemented in the CPE modem, the beam of the terminal aligned to the beam direction of the base station is found, and the optimal beam is selected and paired. That is, the reception BRSRP selects the largest terminal beam. At this time, from the viewpoint of the terminal, the received BRSRP strength is high when a terminal beam aligned to the direction of the base station is selected. Accordingly, a case of selecting another beam having a rather low gain rather than using the boresight beam having the highest gain among the beam candidates of the terminal occurs.
  • Claim 1 The overall concept of the present invention is a claim. That is, the terminal automatically provides the user with the direction angle with respect to the terminal movement direction so that the beam direction of the base station and the boresight beam of the terminal are beam paired. Accordingly, the user makes a claim on the concept of specifying an installation site to obtain the maximum BRSRP performance by moving the CPE terminal.
  • Claim 2 Specifically, when a specific BID of the terminal is selected by the beam searching algorithm at a specific point, beam verification information about the beam ID and angle information provided in advance by the terminal is used. In order to move the terminal in the corresponding beam ID direction, movement angle information in the left/right, up/down, that is, the Azimuth direction or the Elevation direction is calculated based on the boresight. A method of optimizing reception performance by moving a terminal in a corresponding direction by providing movement angle information to a user is claimed.
  • the terminal generates a look-up table having information on the Boresight Beam ID, the BIDs of other beams, and the relative angles of each beam through beam verification provided by the Modem Chipset.
  • a software algorithm that calculates the angle from the corresponding beam to the boresight beam and provides information about the beam movement direction to the user is applied.
  • Claim 3 All HW, software, and mechanical parts for implementing the method of Claim 2 shall be claimed. That is, in terms of hardware, the boresight direction of the corresponding array antenna module is displayed on the CPE terminal. In addition, it displays the angle at regular intervals in the left/right or up/down directions, or a combination of the two directions. Accordingly, the claims include displaying the terminal so that the user can directly move the terminal as much as the provided direction information based on the boresight direction.
  • information on the left/right and up/down movement angles based on the boresight direction is displayed on the display of the terminal.
  • it is displayed along with the BRSRP size value indicating the strength of the received signal on the user computer or smartphone App, that is, the Device manager software UI through Bluetooth or USB linkage.
  • the BRSRP size value indicating the strength of the received signal on the user computer or smartphone App, that is, the Device manager software UI through Bluetooth or USB linkage.
  • the user can manually move the CPE terminal in the Azimuth or Elevation direction indicated by the UI.
  • the mechanical structure part including the automatic movement of the terminal by itself is also included in the claims.
  • Claim 4 The boresight beam is aligned in the beam direction of the base station by applying the smart beam detection method proposed by the present invention. In addition, fine tuning is possible within the boresight beam range, and the present invention applies regardless of the number of array antenna modules, and it is also included in the claims.
  • FIG. 13B is a conceptual diagram illustrating beams generated by different array antennas toward a 5G base station according to an embodiment.
  • the array antenna 1100 may include a plurality of array antennas ANT1 to ANT4 to perform multiple input/output (MIMO) with the 5G base station 700 .
  • MIMO multiple input/output
  • each of the array antennas ANT1 to ANT4 may be disposed inside the body and configured to generate a directional beam through a plurality of antenna elements.
  • the transceiver circuit 1250 is configured to vary the phase of the signal applied to the plurality of antenna elements.
  • a phase shifter PS
  • the controller 1400 may control the transceiver circuit 1250 to perform a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
  • the controller 1400 may transmit optimal beam ID information corresponding to the optimal beam to the transceiver circuit 1250 .
  • the transceiver circuit 1250 may control the phase of the signal applied to the plurality of antenna elements based on the optimal beam ID information.
  • the controller 1400 may perform a beam selection process using any one of the plurality of array antennas ANT1 to ANT4.
  • the first beam selection process when the power button is turned on, the first beam selection process may be performed using the first array antenna ANT1 among the plurality of array antennas. Also, the second beam selection process may be performed using the second array antenna ANT2 among the plurality of array antennas. In this regard, if the 5G CPE has a plurality of RF chains, the first beam selection process and the second beam selection process may be simultaneously performed. In addition, any one of the first beam selection process and the second beam selection process may be performed, and then the remaining processes may be performed.
  • the first LOS angle between the first array antenna ANT1 and the 5G base station 700 and the second LOS angle between the second array antenna ANT2 and the 5G base station 700 are the same Do.
  • the first optimal beam B1 of the first array antenna ANT1 and the second optimal beam B2 of the second array antenna ANT2 may be different depending on the hardware configuration, the mechanical configuration, and the antenna characteristics.
  • the controller 1400 may select a direction between the first direction of the first optimal beam selected in the first beam selection process and the second direction of the second optimal beam selected in the second beam selection process as the optimal beam direction. have. Accordingly, the beam search time can be reduced when performing the beam search and beam selection process through different array antennas.
  • the controller 1400 may transmit information on the corresponding array antenna to the 5G base station 1400 . .
  • the 5G base station 1400 may perform a scheduling and beam search process in consideration of an optimal beam direction of the corresponding array antenna.
  • a spatial diver through an array antenna combination having different optimal beam directions that is, a first array antenna ANT1 having a first optimal beam B1 and a second array antenna ANT2 having a second optimal beam B2.
  • Spatial diversity may be performed.
  • the controller 1400 may perform DL-MIMO by receiving the second signal through the second optimum beam B2 while receiving the first signal through the first optimum beam B1.
  • the controller 1400 may perform UL-MIMO by transmitting the second signal through the second optimum beam B2 while transmitting the first signal through the first optimum beam B1.
  • the controller 1400 may select an optimal beam by performing a beam selection process. That is, in addition to the case of installing the communication relay device, even when the beam is blocked due to a change in the external radio wave environment, the body of the 5G communication relay device can be moved by performing the beam selection process.
  • the controller 1400 may control to display direction-related information on a terminal in which the 5G CPE or device management application is installed so that the main body is moved in a direction corresponding to the optimal beam.
  • the controller 1400 may change the current beam corresponding to the optimal beam in the direction in which the main body is moved to a beam adjacent to the optimal beam to obtain reception quality. Also, the controller 1400 may determine a final position at which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
  • the technical effect of the present invention is that when installing the mmWave CPE terminal to which the beam searching algorithm is applied, a beam direction in which a transmit/receive signal is good can be found and installed.
  • the present invention may be implemented by applying the corresponding function to the CPE terminal requested by operators supporting the mmWave service in the future.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • the wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 .
  • 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'.
  • the first communication device may represent a base station
  • the second communication device may represent an electronic device, that is, a 5G UE (or the first communication device may represent a terminal and the second communication device may represent a base station).
  • the first communication device may indicate a support station and the second communication device may indicate 5G CPE (or the first communication device may indicate 5G CPE and the second communication device may indicate a base station). Also, the first communication device may indicate 5G CPE, and the second communication device may indicate an electronic device, that is, a 5G UE (or the first communication device indicates an electronic device, that is, a 5G UE, and the second communication device indicates a 5G CPE can represent).
  • Base station is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot.
  • the terminal may be fixed or have mobility
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module may be replaced by terms such as
  • the first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 .
  • the processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 .
  • the processor implements the functions of the L2 layer.
  • the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device.
  • a transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to OFDM subcarriers, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 .
  • Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission.
  • each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module.
  • Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 .
  • the RX processor implements the various signal processing functions of layer 1.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain.
  • the frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values.
  • the soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to the processor 921 .
  • the UL (second communication device to first communication device) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 .
  • Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 .
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 .
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • the present invention when installing the mmWave CPE terminal to which the beam search algorithm is applied, it is possible to find and install a beam direction having a good transmit/receive signal.
  • control unit for controlling the components of the 5G communication relay device (CPE) and the design of these components as computer-readable codes in the medium in which the program is recorded.
  • the computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of.
  • the computer may include the control unit 180, 510, 1250, 1400 of the terminal or 5G CPE.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The present invention provides 5G customer premises equipment (CPE). The 5G CPE may comprise: a main body which is configured to be rotatable in the left-and-right and up-and-down directions so as to receive a 5G wireless signal; and a controller which, when the power button of the CPE is turned on, performs a control operation to display a specific beam direction through a device manager application, wherein the controller may display the direction and signal strength of a boresight beam as the main body moves according to the specific beam direction.

Description

5G 통신 중계 장치5G communication relay device
본 발명은 5G 통신 중계 장치에 관한 것이다. 특정 구현은 5G 기지국과 전자 기기 간에 5G 무선 신호를 전달하는 5G CPE (Customer Premises Equipment) 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 5G communication relay device. A specific implementation relates to a 5G Customer Premises Equipment (CPE) that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and an electronic device, and a method for controlling the same.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and an image or video output to the display unit. Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. As such electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the function of the electronic device, it may be considered to improve the structural part and/or the software part of the terminal.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services. In addition, it is expected that a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 39GHz 및 64 GHz 대역이 고려되고 있다. 한편, 이와 같은 28GHz 대역, 39GHz 및 64 GHz 대역에서는 파장의 길이가 짧아 해당 통신 서비스를 제공하는 셀 커버리지가 감소한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 밀리미터파(mmWave) 대역에서는 기지국과 전자 기기 간의 5G 무선 신호를 중계하는 5G 통신 중계 장치(communication relay apparatus), 즉 5G CPE (Customer Premises Equipment)를 사용하는 것을 고려할 수 있다.Meanwhile, as a frequency band to be allocated for 5G communication service in such a millimeter wave (mmWave) band, the 28 GHz band, the 39 GHz band, and the 64 GHz band are being considered. On the other hand, in the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands, there is a problem in that the cell coverage providing the communication service is reduced because the wavelength is short. To solve this problem, in the millimeter wave (mmWave) band, it may be considered to use a 5G communication relay apparatus that relays 5G wireless signals between a base station and an electronic device, that is, 5G CPE (Customer Premises Equipment). .
특히, 전자 기기를 실내에서 사용하는 경우, 5G 무선 신호는 파장이 짧아서 건물 등 구조물을 통과하는 것이 어려울 수 있다. 다만, 5G 무선 신호는 건물의 유리창(window) 등 일부 구조물을 통과할 수 있다. 따라서, 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE를 건물의 유리창 영역에 인접하게 배치하여야 한다. 특히, 5G 기지국으로부터 5G 무선 신호는 지향성(directivity)이 있으므로, 5G CPE를 특정 위치에서 5G 무선 신호 방향으로 특정 각도로 배치할 필요가 있다.In particular, when an electronic device is used indoors, it may be difficult to pass through a structure such as a building because the 5G wireless signal has a short wavelength. However, 5G wireless signals may pass through some structures such as windows of buildings. Therefore, the 5G communication relay device, that is, the 5G CPE, should be placed adjacent to the window area of the building. In particular, since the 5G radio signal from the 5G base station has directivity, it is necessary to arrange the 5G CPE at a specific angle in the direction of the 5G radio signal at a specific location.
한편, 5G NR의 고주파 특성상 5G 무선 신호는 직진성이 매우 높다. 구체적으로, 5G NR은 28GHz 대역의 초 고주파를 사용하기 때문에 직진성이 매우 높아 5G 중계기 또는 기지국과 5G CPE의 방향성이 일치하지 않으면 통신속도 등 통신 성능이 현저히 떨어지게 된다. 따라서, 5G CPE는 기지국과 방향을 맞추는 조절이 용이하여야 한다. 즉, 초고주파 대역, 특히 mmWave를 사용하는 5G 통신은 직진성이 매우 높아, 5G 중계기 또는 기지국과의 방향이 맞지 않으면 통신 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 5G CPE의 지향 방향을 제어할 수 있는 방법이 필요하다.On the other hand, due to the high frequency characteristics of 5G NR, 5G wireless signals have very high straightness. Specifically, 5G NR uses very high frequency in the 28GHz band, so its straightness is very high. Therefore, the 5G CPE should be easy to adjust to match the direction with the base station. In other words, 5G communication using a very high frequency band, especially mmWave, has very high straightness, and communication performance may deteriorate if the direction with the 5G repeater or base station does not match. Therefore, there is a need for a method capable of controlling the orientation direction of the 5G CPE.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라, 본 발명의 일 목적은 5G CPE를 5G 기지국 방향으로 설치하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Accordingly, one object of the present invention is to install the 5G CPE in the direction of the 5G base station.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은, 5G CPE와 연동되는 UI를 통해서 사용자에게 어느 방향으로 단말을 움직이면 수신 신호가 세기가 최대가 되는지를 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a user with a direction in which the received signal is maximized when the user moves the terminal through the UI linked with the 5G CPE.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은 5G CPE를 최적 방향으로 설치하면서 전원 온/오프 등에 따라 5G CPE의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for controlling 5G CPE according to power on/off, etc. while installing 5G CPE in an optimal direction.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치가 제공된다. 상기 5G 통신 중계 장치(CPE)는 5G 무선 신호를 수신하도록 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전 가능하게 구성된 본체(main body); 및 상기 통신 중계 장치에 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 디바이스 관리 어플리케이션을 통해 특정 빔 방향을 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 특정 빔 방향에 따라 상기 본체가 이동됨에 따라 보어사이트 빔 방향과 신호 세기를 표시할 수 있다. In order to achieve the above or other objects, there is provided a 5G communication relay device according to the present invention. The 5G communication repeater (CPE) includes a main body configured to be rotatable in left and right directions and up and down directions to receive a 5G radio signal; and a control unit for controlling to display a specific beam direction through a device management application when the power button on the communication relay device is in an ON state, wherein the control unit controls to display a specific beam direction according to the specific beam direction. The sight beam direction and signal strength can be displayed.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 디바이스 관리 어플리케이션으로 현재 빔의 빔 ID(BID)와 상기 현재 빔의 수신 품질(BRSRP)를 전달할 수 있다. 한편, 상기 디바이스 관리 어플리케이션은 최적 빔이 선택된 경우, 상기 최적 빔 방향에 대한 방향 정보를 상기 제어부로 전달할 수 있다.According to an embodiment, the controller may transmit a beam ID (BID) of a current beam and a reception quality (BRSRP) of the current beam to the device management application. Meanwhile, when the optimal beam is selected, the device management application may transmit direction information on the optimal beam direction to the controller.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 빔 검증(beam verification) 정보와 빔 검출을 위한 빔 방향 (beam direction) 정보를 수신할 수 있다. 한편, 상기 제어부는 상기 빔 방향 정보와 상기 본체의 현재 방향 정보에 기반하여, 빔 선택 과정(beam selection process)을 수행하여 최적 빔을 선택할 수 있다.According to an embodiment, when the power button is turned on, the controller may receive beam verification information and beam direction information for beam detection. Meanwhile, the controller may select an optimal beam by performing a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보에 기반하여, 상기 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역 주변에서 빔 탐색 과정(beam search process)을 수행할 수 있다. 한편, 상기 빔 탐색 과정에서, 상기 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역의 빔 ID를 이용하여 상기 빔 탐색 과정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the controller may perform a beam search process around an area predicted in the direction of the optimal beam based on the beam verification information and the beam direction information. Meanwhile, in the beam search process, the beam search process may be performed using a beam ID of an area predicted in the direction of the optimal beam.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 최적 빔이 선택되고, 상기 디바이스 관리 어플리케이션에서 상기 본체의 이동과 관련된 입력이 수신되면, 상기 최적 빔 방향으로 상기 본체를 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부는 현재 빔을 상기 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득할 수 있다.According to an embodiment, when the optimal beam is selected and an input related to movement of the main body is received from the device management application, the controller may move the main body in the optimal beam direction. Also, the controller may change the current beam to a beam adjacent to the optimal beam to acquire reception quality.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 최적 빔 방향과 상기 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 상기 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the controller may determine a final position to which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상기 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달하면, 상기 디바이스 관리 어플리케이션은 상기 ID 정보에 대응하는 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보를 상기 제어부로 전달할 수 있다.According to an embodiment, when the control unit transmits ID information for the communication relay device, the device management application may transmit beam verification information and beam direction information corresponding to the ID information to the control unit.
일 실시 예에 따르면, 상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보와 연관된 정보를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 제어부는 상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 메모리로부터 상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보와 연관된 정보를 획득하고, 상기 정보를 이용하여 상기 빔 선택 과정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, a memory configured to store information related to the beam verification information and the beam direction information may be further included. Meanwhile, when the power button is turned on, the controller may obtain information related to the beam verification information and the beam direction information from the memory, and perform the beam selection process using the information.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달하면, 상기 디바이스 관리 어플리케이션으로부터 상기 ID 정보에 대응하는 제1 빔 검증 정보와 제1 빔 방향 정보를 수신할 수 있다.According to an embodiment, when the ID information about the communication relay device is transmitted, the first beam verification information and the first beam direction information corresponding to the ID information may be received from the device management application.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 빔 검증 정보와 상기 제1 빔 방향 정보가 상기 메모리로부터 획득한 제2 빔 검증 정보 및 제2 빔 방향 정보와 일치하면 상기 빔 선택 과정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, when the first beam verification information and the first beam direction information match the second beam verification information and the second beam direction information obtained from the memory, the beam selection process may be performed.
일 실시 예에 따르면, 상기 본체 내부에 배치되고, 복수의 안테나 소자들을 통해 지향성 빔을 생성하도록 구성된 배열 안테나; 및 상기 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 가변하도록 구성된 송수신부 회로를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, an array antenna disposed inside the body and configured to generate a directional beam through a plurality of antenna elements; and a transceiver circuit configured to vary a phase of a signal applied to the plurality of antenna elements.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 빔 방향 정보와 상기 본체의 현재 방향 정보에 기반하여, 상기 빔 선택 과정을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the controller may control the transceiver circuit to perform the beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 최적 빔에 해당하는 최적 빔 ID 정보를 상기 송수신부 회로로 전달할 수 있다. 한편, 상기 송수신부 회로는 상기 최적 빔 ID 정보에 기반하여 상기 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 제어할 수 있다.According to an embodiment, the controller may transmit optimal beam ID information corresponding to the optimal beam to the transceiver circuit. Meanwhile, the transceiver circuit may control a phase of a signal applied to the plurality of antenna elements based on the optimal beam ID information.
일 실시 예에 따르면, 상기 배열 안테나는 5G 기지국과 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 복수의 배열 안테나를 포함할 수 있다. 한편, 상기 제어부는 상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 복수의 배열 안테나 중 어느 하나를 이용하여 상기 빔 선택 과정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the array antenna may include a plurality of array antennas to perform multiple input/output (MIMO) with the 5G base station. Meanwhile, when the power button is turned on, the controller may perform the beam selection process using any one of the plurality of array antennas.
일 실시 예에 따르면, 상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 복수의 배열 안테나 중 제1 배열 안테나를 이용하여 제1 빔 선택 과정을 수행할 수 있다. 한편, 상기 복수의 배열 안테나 중 제2 배열 안테나를 이용하여 제2 빔 선택 과정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, when the power button is turned on, a first beam selection process may be performed using a first array antenna among the plurality of array antennas. Meanwhile, a second beam selection process may be performed using a second array antenna among the plurality of array antennas.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 빔 선택 과정에서 선택된 제1 최적 빔의 제1 방향 및 상기 제2 빔 선택 과정에서 선택된 제2 최적 빔의 제2 방향 사이의 방향을 최적 빔 방향으로 선택할 수 있다.According to an embodiment, a direction between the first direction of the first optimal beam selected in the first beam selection process and the second direction of the second optimal beam selected in the second beam selection process may be selected as the optimal beam direction. .
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 통신 중계 장치가 동작 상태에서 빔 차단(beam blockage)이 발생한 것으로 판단되면, 상기 빔 선택 과정을 수행하여 상기 최적 빔을 선택할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 최적 빔에 해당하는 방향으로 상기 본체가 이동되도록 상기 방향과 관련된 정보가 표시되도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, when it is determined that beam blockage has occurred while the communication relay device is operating, the controller may select the optimal beam by performing the beam selection process. In addition, the controller may control to display information related to the direction so that the main body is moved in a direction corresponding to the optimal beam.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 빔 차단이 발생하여 상기 본체가 이동되면 상기 본체가 이동된 방향에서 최적 빔에 해당하는 현재 빔을 상기 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 최적 빔 방향과 상기 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 상기 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정할 수 있다.According to an embodiment, when the beam blocking occurs and the main body is moved, the controller changes the current beam corresponding to the optimal beam in the direction in which the main body is moved to a beam adjacent to the optimal beam to obtain reception quality. have. In addition, the controller may determine a final position to which the main body is fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
한편, 5G 통신 중계 장치(CPE)의 최적 설치 방법 및 이를 제어하는 방법에 대한 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, the technical effects of the optimal installation method of the 5G communication repeater (CPE) and the method of controlling the same will be described as follows.
본 발명에 따르면, 빔 탐색 알고리즘이 적용된 mmWave CPE 단말을 설치할 때, 송신/수신 신호가 양호한 빔 방향을 찾아 설치할 수 있다.According to the present invention, when installing the mmWave CPE terminal to which the beam search algorithm is applied, it is possible to find and install a beam direction having a good transmit/receive signal.
또한, 본 발명에 따르면, 가장 신호가 센 기지국 빔 방향을 자동적으로 알려주는 5G CPE를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a 5G CPE that automatically informs the beam direction of the base station with the strongest signal.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 배열 안테나들을 이용하여 가장 신호가 센 기지국 빔 방향을 자동적으로 알려주는 5G CPE를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a 5G CPE that automatically informs the beam direction of a base station having the strongest signal using a plurality of array antennas.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 5G CPE 또는 전자 기기의 상세 구성을 나타낸다.1 shows a detailed configuration of a 5G CPE or electronic device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기 또는 5G 통신 중계 장치의 무선 통신부의 구성을 도시한다.2 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or 5G communication relay device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 설치 방법에 대한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a method for installing a 5G communication relay device, that is, a 5G CPE according to the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE에서 수행되는 제어 동작의 흐름도를 나타낸다. 4A and 4B are flowcharts of a control operation performed in a 5G communication relay device, ie, a 5G CPE, according to the present invention.
도 5a는 본 발명에 따른 5G CPE의 내부 구성과 전자 기기와의 5G CPE 제어 동작을 위한 흐름도를 나타낸다. 5A is a flowchart illustrating an internal configuration of a 5G CPE according to the present invention and a 5G CPE control operation with an electronic device.
도 5b는 본 발명에 따른 5G CPE와 전자 기기의 상세 구성을 나타낸다.5B shows a detailed configuration of a 5G CPE and an electronic device according to the present invention.
도 5c는 일 실시 예에 따른 5G 기지국과 UE 간에 5G 무선 신호를 전달하는 5G CPE의 상세 구성을 나타낸다.5C shows a detailed configuration of a 5G CPE that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and a UE according to an embodiment.
도 6a는 본 발명에 따른 5G CPE의 포지셔닝 및 틸팅 제어 방법의 흐름도를 나타낸다.6A shows a flowchart of a method for controlling positioning and tilting of a 5G CPE according to the present invention.
도 6b는 본 발명에 따른 5G CPE에 구비되는 다양한 LED를 나타낸다.6B shows various LEDs provided in the 5G CPE according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 기지국과 5G CPE의 배치 구조를 나타낸다.7 shows an arrangement structure of a base station and a 5G CPE according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치의 좌우 회전 구조 및 상하 회전 구조를 나타낸다.8 shows a left-right rotation structure and a vertical rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention.
도 9는 일 실시 예에 따른 5G 통신 중계 장치와 디바이스 관리 어플리케이션에서 빔 방향이 정렬되기 이전의 경우를 나타낸다. 9 illustrates a case before beam directions are aligned in a 5G communication relay device and a device management application according to an embodiment.
도 10은 도 9에 따른 5G 통신 중계 장치와 디바이스 관리 어플리케이션에서 빔 방향이 정렬된 경우를 나타낸다. 10 illustrates a case in which beam directions are aligned in the 5G communication relay device and the device management application according to FIG. 9 .
도 11a는 일 실시 예에 따른 5G CPE를 설치하거나 설치 변경 시, 5G CPE와 디바이스 관리 어플리케이션에서 수행되는 동작과 이들 간의 정보 교환 과정을 나타낸다. 11A illustrates an operation performed in the 5G CPE and a device management application and an information exchange process therebetween when installing or changing the installation of the 5G CPE according to an embodiment.
도 11b는 5G CPE를 설치하기 이전에 빔 검증 및 빔 검출을 위해 사전에 수행되는 절차와 이후 디바이스 관리 어플리케이션과의 정보 교환 과정을 나타낸다.11B shows a procedure performed in advance for beam verification and beam detection before installing a 5G CPE, and a procedure for exchanging information with a device management application thereafter.
도 12a는 일 실시 예에 따른 빔 검증 과정과 관련하여, 다수의 안테나 빔들을 나타낸다. 12A illustrates a plurality of antenna beams in relation to a beam verification process according to an embodiment.
도 12b는 도 12a의 다수의 안테나 빔들에 대한 빔 검증 과정에 따라 생성된 룩업 테이블을 나타낸다.12B shows a lookup table generated according to a beam verification process for a plurality of antenna beams of FIG. 12A.
도 13a는 일 실시 예에 따른 5G 통신 중계 장치의 상세 구성을 나타낸다. 13A shows a detailed configuration of a 5G communication relay device according to an embodiment.
도 13b는 일 실시 예에 따른 서로 다른 배열 안테나가 5G 기지국을 지향하도록 빔을 생성하는 개념도를 나타낸다.13B is a conceptual diagram illustrating beams generated so that different array antennas are directed toward a 5G base station according to an embodiment.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.14 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 5G 통신 중계 장치는 CPE (Customer Premises Equipment)일 수 있다.Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs. , tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, for example, watch-type terminals (smartwatch), glass-type terminals (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included. have. In addition, the 5G communication relay device described herein may be a CPE (Customer Premises Equipment).
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described in this specification may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, and a digital signage, except when applicable only to a mobile terminal. will be.
도 1은 본 발명에 따른 5G CPE 또는 전자 기기의 상세 구성을 나타낸다. 전자 기기(100)는 무선 통신부에 해당하는 송수신부(110), 출력부(150) 및 제어부(180)를 포함한다. 1 shows a detailed configuration of a 5G CPE or electronic device according to the present invention. The electronic device 100 includes a transceiver 110 , an output unit 150 , and a control unit 180 corresponding to a wireless communication unit.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 송수신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 송수신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, among the components, the transceiver 110 is between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100 , or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable wireless communication between them. In addition, the transceiver 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks. Here, the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
이러한 송수신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈, 5G 무선 통신 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The transceiver 110 may include at least one of a 4G wireless communication module, a 5G wireless communication module, a short-range communication module, and a location information module.
4G 무선 통신 모듈은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 4G wireless communication module can transmit and receive 4G signals with a 4G base station through a 4G mobile communication network. In this case, the 4G wireless communication module may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.In this regard, Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station. In addition, Down-Link (DL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
5G 무선 통신 모듈은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G wireless communication module can transmit and receive 5G signals with a 5G base station through a 5G mobile communication network. Here, the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure. For example, the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell. Alternatively, the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
5G 무선 통신 모듈은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G wireless communication module can transmit and receive 5G signals with a 5G base station through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module may receive one or more 5G reception signals from the 5G base station.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다. In this case, the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming. Meanwhile, as the 5G frequency band, the Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When a millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed. In this regard, Up-Link (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station. In addition, Down-Link (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
한편, 송수신부(110)는 4G 무선 통신 모듈과 5G 무선 통신 모듈을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the transceiver 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module. In this way, the dual connection with the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC). Here, EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system, and NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈 및 5G 무선 통신 모듈을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.On the other hand, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, a 4G reception signal and a 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.The short-range communication module is for short range communication, and includes Bluetooth™, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Near Field (NFC). Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication. Such a short-distance communication module, between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and other It is possible to support wireless communication between networks in which the electronic device 100 or an external server is located. The local area network may be a local area network (Wireless Personal Area Networks).
한편, 4G 무선 통신 모듈 및 5G 무선 통신 모듈을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module and the 5G wireless communication module. In an embodiment, short-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈 및 5G 무선 통신 모듈 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈과 Wi-Fi 통신 모듈을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈과 Wi-Fi 통신 모듈을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Meanwhile, carrier aggregation (CA) may be performed using at least one of a 4G wireless communication module and a 5G wireless communication module and a Wi-Fi communication module for transmission speed improvement and communication system convergence. In this regard, 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module and the Wi-Fi communication module. Alternatively, 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module and the Wi-Fi communication module.
위치정보 모듈은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보 모듈은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 송수신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보 모듈은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다. The location information module is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and representative examples thereof include a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module. For example, if the electronic device utilizes a GPS module, it may acquire the location of the electronic device by using a signal transmitted from a GPS satellite. As another example, if the electronic device utilizes the Wi-Fi module, the location of the electronic device may be acquired based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal. If necessary, the location information module may perform any function of the other modules of the transceiver 110 to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally. The location information module is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, if the electronic device utilizes the 5G wireless communication module, it can acquire the location of the electronic device based on the information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal. In particular, since the 5G base station of the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 음향 출력부, 햅팁 모듈, 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and may include at least one of a display unit, a sound output unit, a haptip module, and an optical output unit. The display unit may implement a touch screen by forming a layer structure with the touch sensor or being integrally formed. Such a touch screen may function as a user input unit providing an input interface between the electronic device 100 and a user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and a user.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.In addition to the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 . The controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
또한, 제어부(180)는 메모리에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.Also, the controller 180 may control at least some of the components discussed with reference to FIG. 1 in order to drive an application program stored in the memory. Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.Meanwhile, a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO. In addition, when the 5G wireless communication module operates in a millimeter wave (mmWave) band, as each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기 또는 5G 통신 중계 장치의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 여기서, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치는 5G 무선 신호를 기지국과 전자 기기, 즉 5G UE 간에 전달하는 장치이다. 이와 관련하여, 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE (Customer Premises Equipment)는 5G 무선 신호를 특정 방향에서 최적으로 송신 및 수신하기 위해 복수의 배열 안테나들(ANT1 내지 ANT4)을 구비할 수 있다. 또한, 5G 통신 중계 장치는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 빔 방향을 제어하기 위해 전력 및 위상 제어부(230)를 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 전력 및 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자(element)에 인가되는 신호의 크기와 위상을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5b의 송수신부(520)는 도 2의 RFIC(250)에 해당할 수 있다. 또한, 도 5b의 제어부(510)는 도 2의 모뎀(400)과 AP(450)에 해당할 수 있다.2 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or 5G communication relay device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention. Here, the 5G communication relay device according to the present invention is a device that transmits a 5G radio signal between a base station and an electronic device, that is, a 5G UE. In this regard, the 5G communication relay device, that is, 5G Customer Premises Equipment (CPE) may include a plurality of array antennas ANT1 to ANT4 to optimally transmit and receive 5G radio signals in a specific direction. In addition, the 5G communication relay device may include a power and phase control unit 230 to control the beam direction of each of the array antennas ANT1 to ANT4. In this regard, the power and phase controller 230 may control the magnitude and phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4 . In this regard, the transceiver 520 of FIG. 5B may correspond to the RFIC 250 of FIG. 2 . Also, the controller 510 of FIG. 5B may correspond to the modem 400 and the AP 450 of FIG. 2 .
도 2를 참조하면, 전자 기기 또는 5G 통신 중계 장치는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 더 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 450)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the electronic device or 5G communication relay device further includes a first power amplifier 210 , a second power amplifier 220 , and an RFIC 250 . Also, the electronic device may further include a modem 400 and an application processor (AP) 500 . Here, the modem 400 and the application processor AP 450 may be physically implemented on a single chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form. However, the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
한편, 전자 기기 또는 5G 통신 중계 장치는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 410 내지 440)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 제어부(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device or the 5G communication relay device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver. Here, the first power amplifier 210 , the second power amplifier 220 , the controller 250 , and the plurality of low-noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system. In this case, the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 2 , the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application. When the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively. In particular, when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type. As such, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.Meanwhile, even when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on one chip.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 모뎀(400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the application processor (AP) 450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400 .
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 250 .
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다. In this regard, when it is determined that the electronic device is in an idle mode, the application processor (AP) 450 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in an idle mode, the RFIC through the modem 300 so that at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in the low power mode or is turned off 250 can be controlled.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 근거리 통신 모듈만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in a low battery mode, the application processor (AP) 450 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication. For example, when the electronic device is connected to a plurality of entities among a 4G base station, a 5G base station, and an access point, the application processor (AP) 450 may control the modem 400 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, the application processor (AP) 450 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module, even if the throughput is somewhat sacrificed.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 450)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the remaining battery level of the electronic device is equal to or greater than a threshold, the modem 400 may be controlled to select an optimal wireless interface. For example, the application processor (AP) 450 may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information. In this case, the application processor (AP) 450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 400 . Accordingly, if the battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 450 may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, the multi-transceiving system of FIG. 2 may integrate the transmitter and receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.In addition, since the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.In addition, when each communication system is separated, it is impossible to control other communication systems as necessary, or efficient resource allocation is impossible because the system delay is increased. On the other hand, the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, so that efficient resource allocation is possible.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems. In this regard, when the 5G communication system operates in the 4G band or the Sub6 band, the first and second power amplifiers 220 may operate in both the first and second communication systems.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, one of the first and second power amplifiers 210 and 220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, by integrating the transceiver and the receiving unit, two different wireless communication systems can be implemented with one antenna by using an antenna for both transmitting and receiving. In this case, 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 . In this case, 4x4 DL MIMO may be performed through the downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is the Sub6 band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band. In this case, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO implementation is possible using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas. In this case, 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL). Alternatively, it is not limited to 2x2 UL MIMO, and may be implemented with 1 Tx or 4 Tx. In this case, when the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 needs to operate in the 5G band. On the other hand, when the 5G communication system is implemented as 4Tx, an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided. Alternatively, a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.On the other hand, since a switch-type splitter or a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability. can Specifically, by using a single pole double throw (SPDT) type switch inside the RFIC corresponding to the controller 250 , it is possible to select the transmitter (TX) of two different communication systems.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 위상 제어부(230), 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.In addition, the electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a phase controller 230 , a duplexer 231 , a filter 232 , and a switch 233 .
mmWave 대역과 같은 주파수 대역에서 전자 기기는 기지국과의 통신을 위한 커버리지 확보를 위해 지향성 빔을 사용할 필요가 있다. 이를 위해, 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 복수의 안테나 소자들로 이루어질 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)로 구현될 필요가 있다. 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 위상을 제어하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 크기와 위상을 모두 제어 가능하다. 이에 따라, 위상 제어부(230)는 신호의 크기와 위상을 모두 제어하므로 전력 및 위상 제어부(230)로 지칭할 수 있다.In a frequency band such as a mmWave band, an electronic device needs to use a directional beam to secure coverage for communication with a base station. To this end, each of the antennas ANT1 to ANT4 needs to be implemented as array antennas ANT1 to ANT4 composed of a plurality of antenna elements. The phase controller 230 is configurable to control a phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4. In this regard, the phase controller 230 may control both the magnitude and phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4. Accordingly, since the phase control unit 230 controls both the magnitude and the phase of the signal, it may be referred to as a power and phase control unit 230 .
따라서, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 독립적으로 빔 포밍(beam-forming)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 다중 입출력(MIMO)를 수행할 수 있다. 이 경우, 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)가 서로 다른 방향으로 빔을 형성하도록 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어할 수 있다.Therefore, by controlling the phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4, beam-forming can be independently performed through each of the array antennas ANT1 to ANT4. have. In this regard, multiple input/output (MIMO) may be performed through each of the array antennas ANT1 to ANT4. In this case, the phase controller 230 may control the phase of a signal applied to each antenna element so that each of the array antennas ANT1 to ANT4 forms beams in different directions.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다. The duplexer 231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231 .
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The filter 232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band. In this case, the filter 232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 231 . Alternatively, the filter 232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The switch 233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal. In an embodiment of the present invention, the switch 233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal using a time division multiplexing (TDD) method. In this case, the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme. In this case, the switch 233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively. Meanwhile, since the transmission signal and the reception signal can be separated by the duplexer 231 , the switch 233 is not necessarily required.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device according to the present invention may further include a modem 400 corresponding to a control unit. In this case, the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively. Meanwhile, the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits. Alternatively, the RFIC 250 and the modem 400 may be physically or logically divided into one circuit.
모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)를 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The modem 400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250 . The modem 400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 5G base station. Here, the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
모뎀(400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. In addition, the RFIC 250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 전자 기기로 5G 무선 신호를 전달하는 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE (Customer Premises Equipment) 및 그 제어 방법에 대해 살펴보기로 한다.Meanwhile, a 5G communication relay device that transmits a 5G wireless signal to an electronic device equipped with a multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 , that is, 5G Customer Premises Equipment (CPE) and a control method thereof will be described.
이와 관련하여, 기존 브로드 밴드 망(broadband network)의 속도가 낮고, 새로운 기가 네트워크를 설치하기 위해서는 막대한 비용이 발생하기 때문에, 5G CPE가 필요하다. 또한, 새로운 가입자가 생기더라도 각 세대별 거리가 멀기 때문에 케이블을 매설하고, 엔지니어들이 방문해서 설치하는데 많은 비용이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 5G 통신 서비스는 실내에서 5G CPE를 통해 제공되는 것이 바람직하다.In this regard, since the speed of the existing broadband network is low and a huge cost is incurred to install a new giga network, 5G CPE is required. In addition, even if new subscribers are created, it may incur a lot of cost for laying cables and having engineers visit and install them because the distance between each household is long. In order to solve this problem, it is desirable that 5G communication service be provided through 5G CPE indoors.
4G LTE 이후 새로운 비즈니스를 창출하고자 하는 망 사업자들이 경쟁적으로 5G 망 구축을 진행하고 있다. 하지만, 5G 망이 4G 망보다 빠르다는 장점만으로 새로운 비즈니스를 창출하기는 어려운 상황이다. Network operators who want to create new businesses after 4G LTE are competing to build 5G networks. However, it is difficult to create a new business only with the advantage that the 5G network is faster than the 4G network.
따라서, 사업자(operator)들은 기존의 케이블로 인터넷 서비스를 제공하는 대신, 초고속 통신망을 활용하여 무선으로 각 가정으로 인터넷을 공급하는 방안을 고려할 수 있다.Accordingly, operators may consider a method of wirelessly supplying the Internet to each home using a high-speed communication network, instead of providing Internet service through an existing cable.
하지만, 기존 LTE나 3G에서 사용한 주파수와 비교하면, 5G는 초고속 통신망으로 매우 높은 주파수 대역을 사용한다. 따라서, 5G 무선 신호는 건물, 나무 등 주변의 오브젝트에 기인하여 RF 손실이 크게 발생한다.However, compared to the frequencies used in LTE or 3G, 5G uses a very high frequency band as a high-speed communication network. Therefore, the 5G wireless signal causes a large RF loss due to surrounding objects such as buildings and trees.
사업자는 5G CPE를 제공하고, 사용자가 self-install을 하여 엔지니어가 방문하거나 케이블을 따로 매설하지 않기를 원할 수 있다. 하지만, 5G NR radio 특성상 설치를 위한 5G CPE의 최적 설치 각도 및 위치를 파악하기 힘들다는 문제점이 있다.Operators may want to offer 5G CPE, and users do self-install so that engineers do not have to visit or lay cables separately. However, there is a problem in that it is difficult to determine the optimal installation angle and location of 5G CPE for installation due to the characteristics of 5G NR radio.
따라서, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE는 전술한 문제점을 해결하기 위해 다음과 같은 기술적 특징이 구현될 수 있다.Accordingly, the 5G communication relay device according to the present invention, that is, the 5G CPE, may implement the following technical features to solve the above-described problems.
1) 높은 전력 등급, 즉 Power class 1(예: 48dBm)을 지원하는 안테나를 사용하여 indoor용 CPE를 제안한다.1) A CPE for indoor use is proposed using an antenna that supports a high power class, that is, Power class 1 (eg 48dBm).
2) 지향성 안테나와 빔포밍 방식 사용하여 5G CPE의 5G 서비스 coverage를 확장한다.2) Extend 5G service coverage of 5G CPE by using directional antenna and beamforming method.
3) 지향성 안테나를 사용하는 경우 5G 서비스를 제공하는 각도 영역(angular region)이 제한되는 이슈를 커버하기 위한 방안을 적용한다3) In the case of using a directional antenna, a method is applied to cover the issue that an angular region providing 5G service is limited.
4) 높은 주파수를 사용하는 경우 인체에 해로운 영향이 발생하지 않도록 safety 방안을 적용한다.4) When using a high frequency, apply safety measures to prevent harmful effects on the human body.
이러한 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 기술적 특징을 구현하기 위한 구체적인 방식은 다음과 같다.A detailed method for implementing the technical features of the 5G communication relay device according to the present invention, that is, 5G CPE, is as follows.
1) 고주파 특성을 갖는 5G 무선 신호는 직진성이 강하므로, 실내에서 신호가 포착(capture)되는 영역을 탐색하기 어렵다. 따라서, 실내에서 신호를 수신 및 포착하기 위해 5G CPE에 대한 적절한 포지셔닝(positioning)이 필요하다.1) Since the 5G wireless signal with high frequency characteristics has strong linearity, it is difficult to search the area where the signal is captured indoors. Therefore, proper positioning for 5G CPE is required to receive and acquire signals indoors.
2) 고주파 특성에 따라 파장이 짧아 신호의 도달 거리가 짧기 때문에, 기지국 방향, 즉 최적 신호 방향으로 빔포밍을 수행하여야 5G 수신 성능을 만족할 수 있다. 따라서, 5G CPE와 기지국 간 최적 신호 방향을 탐색하는 틸팅(tilting) 동작이 필요하다.2) Due to the short wavelength according to the high frequency characteristics, the signal arrival distance is short, so the 5G reception performance can be satisfied only when beamforming is performed in the direction of the base station, that is, the optimal signal direction. Therefore, a tilting operation is required to search for an optimal signal direction between the 5G CPE and the base station.
이와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 설치 방법에 대한 개념도이다. 한편, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE에서 수행되는 제어 동작의 흐름도를 나타낸다. In this regard, FIG. 3 is a conceptual diagram of a method for installing a 5G communication relay device, that is, a 5G CPE according to the present invention. Meanwhile, FIGS. 4A and 4B are flowcharts of a control operation performed in a 5G communication relay device, ie, a 5G CPE, according to the present invention.
도 3의 (a)를 참조하면, 5G NR(New Radio) 신호 강도(signal strength)를 측정할 수 있다. 이와 관련하여 도 4a를 참조하면, 5G NR 측정을 수행하는 동안 테스트 모드가 수행(S110)될 수 있다. 한편, 테스트 모드가 수행(S110)됨에 따라, TX 비활성화(Disable) 절차가 수행(S120)될 수 있다. 이와 관련하여, 테스트 모드가 수행(S110)되고, TX 비활성화(Disable) 절차가 수행(S120)되는 동안 5G NR 기지국과는 아직 연결 상태가 아니다. 따라서, 도 4a에 도시된 바와 같이, Test Tool에 해당하는 전자 기기를 통해 'No NR Connection'임을 표시할 수 있다. 여기서, No NR Connection은 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 연결(connection) 상태가 아님을 의미한다.Referring to FIG. 3A , a 5G New Radio (NR) signal strength may be measured. In this regard, referring to FIG. 4A , a test mode may be performed ( S110 ) while performing 5G NR measurement. Meanwhile, as the test mode is performed (S110), a TX disable procedure may be performed (S120). In this regard, the test mode is performed (S110), and while the TX Disable procedure is performed (S120), the 5G NR base station is not yet connected. Accordingly, as shown in FIG. 4A , 'No NR Connection' may be displayed through the electronic device corresponding to the test tool. Here, No NR Connection means not a radio resource control (RRC) connection state.
한편, 이러한 테스트 모드는 주로 5G CPE의 초기 설치 시에 이루어진다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전파 환경 변화에 따라 사용자에게 이를 통지하고 사용자가 테스트 모드를 선택하는 경우에 수행될 수 있다. TX 비활성화(Disable) 절차가 수행(S120)되는 동안 5G CPE는 기지국 또는 주변 전자 기기로의 임의의 신호 송신 절차를 수행하지 않는다. 하지만, 5G NR 신호 측정에 따른 NR 측정 보고를 위해 제어 신호 송신은 예외적으로 수행될 수 있다. On the other hand, this test mode is mainly performed during the initial installation of 5G CPE. However, the present invention is not limited thereto, and may be performed when a user is notified of this according to a change in a radio wave environment and the user selects a test mode. While the TX Disable procedure is performed (S120), the 5G CPE does not perform any signal transmission procedure to the base station or the surrounding electronic device. However, the control signal transmission may be exceptionally performed for the NR measurement report according to the 5G NR signal measurement.
5G NR 신호 강도가 일정 수준 이상이 되지 않으면, 도 3(b)와 같이 실내의 다른 위치로 5G CPE를 이동시킬 수 있다. 이와 같이 실내의 다른 위치에서 5G NR 신호 강도가 일정 수준 이상이 되면, NR 연결(connection)이 수행된다. 이와 관련하여 도 4a를 참조하면, TX 비활성화(Disable) 절차가 수행(S120)되는 동안에도 5G NR 신호 측정에 따른 NR 측정이 수행(S130)될 수 있다. 이와 관련하여, NR 측정이 수행(S130)됨에 따라 NR 연결(connection)이 이루어질 수 있다. 따라서, 도 4a에 도시된 바와 같이, Test Tool에 해당하는 전자 기기를 통해 'NR Connection'임을 표시할 수 있다. 여기서, NR Connection은 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 연결(connection) 상태임을 의미한다.If the 5G NR signal strength does not exceed a certain level, the 5G CPE may be moved to another location in the room as shown in FIG. 3(b). As described above, when the 5G NR signal strength at another location in the room is above a certain level, NR connection is performed. In this regard, referring to FIG. 4A , NR measurement according to 5G NR signal measurement may be performed (S130) even while the TX disable procedure is performed (S120). In this regard, as the NR measurement is performed ( S130 ), an NR connection may be made. Therefore, as shown in FIG. 4A , 'NR Connection' can be displayed through the electronic device corresponding to the test tool. Here, NR Connection means a radio resource control (RRC) connection state.
NR 연결이 이루어지면, 도 3(c)와 같이 틸팅(tilting) 동작을 통해 적절한 고도(altitude) 검출을 수행할 수 있다. 이러한 틸팅 동작은 기계적 틸팅 동작 이외에 미세한 각도 또는 높이 조정을 위해 빔 포밍 등을 통해 전기적 틸팅 동작도 가능하다.When the NR connection is made, appropriate altitude detection may be performed through a tilting operation as shown in FIG. 3( c ). In addition to the mechanical tilting operation, such a tilting operation may also be an electrical tilting operation through beam forming for fine angle or height adjustment.
도 3(c)를 참조하면, 수평 방향(horizontal direction)에서 5G CPE를 일정 각도만큼 회전(S141)시킬 수 있다. 예를 들어, 수평 방향에서 ±30도의 방위각(azimuth angle) 범위 내에서 5G CPE를 회전시킬 수 있다. 하지만, 방위각 회전 각도는 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 임의의 회전 각도일 수 있다. Referring to FIG. 3C , the 5G CPE may be rotated by a predetermined angle in the horizontal direction ( S141 ). For example, the 5G CPE can be rotated within an azimuth angle of ±30 degrees in the horizontal direction. However, the azimuth rotation angle is not limited thereto and may be any rotation angle depending on the application.
또한, 도 3(c)를 참조하면, 수직 방향(vertical direction)에서 5G CPE를 일정 각도만큼 회전(S142)시킬 수 있다. 예를 들어, 수직 방향에서 ±30도의 고도각(elevation angle) 범위 내에서 5G CPE를 회전시킬 수 있다. 하지만, 고도각 회전 각도는 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 임의의 회전 각도일 수 있고, 방위각 회전 각도와 상이한 값일 수 있다. 또한, 수직 방향에서 5G CPE를 일정 각도만큼 회전시키는 것에 대신하여 5G CPE가 설치된 설치 기구의 높이를 조절할 수 있다. 따라서, 5G CPE를 수평 방향 및 수직 방향에서 최적의 신호 수신 방향으로 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 5G CPE는 테스트 모드를 오프하고 기지국으로부터 수신된 신호를 전자 기기로 전달하고, 전자 기기로부터 수신된 신호를 기지국으로 전달할 수 있다.Also, referring to FIG. 3C , the 5G CPE may be rotated by a predetermined angle in the vertical direction ( S142 ). For example, the 5G CPE can be rotated within an elevation angle of ±30 degrees in the vertical direction. However, the elevation angle rotation angle is not limited thereto, and may be any rotation angle depending on the application, and may be a value different from the azimuth rotation angle. In addition, instead of rotating the 5G CPE by a certain angle in the vertical direction, the height of the installation mechanism in which the 5G CPE is installed can be adjusted. Therefore, the 5G CPE can be disposed in the optimal signal reception direction in the horizontal and vertical directions. Accordingly, the 5G CPE may turn off the test mode, transmit the signal received from the base station to the electronic device, and transmit the signal received from the electronic device to the base station.
따라서, 본 발명에 따른 5G CPE 제어 동작은 다음과 같이 2 단계로 이루어질 수 있다.Therefore, the 5G CPE control operation according to the present invention may be performed in two steps as follows.
1단계: 설치 시 사용자 또는 설치 관리자의 안전을 보장하기 위한 Tx disable 알고리즘 적용Step 1: Apply Tx disable algorithm to ensure user or installer safety during installation
2단계: 설치 시 어느 방향이 최적의 Tilt 방향인지 빠르게 감지하는 알고리즘 적용Step 2: Apply an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation
이와 관련하여, Tx disable 알고리즘 적용은 테스트 모드가 수행(S110)되고, TX 비활성화(Disable) 절차가 수행(S120)되는 동안 이루어진다. 한편, NR connection이 이루어진 경우에도 Tx disable 알고리즘은 테스트 모드가 종료되기 전까지 이루어질 수 있다. 한편, 설치 시 어느 방향이 최적의 Tilt 방향인지 빠르게 감지하는 알고리즘 적용은 수평 회전 단계(S141) 및 수직 회전 단계(S142)를 통해 이루어진다.In this regard, the Tx disable algorithm is applied while the test mode is performed (S110) and the TX disable procedure is performed (S120). Meanwhile, even when the NR connection is established, the Tx disable algorithm may be performed until the test mode is terminated. On the other hand, the application of an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation is performed through a horizontal rotation step (S141) and a vertical rotation step (S142).
한편, 도 5a는 본 발명에 따른 5G CPE의 내부 구성과 전자 기기와의 5G CPE 제어 동작을 위한 흐름도를 나타낸다. 또한, 도 5b는 본 발명에 따른 5G CPE와 전자 기기의 상세 구성을 나타낸다. Meanwhile, FIG. 5A is a flowchart illustrating an internal configuration of a 5G CPE according to the present invention and a 5G CPE control operation with an electronic device. In addition, Figure 5b shows the detailed configuration of the 5G CPE and the electronic device according to the present invention.
도 5a를 참조하면, Test Tool은 5G CPE를 통해 기지국과 5G 통신을 수행하는 전자 기기이다. 한편, BT는 5G CPE와 전자 기기 간의 근거리 통신을 수행하기 위한 무선 인터페이스로, 예를 들어 블루투스일 수 있다. 하지만, 블루투스에 한정되는 것은 아니고 와이파이, 지그비 등 임의의 근거리 통신 무선 인터페이스일 수 있다. 한편, RF/Protocol은 5G CPE의 송수신부에 해당하고, 5G CPE의 제어부 (프로세서)에 의해 제어 동작이 수행될 수 있다. 또한, LED는 5G CPE에 구비되고, 5G CPE의 설치 상태 및 5G 신호 품질 등을 표시할 수 있다.Referring to FIG. 5A , the test tool is an electronic device that performs 5G communication with a base station through a 5G CPE. Meanwhile, BT is a wireless interface for performing short-range communication between the 5G CPE and the electronic device, and may be, for example, Bluetooth. However, it is not limited to Bluetooth and may be any short-range communication wireless interface such as Wi-Fi or Zigbee. Meanwhile, RF/Protocol corresponds to a transceiver of the 5G CPE, and a control operation may be performed by a controller (processor) of the 5G CPE. In addition, the LED is provided in the 5G CPE, and may indicate the installation status of the 5G CPE and the 5G signal quality.
한편, 도 5b를 참조하면, 5G CPE(500)는 제어부 (프로세서)(510), 송수신부(transceiver, 520), 제2 송수신부(530) 및 표시부(540)를 포함한다. 한편, 전자 기기(100)는 무선 통신부에 해당하는 송수신부(110), 출력부(150) 및 제어부(180)를 포함한다. Meanwhile, referring to FIG. 5B , the 5G CPE 500 includes a controller (processor) 510 , a transceiver 520 , a second transceiver 530 , and a display unit 540 . Meanwhile, the electronic device 100 includes a transceiver 110 , an output unit 150 , and a control unit 180 corresponding to a wireless communication unit.
또한, 본 발명에 따른 5G 통신 시스템은 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)을 포함하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 5G CPE(500)는 5G 기지국(700)으로부터 5G 무선 신호를 수신하여 전자 기기(100)로 중계할 수 있다. 또한, 5G CPE(500)는 전자 기기(100)로부터 5G 무선 신호를 수신하여 5G 기지국(700)으로 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 5G NSA (non-stand-alone) 구조에서, 5G CPE(500)는 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)과 이중 연결 상태(EN-DC)를 유지할 수 있다. 또한, 5G NSA 구조에서, 5G CPE(500)는 일부 제어 정보를 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)으로 모두 전달할 수 있다.In addition, the 5G communication system according to the present invention is configurable to include a 4G base station 600 and a 5G base station 700 . In this regard, the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the 5G base station 700 and relay it to the electronic device 100 . Also, the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the electronic device 100 and transmit it to the 5G base station 700 . In this regard, in the 5G non-stand-alone (NSA) structure, the 5G CPE 500 may maintain a dual connectivity state (EN-DC) with the 4G base station 600 and the 5G base station 700 . In addition, in the 5G NSA structure, the 5G CPE 500 may transmit some control information to both the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
도 1을 참조하면, 무선 통신부에 해당하는 송수신부(110)는 5G 무선 통신 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함한다. 여기서, 5G 무선 통신 모듈 및 근거리 통신 모듈을 각각 송수신부(110) 및 제2 송수신부에 해당한다.Referring to FIG. 1 , the transceiver 110 corresponding to the wireless communication unit includes a 5G wireless communication module and a short-range communication module. Here, the 5G wireless communication module and the short-range communication module correspond to the transceiver 110 and the second transceiver, respectively.
5G UE인 전자 기기와 관련하여, 송수신부(110)는 무선 신호(radio signal)를 송신 및 수신하도록 구성된다. 한편, 제어부(180)는 송수신부(110)와 연결되고, 5G 통신 중계 장치(500)를 통해 기지국과 5G 무선 신호를 송신 및 수신하도록 구성된다. 이와 관련하여, 5G 통신 중계 장치(500)가 테스트 모드(test mode)에서 동작하여 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 5G 무선 신호는 송수신부(110)를 통해 송신되지 않는다. 이를 위해, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 5G 통신 중계 장치(500)로 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하지 않도록 송수신부(110)를 제어할 수 있다.With respect to the electronic device that is a 5G UE, the transceiver 110 is configured to transmit and receive a radio signal. Meanwhile, the controller 180 is connected to the transceiver 110 and is configured to transmit and receive 5G radio signals to and from the base station through the 5G communication relay device 500 . In this regard, when the 5G communication relay device 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G radio signal is not transmitted through the transceiver 110 . To this end, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the controller 180 transmits user data and control data to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the user data and control data to the transceiver unit ( 110) can be controlled.
한편, 셀 탐색이 개시된 경우, 5G 기지국(700)은 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하기 위한 시간 및 주파수 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당하지 않는다. 하지만, 5G 기지국(700)은 RRC 연결 상태(RRC-connected state)에서 NR 측정(measurement) 및 NR 측정 보고를 위한 제어 데이터를 송신하도록 제1 무선 자원(radio resource)을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다. 반면에, 5G 기지국(700)은 PDN (Packet Data Network) 어태치(attach)가 완료된 경우, 사용자 데이터를 송신하도록 제2 무선 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다.Meanwhile, when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
따라서, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 5G 통신 중계 장치(500)에게 송신 제한 시그널링(Tx restriction signalling)을 송신할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 송신 제한 시그널링을 송수신부(110)로 하여금 5G 통신 중계 장치(500)로 송신하도록 제어할 수 있다. 여기서, 송신 제한 시그널링은 5G 무선 인터페이스와 다른 제2 무선 인터페이스로 5G 통신 중계 장치(500)로 송신될 수 있다. 구체적으로, 제2 무선 인터페이스는 전술한 근거리 무선 통신 인터페이스, 예를 들어, 블루투스, 와이파이 인터페이스 등일 수 있다.Accordingly, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the controller 180 may transmit Tx restriction signaling to the 5G communication relay device 500 . . In this regard, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the control unit 180 transmits a transmission restriction signaling for restricting transmission of user data and control data to the transceiver 110 ) can be controlled to transmit to the 5G communication relay device 500 . Here, the transmission restriction signaling may be transmitted to the 5G communication relay device 500 through a second air interface different from the 5G air interface. Specifically, the second wireless interface may be the aforementioned short-range wireless communication interface, for example, a Bluetooth or Wi-Fi interface.
구체적으로, 제어 데이터 송신을 위한 제1 무선 자원이 할당된 경우에도, 제어부(180)는 제어 데이터를 송신하지 않도록 5G 통신 중계 장치(500)에게 송신 제한 시그널링을 송신할 수 있다. 여기서, 송신 제한 시그널링은 RRC 연결 및 측정 보고 전까지 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 메시지이다.Specifically, even when the first radio resource for control data transmission is allocated, the controller 180 may transmit the transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the control data. Here, the transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until RRC connection and measurement report.
또한, 사용자 데이터 송신을 위한 제2 무선 자원이 할당된 경우에도, 제어부(180)는 사용자 데이터를 송신하지 않도록 5G 통신 중계 장치(500)에게 제2 송신 제한 시그널링을 송신할 수 있다. 여기서, 제2 송신 제한 시그널링은 테스트 모드 종료 전까지 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 메시지이다.Also, even when the second radio resource for user data transmission is allocated, the controller 180 may transmit the second transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit user data. Here, the second transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until the end of the test mode.
한편, 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 5G 통신 시스템은 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)을 포함하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 5G CPE(500)는 5G 기지국(700)으로부터 5G 무선 신호를 수신하여 전자 기기(100)로 중계할 수 있다. 또한, 5G CPE(500)는 전자 기기(100)로부터 5G 무선 신호를 수신하여 5G 기지국(700)으로 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 5G NSA (non-stand-alone) 구조에서, 5G CPE(500)는 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)과 이중 연결 상태(EN-DC)를 유지할 수 있다. 또한, 5G NSA 구조에서, 5G CPE(500)는 일부 제어 정보를 4G 기지국(600) 및 5G 기지국(700)으로 모두 전달할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5B , the 5G communication system according to the present invention is configurable to include a 4G base station 600 and a 5G base station 700 . In this regard, the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the 5G base station 700 and relay it to the electronic device 100 . Also, the 5G CPE 500 may receive a 5G radio signal from the electronic device 100 and transmit it to the 5G base station 700 . In this regard, in the 5G non-stand-alone (NSA) structure, the 5G CPE 500 may maintain a dual connectivity state (EN-DC) with the 4G base station 600 and the 5G base station 700 . In addition, in the 5G NSA structure, the 5G CPE 500 may transmit some control information to both the 4G base station 600 and the 5G base station 700 .
도 1을 참조하면, 무선 통신부에 해당하는 송수신부(110)는 5G 무선 통신 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함한다. 여기서, 5G 무선 통신 모듈 및 근거리 통신 모듈은 각각 송수신부(110) 및 제2 송수신부에 해당한다.Referring to FIG. 1 , the transceiver 110 corresponding to the wireless communication unit includes a 5G wireless communication module and a short-range communication module. Here, the 5G wireless communication module and the short-range communication module correspond to the transceiver 110 and the second transceiver, respectively.
5G UE인 전자 기기와 관련하여, 송수신부(110)는 무선 신호(radio signal)를 송신 및 수신하도록 구성된다. 한편, 제어부(180)는 송수신부(110)와 연결되고, 5G 통신 중계 장치(500)를 통해 기지국과 5G 무선 신호를 송신 및 수신하도록 구성된다. 이와 관련하여, 5G 통신 중계 장치(500)가 테스트 모드(test mode)에서 동작하여 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 5G 무선 신호는 송수신부(110)를 통해 송신되지 않는다. 이를 위해, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 5G 통신 중계 장치(500)로 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하지 않도록 송수신부(110)를 제어할 수 있다.With respect to the electronic device that is a 5G UE, the transceiver 110 is configured to transmit and receive a radio signal. Meanwhile, the controller 180 is connected to the transceiver 110 and is configured to transmit and receive 5G radio signals to and from the base station through the 5G communication relay device 500 . In this regard, when the 5G communication relay device 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G radio signal is not transmitted through the transceiver 110 . To this end, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the controller 180 transmits user data and control data to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the user data and control data to the transceiver unit ( 110) can be controlled.
한편, 셀 탐색이 개시된 경우, 5G 기지국(700)은 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하기 위한 시간 및 주파수 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당하지 않는다. 하지만, 5G 기지국(700)은 RRC 연결 상태(RRC-connected state)에서 NR 측정(measurement) 및 NR 측정 보고를 위한 제어 데이터를 송신하도록 제1 무선 자원(radio resource)을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다. 반면에, 5G 기지국(700)은 PDN (Packet Data Network) 어태치(attach)가 완료된 경우, 사용자 데이터를 송신하도록 제2 무선 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다.Meanwhile, when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
따라서, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 5G 통신 중계 장치(500)에게 송신 제한 시그널링(Tx restriction signalling)을 송신할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 중계 장치(500)가 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행하는 경우, 제어부(180)는 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 송신 제한 시그널링을 송수신부(110)로 하여금 5G 통신 중계 장치(500)로 송신하도록 제어할 수 있다. 여기서, 송신 제한 시그널링은 5G 무선 인터페이스와 다른 제2 무선 인터페이스로 5G 통신 중계 장치(500)로 송신될 수 있다. 구체적으로, 제2 무선 인터페이스는 전술한 근거리 무선 통신 인터페이스, 예를 들어, 블루투스, 와이파이 인터페이스 등일 수 있다.Accordingly, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the controller 180 may transmit Tx restriction signaling to the 5G communication relay device 500 . . In this regard, when the 5G communication relay device 500 performs a TX disable process, the control unit 180 transmits a transmission restriction signaling for restricting transmission of user data and control data to the transceiver 110 ) can be controlled to transmit to the 5G communication relay device 500 . Here, the transmission restriction signaling may be transmitted to the 5G communication relay device 500 through a second air interface different from the 5G air interface. Specifically, the second wireless interface may be the aforementioned short-range wireless communication interface, for example, a Bluetooth or Wi-Fi interface.
구체적으로, 제어 데이터 송신을 위한 제1 무선 자원이 할당된 경우에도, 제어부(180)는 제어 데이터를 송신하지 않도록 5G 통신 중계 장치(500)에게 송신 제한 시그널링을 송신할 수 있다. 여기서, 송신 제한 시그널링은 RRC 연결 및 측정 보고 전까지 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 메시지이다.Specifically, even when the first radio resource for control data transmission is allocated, the controller 180 may transmit the transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit the control data. Here, the transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until RRC connection and measurement report.
또한, 사용자 데이터 송신을 위한 제2 무선 자원이 할당된 경우에도, 제어부(180)는 사용자 데이터를 송신하지 않도록 5G 통신 중계 장치(500)에게 제2 송신 제한 시그널링을 송신할 수 있다. 여기서, 제2 송신 제한 시그널링은 테스트 모드 종료 전까지 제어 데이터를 송신하지 않도록 제한하는 메시지이다.Also, even when the second radio resource for user data transmission is allocated, the controller 180 may transmit the second transmission restriction signaling to the 5G communication relay device 500 so as not to transmit user data. Here, the second transmission restriction signaling is a message for restricting transmission of control data until the end of the test mode.
5G CPE와 관련하여, 송수신부(520)는 무선 신호(radio signal)를 송신 및 수신하도록 구성된다. 구체적으로, 송수신부(520)는 5G NR 신호를 송신 및 수신하도록 구성되고, 4G LTE 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 5G NR 신호를 송신 및 수신하는 5G 무선통신 모듈과 4G LTE 신호를 송신 및 수신하는 4G 무선통신 모듈은 하나의 물리적 칩에 구현되거나 또는 별도의 칩에 구현될 수 있다.With respect to 5G CPE, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a radio signal. Specifically, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a 5G NR signal, and may transmit and receive a 4G LTE signal. In this regard, the 5G wireless communication module for transmitting and receiving the 5G NR signal and the 4G wireless communication module for transmitting and receiving the 4G LTE signal may be implemented in one physical chip or in a separate chip.
제2 송수신부(530)는 전자 기기(100)와 근거리 통신을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 송수신부(530)는 주변 전자 기기(100)와의 근거리 통신을 위한 페어링 과정을 수행하여, 페어링된 전자 기기(100)와 근거리 통신을 수행할 수 있다.The second transceiver 530 is configured to perform short-range communication with the electronic device 100 . Specifically, the second transceiver 530 may perform short-distance communication with the paired electronic device 100 by performing a pairing process for short-distance communication with the neighboring electronic device 100 .
제어부 (프로세서)(510)는 송수신부(520)와 연결되고, 기지국으로부터 수신된 무선 신호를 전자 기기(100)로 제공하도록 구성된다. 본 발명에 따르면, 제어부 (프로세서)(510)는 테스트 모드(test mode)에서 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 무선 신호가 송수신부(520)를 통해 송신되지 않도록 제어할 수 있다.The controller (processor) 510 is connected to the transceiver 520 and is configured to provide a wireless signal received from the base station to the electronic device 100 . According to the present invention, the controller (processor) 510 can control the radio signal not to be transmitted through the transceiver 520 when a cell search is initiated in the test mode. have.
표시부(540)는 기지국으로부터 수신되는 5G NR 신호 품질 및 상태를 표시하도록 구성될 수 있다. 또한, 표시부(540)는 5G CPE를 설치하는 사용자 또는 설치 관리자에게 5G CPE를 최적의 위치와 각도에 배치할 수 있도록 가이드하는 정보를 표시할 수 있다.The display unit 540 may be configured to display the 5G NR signal quality and status received from the base station. In addition, the display unit 540 may display information guiding a user or an installer who installs the 5G CPE to arrange the 5G CPE at an optimal position and angle.
한편, 5G 기지국(700)은 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CEP(500)가 테스트 모드(test mode)에서 동작하여 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 5G CEP(500)가 사용자 데이터 및 제어 데이터를 포함하여 신호를 송신하지 않도록 제어할 수 있다. On the other hand, the 5G base station 700 is a 5G communication relay device, that is, when the 5G CEP 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G CEP 500 is the user It is possible to control not to transmit a signal, including data and control data.
이를 위해, 셀 탐색이 개시된 경우, 5G 기지국(700)은 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하기 위한 시간 및 주파수 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당하지 않는다. 하지만, 5G 기지국(700)은 RRC 연결 상태(RRC-connected state)에서 NR 측정(measurement) 및 NR 측정 보고를 위한 제어 데이터를 송신하도록 제1 무선 자원(radio resource)을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다. 반면에, 5G 기지국(700)은 PDN (Packet Data Network) 어태치(attach)가 완료된 경우, 사용자 데이터를 송신하도록 제2 무선 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다.To this end, when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
5G CPE와 관련하여, 송수신부(520)는 무선 신호(radio signal)를 송신 및 수신하도록 구성된다. 구체적으로, 송수신부(520)는 5G NR 신호를 송신 및 수신하도록 구성되고, 4G LTE 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 5G NR 신호를 송신 및 수신하는 5G 무선통신 모듈과 4G LTE 신호를 송신 및 수신하는 4G 무선통신 모듈은 하나의 물리적 칩에 구현되거나 또는 별도의 칩에 구현될 수 있다.With respect to 5G CPE, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a radio signal. Specifically, the transceiver 520 is configured to transmit and receive a 5G NR signal, and may transmit and receive a 4G LTE signal. In this regard, the 5G wireless communication module for transmitting and receiving the 5G NR signal and the 4G wireless communication module for transmitting and receiving the 4G LTE signal may be implemented in one physical chip or in a separate chip.
제2 송수신부(530)는 전자 기기(100)와 근거리 통신을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 송수신부(530)는 주변 전자 기기(100)와의 근거리 통신을 위한 페어링 과정을 수행하여, 페어링된 전자 기기(100)와 근거리 통신을 수행할 수 있다.The second transceiver 530 is configured to perform short-range communication with the electronic device 100 . Specifically, the second transceiver 530 may perform short-distance communication with the paired electronic device 100 by performing a pairing process for short-distance communication with the neighboring electronic device 100 .
제어부 (프로세서)(510)는 송수신부(520)와 연결되고, 기지국으로부터 수신된 무선 신호를 전자 기기(100)로 제공하도록 구성된다. 본 발명에 따르면, 제어부 (프로세서)(510)는 테스트 모드(test mode)에서 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 무선 신호가 송수신부(520)를 통해 송신되지 않도록 제어할 수 있다.The controller (processor) 510 is connected to the transceiver 520 and is configured to provide a wireless signal received from the base station to the electronic device 100 . According to the present invention, the controller (processor) 510 can control the radio signal not to be transmitted through the transceiver 520 when a cell search is initiated in the test mode. have.
표시부(540)는 기지국으로부터 수신되는 5G NR 신호 품질 및 상태를 표시하도록 구성될 수 있다. 또한, 표시부(540)는 5G CPE를 설치하는 사용자 또는 설치 관리자에게 5G CPE를 최적의 위치와 각도에 배치할 수 있도록 가이드하는 정보를 표시할 수 있다.The display unit 540 may be configured to display the 5G NR signal quality and status received from the base station. In addition, the display unit 540 may display information guiding a user or an installer who installs the 5G CPE to arrange the 5G CPE at an optimal position and angle.
한편, 5G 기지국(700)은 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CEP(500)가 테스트 모드(test mode)에서 동작하여 셀 탐색(cell search)이 개시(initiate)된 경우, 5G CEP(500)가 사용자 데이터 및 제어 데이터를 포함하여 신호를 송신하지 않도록 제어할 수 있다. On the other hand, the 5G base station 700 is a 5G communication relay device, that is, when the 5G CEP 500 operates in a test mode and cell search is initiated, the 5G CEP 500 is the user It is possible to control not to transmit a signal, including data and control data.
이를 위해, 셀 탐색이 개시된 경우, 5G 기지국(700)은 사용자 데이터 및 제어 데이터를 송신하기 위한 시간 및 주파수 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당하지 않는다. 하지만, 5G 기지국(700)은 RRC 연결 상태(RRC-connected state)에서 NR 측정(measurement) 및 NR 측정 보고를 위한 제어 데이터를 송신하도록 제1 무선 자원(radio resource)을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다. 반면에, 5G 기지국(700)은 PDN (Packet Data Network) 어태치(attach)가 완료된 경우, 사용자 데이터를 송신하도록 제2 무선 자원을 전자 기기(100)와 5G CPE(500)에게 할당할 수 있다.To this end, when cell search is initiated, the 5G base station 700 does not allocate time and frequency resources for transmitting user data and control data to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 . However, the 5G base station 700 sends a first radio resource to the electronic device 100 and 5G to transmit control data for NR measurement and NR measurement report in the RRC-connected state. It can be assigned to the CPE (500). On the other hand, the 5G base station 700 may allocate the second radio resource to the electronic device 100 and the 5G CPE 500 to transmit user data when the PDN (Packet Data Network) attach is completed. .
도 1, 도 3 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 5G CPE 제어 동작은 다음과 같이 2 단계로 이루어질 수 있다.1 and 3 to 5B , the 5G CPE control operation according to the present invention may be performed in two steps as follows.
1단계: 설치 시 사용자 또는 설치 관리자의 안전을 보장하기 위한 Tx disable 알고리즘 적용Step 1: Apply Tx disable algorithm to ensure user or installer safety during installation
2단계: 설치 시 어느 방향이 최적의 Tilt 방향인지 빠르게 감지하는 알고리즘 적용Step 2: Apply an algorithm to quickly detect which direction is the optimal tilt direction during installation
따라서, 본 발명에 따른 5G CPE는 높은 주파수 대역의 5G 신호를 사용하므로, 설치 도중 인체에 유해한 영향이 발생하지 않도록 safety 방안을 적용한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 5G CPE 제어 동작은 5G CPE의 포지셔닝, 회전 및 틸팅 동작 시 Tx 기능을 사용하지 않도록 하는 것이다.Therefore, since the 5G CPE according to the present invention uses a 5G signal of a high frequency band, a safety method is applied to prevent harmful effects to the human body during installation. Specifically, the 5G CPE control operation according to the present invention is to disable the Tx function during positioning, rotation and tilting operations of the 5G CPE.
도 1 및 도 5a을 참조하면, Test Tool은 전자 기기(100)에 해당한다. 한편, RF/Protocol은 5G CPE의 송수신부 또는 제어부에 해당할 수 있다. 설명의 편의를 위해, RF/Protocol은 5G CPE의 제어부(510)에 해당하는 것으로 지칭한다. 한편, BT는 전자 기기(100)와 근거리 통신을 수행하기 위한 제2 무선 인터페이스를 제공하는 5G CPE의 제2 송수신부(530)로 지칭한다. 또한, LED는 5G CPE의 설치 상태 및 5G 신호 품질 등을 표시 표시부(540)로 지칭한다. 1 and 5A , the test tool corresponds to the electronic device 100 . Meanwhile, RF/Protocol may correspond to the transceiver or control unit of the 5G CPE. For convenience of description, RF/Protocol is referred to as corresponding to the control unit 510 of the 5G CPE. Meanwhile, BT is referred to as the second transceiver 530 of the 5G CPE that provides a second air interface for performing short-range communication with the electronic device 100 . In addition, the LED indicates the installation state of the 5G CPE and the 5G signal quality as a display unit 540 .
5G CPE의 제어부(510)는 통신 기능 활성화(activation)를 통해 LTE 기지국과 LTE 연결(LTE connection) 상태가 되도록 제어할 수 있다. LTE 연결 상태에서 NR 기지국으로부터 수신되는 수신 신호에 대한 NR 측정 (NR measurement)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, NR 측정은 5G NR Disable 과정(S120) 동안에도 수행될 수 있다. 또한, NR 측정은 최적 Tilt 제어 과정(S140) 동안에도 수행될 수 있다.The controller 510 of the 5G CPE may control the LTE base station to be in an LTE connection state through activation of a communication function. In the LTE connection state, NR measurement may be performed on a received signal received from an NR base station. In this regard, the NR measurement may be performed even during the 5G NR Disable process (S120). Also, the NR measurement may be performed during the optimal tilt control process ( S140 ).
한편, 5G CPE의 제어부(510)는 5G CPE를 설치(install)하려는 사용자 입력이 수신(예: Button On)되면, 테스트 모드를 수행(S110) 할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 테스트 모드에 진입 (즉, 테스트 모드라고 판단)한 경우 제2 송수신부(530)를 통해 전자 기기(100)와 페어링 되도록 제어할 수 있다. 테스트 모드에서 전자 기기(100)와 페어링을 위해, 주변 전자 기기와의 Advertising 과정을 통해 주변 전자 기기를 인식할 수 있다.Meanwhile, when a user input for installing 5G CPE is received (eg, Button On), the controller 510 of the 5G CPE may perform a test mode ( S110 ). Also, when the control unit 510 enters the test mode (ie, the test mode is determined), the controller 510 may control the pairing with the electronic device 100 through the second transceiver 530 . For pairing with the electronic device 100 in the test mode, the surrounding electronic device may be recognized through an advertising process with the surrounding electronic device.
5G NR Disable 과정(S120)과 관련하여, 제어부(510)는 5G 기지국으로부터 특정 제어 신호가 수신되거나 또는 RRC 연결 상태인 경우, 무선 신호가 송수신부(520)를 통해 송신되지 않도록 TX 비활성화(Disable) 과정(process)을 수행한다. In relation to the 5G NR Disable process (S120), the controller 510 disables TX so that a radio signal is not transmitted through the transceiver 520 when a specific control signal is received from the 5G base station or is in an RRC connection state. carry out the process.
최적 Tilt 제어 과정(S140)과 관련하여, 제어부(510)는 수평 방향 및/또는 수직 방향에서 5G 기지국으로부터 수신되는 신호의 최적 방향을 탐색할 수 있다. 이에 따라, 제어부(510)는 5G 기지국으로부터의 수신 신호 품질(received signal quality)에 기반하여, TX 활성화(Enable) 절차(S150), 틸팅(Tilting) 절차, 재설치 절차 중 하나를 수행할 수 있다. 따라서, 수신 신호 품질이 양호한 경우, 제어부(510)는 5G CPE가 해당 위치에서 설치 가능함을 표시부(540)를 통해 표시할 수 있다. 즉, 제어부(510)는 5G CPE가 해당 위치에서 설치 가능한지 여부와 관련된 정보 또는 NR 상태(status)를 표시부(540)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 표시부(540)는 NR 상태(status)를 각각 Red, Yellow, Green 등으로 표시할 수 있다. 예를 들어, LED가 Green으로 표시되면 5G 신호 강도가 양호한 상태(good state)이고, 5G CPE가 해당 위치에서 정상 설치 가능함을 나타내다. 반면에, LED가 Yellow로 표시되면 5G 신호 강도가 일반 상태(normal state)이고, 5G CPE를 수평 및/수직 방향에서 최적 틸트 하지 않으면 설치가 불가능함을 나타낸다. 반면에, LED가 Red로 표시되면 5G 신호 강도가 취약 상태(weak state)로, 5G CPE를 다른 위치로 이동하지 않으면 설치가 불가능함을 나타낸다.In relation to the optimal tilt control process ( S140 ), the controller 510 may search for an optimal direction of a signal received from a 5G base station in a horizontal direction and/or a vertical direction. Accordingly, the controller 510 may perform one of a TX Enable procedure ( S150 ), a tilting procedure, and a reinstallation procedure based on the received signal quality from the 5G base station. Accordingly, when the received signal quality is good, the control unit 510 may display through the display unit 540 that the 5G CPE can be installed at the corresponding location. That is, the controller 510 may transmit information related to whether the 5G CPE can be installed at the corresponding location or the NR status to the display unit 540 . Accordingly, the display unit 540 may display the NR status in Red, Yellow, Green, or the like, respectively. For example, if the LED is displayed as Green, it indicates that the 5G signal strength is in a good state, and that the 5G CPE can be installed normally at that location. On the other hand, if the LED is displayed in Yellow, it indicates that the 5G signal strength is a normal state, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction. On the other hand, when the LED is displayed in Red, the 5G signal strength is in a weak state, indicating that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location.
TX 활성화(Enable) 절차(S150)가 수행되면, 제어부(510)는 5G 네트워크로의 ping 동작을 통해 5G 네트워크에 액세스하고, 테스트 모드를 종료한다. 이와 관련하여, 제어부(510)는 PDN (Packet Data Network) 어태치(attach)가 완료된 경우, 테스트 모드를 종료하고 사용자 데이터를 송신할 수 있다. 이에 따라, 5G CPE는 5G 기지국 및 5G 네트워크에 모두 연결 상태가 된다.When the TX Enable procedure (S150) is performed, the controller 510 accesses the 5G network through a ping operation to the 5G network, and ends the test mode. In this regard, when the PDN (Packet Data Network) attach is completed, the controller 510 may terminate the test mode and transmit user data. Accordingly, the 5G CPE is connected to both the 5G base station and the 5G network.
전술한 바와 같이, 테스트 모드가 수행(S110)되면, 제2 송수신부(530)는 전자 기기(100)와 페어링 동작 수행할 수 있다. 전자 기기(100)와 페어링이 이루어지면, 제2 송수신부(530)는 수신 신호 품질, 예를 들어 RSRP(Reference Signal Received Power)를 전자 기기(100)로 전달할 수 있다. 한편, 테스트 모드가 종료되면, 전자 기기(100)와 5G CPE와의 정보 전달이 종료될 수 있다.As described above, when the test mode is performed ( S110 ), the second transceiver 530 may perform a pairing operation with the electronic device 100 . When pairing is made with the electronic device 100 , the second transceiver 530 may transmit received signal quality, for example, Reference Signal Received Power (RSRP) to the electronic device 100 . Meanwhile, when the test mode is terminated, information transfer between the electronic device 100 and the 5G CPE may be terminated.
한편, 도 5c는 일 실시 예에 따른 5G 기지국과 UE 간에 5G 무선 신호를 전달하는 5G CPE의 상세 구성을 나타낸다. 도 5c를 참조하면, 5G CPE(500)는 수신 배열 안테나(RX ANT), 송신 배열 안테나(TX ANT), 제어부(510) 및 송수신부(520)를 포함한다. Meanwhile, FIG. 5C shows a detailed configuration of a 5G CPE that transmits a 5G radio signal between a 5G base station and a UE according to an embodiment. Referring to FIG. 5C , the 5G CPE 500 includes a receive array antenna (RX ANT), a transmit array antenna (TX ANT), a controller 510 , and a transmitter/receiver 520 .
이와 관련하여, 5G CPE(500)는 수신 배열 안테나(RX ANT)를 통해 5G 기지국(700)으로부터 수신한 5G 무선 신호를 송수신부(520)를 통해 증폭 및 처리할 수 있다. 또한, 5G CPE(500)는 증폭 및 처리된 5G 무선 신호를 송신 배열 안테나(TX ANT)를 통해 제1 UE(100a) 및 제2 UE(100b)로 전달할 수 있다. 이 경우, 수신 배열 안테나(RX ANT)와 송신 배열 안테나(TX ANT)는 안테나 소자를 공유할 수 있다.In this regard, the 5G CPE 500 may amplify and process the 5G radio signal received from the 5G base station 700 through the reception array antenna (RX ANT) through the transceiver 520 . In addition, the 5G CPE 500 may transmit the amplified and processed 5G radio signal to the first UE 100a and the second UE 100b through a transmit array antenna (TX ANT). In this case, the receiving array antenna RX ANT and the transmitting array antenna TX ANT may share an antenna element.
한편, 도 6a는 본 발명에 따른 5G CPE의 포지셔닝 및 틸팅 제어 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 5a 내지 도 6을 참조하면, 5G CPE의 포지셔닝 및 틸팅 제어 방법은 제어부(510)가 송수신부를 통해 5G 기지국으로부터 수신된 신호를 기반으로 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 5G CPE의 포지셔닝 및 틸팅 제어 방법은 기계적 방식 또는 전기적 방식으로 수행될 수 있다.On the other hand, Figure 6a shows a flow chart of the positioning and tilting control method of the 5G CPE according to the present invention. 5A to 6 , the positioning and tilting control method of the 5G CPE may be performed by the controller 510 based on a signal received from the 5G base station through the transceiver. In this regard, the positioning and tilting control method of the 5G CPE may be performed in a mechanical manner or in an electrical manner.
도 6을 참조하면, 제어부(510)는 해당 위치에서 5G NR 측정(S130)을 수행할 수 있다. 5G NR 측정(S130)에 따라 5G 네트워크에 어태치(attach)가 가능하지 않다고 판단되면 LED를 Red로 표시할 수 있다. 이러한 RRC 연결 실패와 같은 상황이 영구적이라고 판단되면, 해당 위치가 아닌 다른 위치로 5G CPE를 포지셔닝 하도록 포지션 제어(S101)를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 5G CPE가 이동 가능 범위 내에서 자율적으로 포지션 제어(S101)를 수행할 수 있다. 대안으로, 5G CPE는 LED 등 표시부를 통해 또는 사용자 단말 등 주변 전자 기기를 통해 포지션 제어(S101)가 필요함을 표시할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the controller 510 may perform 5G NR measurement ( S130 ) at the corresponding location. If it is determined that attachment to the 5G network is not possible according to the 5G NR measurement (S130), the LED may be displayed in Red. If it is determined that such a situation as RRC connection failure is permanent, position control (S101) may be performed to position the 5G CPE to a location other than the corresponding location. In this regard, the 5G CPE may autonomously perform position control ( S101 ) within the movable range. Alternatively, the 5G CPE may indicate the need for position control ( S101 ) through a display unit such as an LED light or through a peripheral electronic device such as a user terminal.
한편, 5G NR 측정(S130)을 통한 수신 신호 품질, 예를 들어 RSRP에 따라 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S140) 및/또는 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S150) 동작을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S140) 및/또는 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S150) 동작은 각각 좌우 회전 (틸트) 및/또는 상하 회전 (틸트)에 해당할 수 있다.On the other hand, according to the received signal quality through 5G NR measurement (S130), for example, RSRP, horizontal rotation (tilt) control (S140) and/or vertical rotation (tilt) control (S150) operations may be performed. In this regard, the horizontal rotation (tilt) control (S140) and/or the vertical rotation (tilt) control (S150) operations may correspond to left-right rotation (tilt) and/or vertical rotation (tilt), respectively.
이와 관련하여, 5G NR 측정(S130)을 통한 수신 신호 품질인 임계치 이하이면, 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S141)를 수행할 수 있다. 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S141)를 통해서도 통한 수신 신호 품질인 임계치 이하이면, 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S142) 동작을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 수신 신호 품질인 임계치는 3 level에 해당할 수 있다. 여기서, 3 level은 LED가 Green으로 표시되는 5G 신호 강도가 양호한 상태(good state)이고, 5G CPE가 해당 위치에서 정상 설치 가능함을 나타내다. In this regard, if the received signal quality through the 5G NR measurement (S130) is less than or equal to the threshold, the horizontal rotation (tilt) control (S141) may be performed. If the received signal quality through the horizontal rotation (tilt) control (S141) is less than or equal to the threshold, the vertical rotation (tilt) control (S142) operation may be performed. In this regard, the threshold, which is the received signal quality, may correspond to 3 levels. Here, the 3 level indicates that the 5G signal strength indicated by the green LED is a good state, and the 5G CPE can be installed normally at the corresponding position.
이와 관련하여, 5G CPE 내의 배열 안테나의 수평 방향의 안테나 개수가 수직 방향의 안테나 개수보다 더 많도록 설정될 수 있다. 따라서, 수평 방향으로 안테나 빔을 정밀하게 조정하고, 수직 방향으로 안테나 빔을 다시 조정할 수 있다. 이와 관련하여, 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S140)를 통해서 수신 신호 품질이 임계치 이상이면 더 이상 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S150) 동작을 수행할 필요가 없다는 장점이 있다. 따라서, 5G CPE의 수직 방향 회전 (틸트)를 가능한 수행하지 않아 5G CPE의 기구적 안정성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. In this regard, the number of antennas in the horizontal direction of the array antennas in the 5G CPE may be set to be greater than the number of antennas in the vertical direction. Accordingly, the antenna beam can be precisely adjusted in the horizontal direction and the antenna beam can be adjusted again in the vertical direction. In this regard, there is an advantage that it is no longer necessary to perform the vertical rotation (tilt) control (S150) when the received signal quality is greater than or equal to the threshold through the horizontal rotation (tilt) control ( S140 ). Therefore, there is an advantage that the mechanical stability of the 5G CPE can be improved by not performing the vertical rotation (tilt) of the 5G CPE as much as possible.
따라서, 해당 위치 및 각도에서 수신 신호 품질이 임계치 이상이면 강 전계(strong electric field) 상태로 판단하고 틸트 등 조정 절차를 중단(stop adjustment)할 수 있다. 또한, 수평 방향 회전 (틸트) 제어(S141)를 통해 수신 신호 품질이 임계치 이상이면 강 전계(strong electric field) 상태로 판단하고 틸트 등 조정 절차를 중단(stop adjustment)할 수 있다. 또한 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S142)를 통해 수신 신호 품질이 임계치 이상이면 강 전계(strong electric field) 상태로 판단하고 틸트 등 조정 절차를 중단(stop adjustment)할 수 있다.Therefore, if the received signal quality at the corresponding position and angle is greater than or equal to the threshold, it is determined as a strong electric field state and the adjustment procedure such as tilt can be stopped (stop adjustment). In addition, if the received signal quality is greater than or equal to the threshold through the horizontal rotation (tilt) control ( S141 ), it is determined that the received signal is in a strong electric field state, and the tilt adjustment procedure can be stopped (stop adjustment). In addition, if the received signal quality is greater than or equal to the threshold through the vertical rotation (tilt) control (S142), it is determined as a strong electric field state, and the adjustment procedure such as tilt can be stopped (stop adjustment).
반면에, 수직 방향 회전 (틸트) 제어(S142)를 통해서도 수신 신호 품질이 임계치 미만이면 약 전계(weak electric field) 상태로 판단할 수 있다. 이에 따라, LED를 Yellow로 표시하여 5G 신호 강도가 일반 상태(normal state)이고, 5G CPE를 수평 및/수직 방향에서 최적 틸트 하지 않으면 설치가 불가능함을 표시할 수 있다. 한편, 5G 신호 강도에 따라, LED를 Red로 표시하여 5G 신호 강도가 취약 상태(weak state)로, 5G CPE를 다른 위치로 이동하지 않으면 설치가 불가능함을 표시할 수 있다. 구체적으로, 수신 신호 품질이 상기 제1 임계치 미만이고 제2 임계치 이상 (2 level)이면, 틸팅 절차를 수행하도록 제어할 수 있다. 반면에, 수신 신호 품질이 상기 제2 임계치 미만 (1 level)이면, 설치 장소를 이동하여 재설치 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.On the other hand, even through the vertical rotation (tilt) control ( S142 ), if the received signal quality is less than the threshold value, it may be determined as a weak electric field state. Accordingly, it is possible to indicate that the 5G signal strength is a normal state by displaying the LED in Yellow, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction. On the other hand, depending on the 5G signal strength, the LED may be displayed in Red to indicate that the 5G signal strength is in a weak state, and that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location. Specifically, when the received signal quality is less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold (2 level), it is possible to control to perform a tilting procedure. On the other hand, if the received signal quality is less than the second threshold (1 level), it is possible to control to move the installation location to perform the reinstallation procedure.
이하에서는, 본 발명에 따른 5G CPE 설치 시 최적 틸팅 방향 예측 방법에 대해 살펴보기로 한다. 이와 관련하여, 도 6b는 본 발명에 따른 5G CPE에 구비되는 다양한 LED를 나타낸다. 도 6b를 참조하면, 5G CPE는 5G NR 신호 강도를 나타내는 LED(540)를 포함한다. LED(540)는 설치 관리자가 5G NR 신호 품질을 용이하게 인식하기 위해 상부 측면에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다. 이에 따라, LED(540)는 NR 상태(status)를 각각 Red, Yellow, Green 등으로 표시할 수 있다. 예를 들어, LED(540)가 Green으로 표시되면 5G 신호 강도가 양호한 상태(good state)이고, 5G CPE가 해당 위치에서 정상 설치 가능함을 나타내다. 반면에, LED(540)가 Yellow로 표시되면 5G 신호 강도가 일반 상태(normal state)이고, 5G CPE를 수평 및/수직 방향에서 최적 틸트 하지 않으면 설치가 불가능함을 나타낸다. 반면에, LED(540)가 Red로 표시되면 5G 신호 강도가 취약 상태(weak state)로, 5G CPE를 다른 위치로 이동하지 않으면 설치가 불가능함을 나타낸다.Hereinafter, a method for predicting the optimal tilting direction when installing 5G CPE according to the present invention will be described. In this regard, Figure 6b shows various LEDs provided in the 5G CPE according to the present invention. Referring to FIG. 6B , the 5G CPE includes an LED 540 indicating the 5G NR signal strength. The LED 540 may be disposed on the upper side so that the installer can easily recognize the 5G NR signal quality, but is not limited thereto and can be changed according to the application. Accordingly, the LED 540 may display the NR status in Red, Yellow, Green, and the like, respectively. For example, if the LED 540 is displayed as Green, it indicates that the 5G signal strength is in a good state, and that the 5G CPE can be installed normally in the corresponding position. On the other hand, when the LED 540 is displayed in Yellow, it indicates that the 5G signal strength is a normal state, and installation is impossible unless the 5G CPE is optimally tilted in the horizontal and/or vertical direction. On the other hand, when the LED 540 is displayed in Red, the 5G signal strength is in a weak state, indicating that installation is impossible unless the 5G CPE is moved to another location.
5G CPE는 좌우 틸트에 따라 좌측/우측으로 방향을 가이드하는 제1 LED(541)를 더 포함할 수 있다. 또한, 5G CPE는 상하 틸트에 따라 상부/하부로 방향을 가이드하는 제2 LED(542)를 더 포함할 수 있다. The 5G CPE may further include a first LED 541 for guiding a direction to the left/right according to the left/right tilt. In addition, the 5G CPE may further include a second LED 542 for guiding the direction upward/downward according to the vertical tilt.
한편, 사용자 또는 설치 관리자가 5G CPE를 설치하기 위해 테스트 모드, 즉 설치 모드로 진입하기 위해 해당 버튼을 선택할 수 있다. 이러한 테스트 모드, 즉 설치 모드로 진입하기 위해 해당 버튼은 5G CPE 또는 5G CPE와 페어링된 전자 기기에 물리적으로 구비되거나 또는 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 이와 관련하여, 5G CPE는 테스트 모드, 즉 설치 모드 진입 시 다음과 같은 기능을 활성화할 수 있다.Meanwhile, the user or installer can select the corresponding button to enter the test mode, that is, the installation mode to install the 5G CPE. In order to enter the test mode, that is, the installation mode, the corresponding button may be physically provided in the 5G CPE or an electronic device paired with the 5G CPE or may be displayed on the display. In this regard, the 5G CPE can activate the following functions when entering the test mode, that is, the installation mode.
1) 5G CPE 설치 시 5G NR 유해 전파로부터 인체를 보호하기 위하여 TX power disable, RX Only mode로 진입할 수 있다.1) When installing 5G CPE, TX power disable, RX Only mode can be entered to protect the human body from harmful 5G NR radio waves.
2) 최적 설치 위치, 각도를 찾기 위한 알고리즘을 적용할 수 있다.2) An algorithm to find the optimal installation position and angle can be applied.
3) 설치 보조수단으로 전자 기기와 BT pairing 이 가능하게 CPE Side BT advertise mode가 ON 상태가 되도록 제어할 수 있다.3) As an auxiliary means of installation, it is possible to control the CPE Side BT advertise mode to be ON to enable BT pairing with electronic devices.
한편, 5G CPE 설치 시, 5G 신호를 측정하고, 최적의 수신 각도를 찾기 위하여 5G CPE를 정지 상태로 유지하도록 할 수 있다. 이를 위해, 5G NR 신호 강도를 표시하는 LED(240)를 Blinking 상태로 표시할 수 있다. 이에 따라, LED(240)를 다른 색, 예컨대 흰색 Blinking으로 표시하여, 사용자 또는 설치 관리자에게 해당 위치에서 5G CPE를 이동시키지 않을 것을 알려줄 수 있다.On the other hand, when installing 5G CPE, it can measure the 5G signal and keep the 5G CPE in a stationary state to find the optimal reception angle. To this end, the LED 240 indicating the 5G NR signal strength may be displayed in a blinking state. Accordingly, the LED 240 may be displayed in a different color, for example, white Blinking, to inform the user or installer not to move the 5G CPE from that location.
이하에서는, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 설치 구조 및 설치 방법에 대해 살펴보기로 한다. 이와 관련하여, 도 7은 본 발명에 따른 기지국과 5G CPE의 배치 구조를 나타낸다.Hereinafter, the 5G communication relay device according to the present invention, that is, the installation structure and installation method of the 5G CPE will be looked at. In this regard, Figure 7 shows the arrangement structure of the base station and 5G CPE according to the present invention.
도 7을 참조하면, 기지국(BS: Base Station)에서 송신되는 5G 무선 신호는 빌딩과 같은 실내 공간 내부로 전달되기 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 빌딩의 창문과 같은 공간 주위에 복수의 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE (CPE 1 내지 3)를 설치하는 방법을 제시한다. 여기서, CPE 1 내지 3은 각각 기지국(BS)에 비해 높은 위치, 실질적으로 동일한 위치 및 낮은 위치에 배치된 5G CPE에 해당한다. 이에 따라, CPE 1은 수직 방향에서 안테나 빔을 전기적으로 하향 틸트(Down e-tilt)할 필요가 있다. 반면에, CPE 3은 수직 방향에서 안테나 빔을 전기적으로 상향 틸트(Up e-tilt)할 필요가 있다. 한편, CPE 2는 수직 방향에서 안테나 빔을 보어사이트(Bore-site) 방향으로 형성할 필요가 있다.Referring to FIG. 7 , it is difficult for a 5G wireless signal transmitted from a base station (BS) to be transmitted into an indoor space such as a building. Accordingly, the present invention proposes a method of installing a plurality of 5G communication relay devices, that is, 5G CPEs (CPEs 1 to 3) around a space such as a window of a building. Here, CPEs 1 to 3 correspond to 5G CPEs disposed at a higher position, substantially the same position, and lower position than the base station (BS), respectively. Accordingly, CPE 1 needs to electrically down-tilt the antenna beam in the vertical direction. On the other hand, CPE 3 needs to electrically upwardly tilt the antenna beam in the vertical direction (Up e-tilt). Meanwhile, CPE 2 needs to form an antenna beam in a bore-site direction in a vertical direction.
한편, Building 2가 Building 1에 비해 수평 방향으로 소정 각도, 예컨대 60만큼 이격된 경우, Building 2에 설치된 CPE 1 내지 3은 Building 1에 설치된 CPE 1 내지 3에 비해 수평 방향의 틸트를 더 적용할 수 있다. 이와 관련하여, Building 2에 설치된 CPE 1 내지 3에 적용되는 수평 방향의 틸트는 AoA-60도로 결정될 수 있다. 여기서, AoA는 은 Building 1에 설치된 CPE 1 내지 3의 수평 방향의 틸트 각도이다.On the other hand, when Building 2 is spaced apart from Building 1 by a predetermined angle, for example, 60 in the horizontal direction, CPEs 1 to 3 installed in Building 2 can apply more horizontal tilt than CPEs 1 to 3 installed in Building 1. have. In this regard, the tilt in the horizontal direction applied to CPEs 1 to 3 installed in Building 2 may be determined to be AoA-60 degrees. Here, AoA is the tilt angle in the horizontal direction of CPEs 1 to 3 installed in Building 1.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 설치 구조 및 설치 방법을 위한 차별화 포인트는 다음과 같다.In this regard, differentiation points for the installation structure and installation method of the 5G communication relay device according to the present invention, that is, 5G CPE are as follows.
1) 5G 직진성을 가지고 있는 안테나(고주파에서 동작)의 빔 방향을 중계기(access unit) 또는 기지국(BS)로의 방향으로의 matching이 필요하다. 이를 위해, 안테나 빔 방향의 각도를 조절할 수 있는 기구 구조 및 각도 변경에 대한 감지(sensing)가 필요하다. 따라서, 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE에서 기지국(BS)으로의 각도 계산 concept이 필요하다.1) It is necessary to match the beam direction of the antenna (operating at high frequency) with 5G straightness to the direction of the repeater (access unit) or base station (BS). To this end, it is necessary to detect a change in the structure and angle of a mechanism capable of adjusting the angle of the antenna beam direction. Therefore, a concept of calculating the angle from the 5G communication relay device, that is, the 5G CPE to the base station (BS) is required.
2) 한편, 실내 유닛(Indoor unit) 형태로 빌딩 이외에 일반 가정 실내환경에 맞춘 다양한 설치 시나리오 및 전원연결 등이 필요하다. 이를 위해, 다양한 고객이 원하는 위치에 설치할 수 있는 시나리오가 필요하다. 따라서, 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 실내 설치 시나리오에 대한 검토가 필요하다.2) On the other hand, in the form of an indoor unit, various installation scenarios and power connection are required to fit the general home indoor environment in addition to the building. For this, a scenario in which various customers can install it at the desired location is required. Therefore, it is necessary to review the indoor installation scenario of 5G communication relay device, that is, 5G CPE.
한편, 5G NR의 고주파 특성상 5G 무선 신호는 직진성이 매우 높다. 구체적으로, 5G NR은 28GHz 대역의 초 고주파를 사용하기 때문에 직진성이 매우 높아 5G 중계기 또는 기지국과 5G CPE의 방향성이 일치하지 않으면 통신속도 등 통신 성능이 현저히 떨어지게 된다. 따라서, 5G CPE는 고객이 직접 설치하는 경우가 많기 때문에 기지국과 방향을 맞추는 조절이 용이하여야 한다. 즉, 초고주파 대역, 특히 mmWave를 사용하는 5G 통신은 직진성이 매우 높아, 5G 중계기 또는 기지국과의 방향이 맞지 않으면 통신 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 5G CPE의 지향 방향을 고객이 손쉽게 조절할 수 있는 구조가 필요하다.On the other hand, due to the high frequency characteristics of 5G NR, 5G wireless signals have very high straightness. Specifically, 5G NR uses very high frequency in the 28GHz band, so its straightness is very high. Therefore, since the 5G CPE is often installed directly by the customer, it should be easy to adjust the direction to match the base station. In other words, 5G communication using a very high frequency band, especially mmWave, has very high straightness, and communication performance may deteriorate if the direction with the 5G repeater or base station does not match. Therefore, there is a need for a structure in which customers can easily control the orientation of 5G CPE.
이에 따라, 5G CPE(Customer Premises Equipment)의 지향 방향이 5G 중계기 또는 5G 기지국의 방향이 일치하도록 5G CPE가 설치될 필요가 있다. 전술한 바와 같이, Line of sight (LOS) 환경에서 5G CPE 지향 방향을 5G 중계기 또는 5G 기지국의 방향 과 일치시켜야 무선 성능이 최적화되고 이에 따라 통신 속도 등 통신 성능이 최적화될 수 있다. 이러한 5G CPE 지향 방향을 최적화하기 위해, 본 발명에서는 5G CPE를 고객이 직접 설치할 수 있는 기기(device) 형태로 누구나 쉽게 지향 방향 조절이 가능한 구조를 제시한다.Accordingly, the 5G CPE needs to be installed so that the orientation direction of the 5G CPE (Customer Premises Equipment) coincides with the orientation of the 5G repeater or the 5G base station. As described above, in a line of sight (LOS) environment, the direction of the 5G CPE must match the direction of the 5G repeater or 5G base station to optimize radio performance and thus communication performance such as communication speed can be optimized. In order to optimize the orientation of the 5G CPE, the present invention proposes a structure in which anyone can easily adjust the orientation of the 5G CPE in the form of a device that the customer can directly install.
한편, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 회전 구조에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치의 좌우 회전 구조 및 상하 회전 구조를 나타낸다.Meanwhile, the rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention, that is, the 5G CPE, is as follows. In this regard, FIG. 8 shows a left-right rotation structure and a vertical rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention.
이와 관련하여, 도 8는 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치의 좌우 회전 구조에 해당하는 제1 결합 프레임 및 상하 회전 구조에 해당하는 제2 결합 프레임과 관련된다. 구체적으로, 도 8(a)는 5G 통신 중계 장치의 본체가 제1 결합 프레임 및 제2 결합 프레임과 결합된 전면도를 나타낸다. 한편, 도 8(b)는 5G 통신 중계 장치의 본체가 제1 결합 프레임 및 제2 결합 프레임과 결합된 측면도를 나타낸다. 또한, 도 8(c)는 5G 통신 중계 장치의 제2 결합 프레임의 내부 구조가 표시된 5G 통신 중계 장치의 전면도를 나타낸다. In this regard, FIG. 8 is related to a first coupling frame corresponding to the left-right rotation structure of the 5G communication relay device according to the present invention and a second coupling frame corresponding to the vertical rotation structure. Specifically, Figure 8 (a) shows a front view in which the main body of the 5G communication relay device is combined with the first combined frame and the second combined frame. On the other hand, Figure 8 (b) shows a side view in which the main body of the 5G communication relay device is combined with the first combined frame and the second combined frame. In addition, FIG. 8( c ) shows a front view of the 5G communication relay device in which the internal structure of the second combined frame of the 5G communication relay device is displayed.
따라서, 본체(main body, 501)는 5G 무선 신호를 수신하도록 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 이를 위해, 제1 결합 프레임(550)은 본체(501)의 하단부와 연결되고, 본체(501)를 좌우 방향으로 회동하도록 구성된다. 제1 결합 프레임(550) 내부에는 나사산(thread)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 나사산의 회전에 따라 5G CPE의 좌우 회전(틸트) 각도를 알 수 있다. 또한, 본체(501)의 전면 또는 배면에는 LAN/전원(power)을 제어 또는 조작할 수 있는 입력부, 예컨대 버튼 형태의 입력부가 배치될 수 있다.Accordingly, the main body 501 is configured to be rotatable in the left and right directions and up and down directions to receive the 5G wireless signal. To this end, the first coupling frame 550 is connected to the lower end of the main body 501 and is configured to rotate the main body 501 in the left and right directions. A thread may be disposed inside the first coupling frame 550 . In this regard, according to the rotation of the screw thread, the left and right rotation (tilt) angle of the 5G CPE can be known. In addition, an input unit capable of controlling or manipulating LAN/power, for example, an input unit in the form of a button, may be disposed on the front or rear surface of the main body 501 .
한편, 제2 결합 프레임(560)은 본체(501)의 측면부 및 하단부와 연결되고, 본체(501)를 상하 방향으로 회동하도록 구성된다. 한편, 본체(501)의 하단부는 창문에 부착되는 프레임과 체결되도록 구성 가능하다. 또한, 본체(501)의 하단부는 일정 높이로 연장 가능한 수직 연결부와 체결 가능하도록 구성 가능하다. On the other hand, the second coupling frame 560 is connected to the side portion and the lower end of the main body 501, is configured to rotate the main body 501 in the vertical direction. On the other hand, the lower end of the main body 501 can be configured to be fastened with a frame attached to the window. In addition, the lower end of the main body 501 can be configured to be fastened with a vertical connection part extendable to a predetermined height.
또한, 제2 결합 프레임(560)에는 제2 결합 프레임(560)을 본체(501)와 고정하도록 구성된 홀딩 버튼이 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE의 상하 틸트를 제어하고 특정 각도로 고정시키는 구성은 홀딩 버튼 구조로 형성될 수 있다.In addition, the second coupling frame 560 may be provided with a holding button configured to fix the second coupling frame 560 with the main body 501 . Therefore, the 5G communication relay device according to the present invention, that is, the configuration for controlling the vertical tilt of the 5G CPE and fixing it at a specific angle may be formed as a holding button structure.
구체적으로, 제2 결합 프레임(560)은 본체(501)가 제2 결합프레임(560)에 고정되어 홀딩 (holding)되도록 구성된 홀딩 버튼을 포함할 수 있다. 한편, 홀딩 버튼은 제2 결합 프레임(560)과 본체(501)가 연결되는 영역에 본체(501)를 상하 방향으로 틸트(tilt)하도록 구성될 수 있다.Specifically, the second coupling frame 560 may include a holding button configured to hold the main body 501 by being fixed to the second coupling frame 560 . On the other hand, the holding button may be configured to tilt the main body 501 in the vertical direction in the region where the second coupling frame 560 and the main body 501 are connected.
한편, 도 9는 일 실시 예에 따른 5G 통신 중계 장치와 디바이스 관리 어플리케이션에서 빔 방향이 정렬되기 이전의 경우를 나타낸다. 반면에, 도 10은 도 9에 따른 5G 통신 중계 장치와 디바이스 관리 어플리케이션에서 빔 방향이 정렬된 경우를 나타낸다. 이와 관련하여, 도 13a는 일 실시 예에 따른 5G 통신 중계 장치의 상세 구성을 나타낸다. Meanwhile, FIG. 9 illustrates a case before beam directions are aligned in the 5G communication relay apparatus and the device management application according to an embodiment. On the other hand, FIG. 10 shows a case in which beam directions are aligned in the 5G communication relay device and the device management application according to FIG. 9 . In this regard, FIG. 13A shows a detailed configuration of a 5G communication relay device according to an embodiment.
이와 관련하여, 본 발명에서는 mmWave 대역을 이용한 5G CPE 단말을 구현하는데 있어서 빔 탐색 알고리즘(beam searching algorithm)에 의해 결정된 송신/수신 빔 방향을 이용하여 디바이스 관리(device manage) 소프트웨어 UI를 구현한고자 한다. 또한, 디바이스 관리 소프트웨어 UI를 통해 기지국 빔 방향을 사용자에게 자동적으로 알려주어, 송신/수신 성능을 최대화하는 mmWave용 Smart CPE 구현 방법을 제안한다. In this regard, in the present invention, in implementing the 5G CPE terminal using the mmWave band, the device management software UI is implemented using the transmit/receive beam direction determined by the beam searching algorithm. . In addition, we propose a smart CPE implementation method for mmWave that maximizes transmit/receive performance by automatically notifying the user of the base station beam direction through the device management software UI.
Smartphone과 같은 이동통신 단말에서는 빔 탐색 알고리즘을 이용하여, 기지국 빔 방향과 단말의 빔이 페어링(pairing)되어 정렬(align)된다. 이 경우, 단말이 이동시, 빔 추적(beam tracking)이 자동적으로 이루어지도록 하는 기술이 매우 중요하다. 하지만, CPE 단말과 같이 고정 무선 서비스(Fixed Wireless Service)를 지원하는 단말은 이러한 빔 추적 기능보다는 기지국 신호가 강한 방향으로 단말이 향하게 설치하는 것이 더욱 중요하다. In a mobile communication terminal such as a smartphone, the beam direction of the base station and the beam of the terminal are paired and aligned using a beam search algorithm. In this case, a technique for automatically performing beam tracking when the terminal moves is very important. However, it is more important to install a terminal supporting a fixed wireless service, such as a CPE terminal, in a direction in which a base station signal is strong rather than such a beam tracking function.
하지만, 기존과 같이 단순히 수신 전파의 세기를 나타내는 BRSRP 값이 높은 지점을 찾아 사용자 또는 설치 기사가 CPE 단말을 설치하는 것은 매우 비효율적일 수 있다.However, it may be very inefficient for a user or an installer to install the CPE terminal by simply finding a point where the BRSRP value indicating the strength of the received radio wave is high as in the prior art.
본 발명에서는 빔 탐색 알고리즘에 의해 선택된 단말의 빔 방향이 기지국 수신 신호가 최대가 되는 지점이기 때문에 빔 추적이 아니라, CPE 단말을 해당 빔 방향으로 이동시키고자 한다. 이를 위해, 단말의 빔 중 빔 이득이 가장 높은 기준 빔(reference beam)이 보어사이트 빔(boresight beam)이 되도록 해당 방향으로 CPE 단말을 향하게 하고자 한다. 따라서, 본 발명은 기준 빔에 해당하는 최적 빔 방향으로 CPE 단말 이동 각도를 자동적으로 계산하기 위한 목적으로 활용될 수 있다. In the present invention, since the beam direction of the terminal selected by the beam search algorithm is the point at which the base station received signal is the maximum, not the beam tracking, but the CPE terminal is moved to the corresponding beam direction. To this end, it is intended to direct the CPE terminal in the corresponding direction so that a reference beam having the highest beam gain among the beams of the terminal becomes a boresight beam. Therefore, the present invention can be utilized for the purpose of automatically calculating the movement angle of the CPE terminal in the optimal beam direction corresponding to the reference beam.
CPE 단말 이동 각도는 현재의 빔 각도와 보어사이트 빔과의 상대적인 각도를 빔 검증(beam verification) 과정을 통해 사전에 알 수 있다. 따라서, 상대적인 각도를 디바이스 관리(device manage) 소프트웨어에서 계산이 가능하다. 또한, 해당 UI를 통해서 사용자에게 어느 방향으로 단말을 움직이면 수신 신호가 세기가 최대가 되는지 실시간으로 자동적으로 알려줄 수 있다. 따라서, 본 발명은 향후 5G CPE 단말 설치에 있어서 매우 중요한 기능이 될 것으로 여겨진다.The CPE terminal movement angle can be known in advance through the beam verification process of the current beam angle and the relative angle between the boresight beam. Therefore, the relative angle can be calculated in device management software. In addition, it is possible to automatically inform the user in real time in which direction the terminal is moved through the corresponding UI in which the strength of the received signal is maximized. Therefore, the present invention is considered to be a very important function in the future 5G CPE terminal installation.
이와 관련하여, mmWave 신호는 직진성이 강하기 때문에 실내에 CPE 단말을 어느 위치에 설치하는 지에 따라 신호세기가 달라질 수 있다. 따라서, CPE를 설치할 때, 신호가 강한 장소를 찾아서 설치해야 한다. 그런데 이러한 장소를 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyzer)와 같은 계측기를 이용하여 설치기사가 적절한 장소를 찾는 것은 쉽지 않다. In this regard, since the mmWave signal has strong linearity, the signal strength may vary depending on where the CPE terminal is installed indoors. Therefore, when installing the CPE, you should find a place with a strong signal and install it. However, it is not easy for an installer to find an appropriate place for such a place by using a measuring instrument such as a spectrum analyzer.
따라서, 향후, 설치 장소가 고정이 되는 mmWave CPE에서도 단말의 자동 빔 탐색(beam searching) 기능을 지원할 것으로 예상이 된다. 또한, 전문가의 지원이 필요 없이 일반 사용자도 임의로 장소를 선정하여 설치가 가능하기 때문에 단말의 설치 장소 이전과 같이 상황이 발생하더라도 큰 문제가 없게 된다. Therefore, it is expected that the terminal's automatic beam searching function will be supported even in the mmWave CPE in which the installation location is fixed in the future. In addition, since a general user can arbitrarily select a location and install it without the need for an expert's support, there is no big problem even if a situation occurs such as before the installation location of the terminal.
또한, mmWave 신호의 특성상 직진성이 강하기 때문에 기지국에서 송출되는 빔방향으로 CPE 단말의 빔방향을 페어링(pairing)할 필요가 있다. 이와 관련하여, CPE 단말의 모뎀에 적용된 빔 선택 알고리즘(beam searching algorithm)만을 적용하면 선택된 단말의 빔 방향은 단말이 제공하는 여러 후보 빔 중의 하나가 될 것이다. In addition, since the characteristic of the mmWave signal has strong linearity, it is necessary to pair the beam direction of the CPE terminal with the beam direction transmitted from the base station. In this regard, if only the beam searching algorithm applied to the modem of the CPE terminal is applied, the beam direction of the selected terminal will be one of several candidate beams provided by the terminal.
이와 관련하여, CPE 단말에 의해 선택된 단말의 빔 방향이 가장 수신 또는 송신 신호 세기가 큰 빔 후보가 아닐 수 있다는 점이다. 또한, CPE 단말 사용자가 단말을 손으로 직접 이동시키더라도 어는 쪽 방향이 송신/수신 신호세기가 가장 큰 빔 방향인지 찾는 것은 BRSRP 신호세기를 참조하면서 사용자가 찾는 것은 굉장히 번거로운 일이고 찾는 것도 쉽지가 않다. 따라서, 이러한 방법은 시간이 많이 허비되며, 단말을 이동시킬 경우 이러한 작업을 반복해야 하는 문제점을 가지고 있다. In this regard, the beam direction of the terminal selected by the CPE terminal may not be the beam candidate having the highest received or transmitted signal strength. In addition, even if the user of the CPE terminal moves the terminal directly by hand, it is very cumbersome for the user to find it while referring to the BRSRP signal strength to find out which direction is the beam direction with the greatest transmit/receive signal strength . Therefore, this method wastes a lot of time, and there is a problem in that this operation must be repeated when the terminal is moved.
따라서, 별도의 장비가 필요 없이 CPE 단말을 통해서 단말의 수신 신호 세기를 최대화할 수 있는 CPE 설치 지점을 자동적으로 찾아주는 기능을 제공할 필요가 있다. 이와 같이 CPE 설치 지점을 탐색하는 방법은 사업자 망 구축 및 사용자 편의성 측면에서 굉장한 강점이라고 할 수 있다. 스펙트럼 분석기와 같은 계측기는 사람이 여러 방향을 진단한 후, 적당한 곳을 찾아서 설치하여 한다. 하지만, 본 발명에 따른 5G CPE 단말의 경우, 기지국 빔 방향에 대해 최적화된 이동 방향을 자동적으로 알려줄 수 있다. 따라서, 향후, 사업자 망 구축에도 적극적으로 활용할 수 있는 기능이 될 수도 있다고 본다.Therefore, it is necessary to provide a function of automatically finding a CPE installation point capable of maximizing the received signal strength of the terminal through the CPE terminal without the need for additional equipment. This method of searching for CPE installation points is a great strength in terms of operator network construction and user convenience. A measuring instrument such as a spectrum analyzer is installed by a person after diagnosing various directions, finding a suitable place. However, in the case of the 5G CPE terminal according to the present invention, it is possible to automatically inform the movement direction optimized for the base station beam direction. Therefore, in the future, I think that it can be a function that can be actively used to build a network of operators.
이와 관련하여, 도 8 내지 도 10 및 도 13a를 참조하면, 5G 통신 중계 장치, 즉 5G CPE(1000)는 본체(main body, 501) 및 제어부(1400)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제어부(1400)는 기저대역 프로세서일 수 있고, 이와 별도로 구현되는 어플리케이션 프로세서(AP)와 같은 프로세서일 수 있다. In this regard, referring to FIGS. 8 to 10 and 13A , the 5G communication relay device, that is, the 5G CPE 1000 may be configured to include a main body 501 and a controller 1400 . Here, the controller 1400 may be a baseband processor, or may be a processor such as an application processor (AP) implemented separately.
본체(main body, 501)는 5G 무선 신호를 수신하도록 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 한편, 제어부(1400)는 통신 중계 장치(1000)에 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 디바이스 관리 어플리케이션을 통해 특정 빔 방향을 표시하도록 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 특정 빔 방향에 따라 상기 본체가 이동됨에 따라 보어사이트 빔 방향과 신호 세기를 표시하도록 디바이스 관리 어플리케이션(2000)을 제어할 수 있다. 이 경우, 디바이스 관리 어플리케이션(2000)은 다른 전자 기기, 예를 들어 이동 단말, 태블릿, 랩탑 또는 PC에 설치된 프로그램일 수 있다.The main body 501 is configured to be rotatable in the left and right directions and up and down directions to receive the 5G wireless signal. Meanwhile, when the power button on the communication relay apparatus 1000 is turned on, the controller 1400 may control to display a specific beam direction through the device management application. In this regard, the controller 1400 may control the device management application 2000 to display the boresight beam direction and signal strength as the main body moves according to a specific beam direction. In this case, the device management application 2000 may be a program installed in another electronic device, for example, a mobile terminal, a tablet, a laptop, or a PC.
일 실시 예에 따르면, 제어부(1400)는 디바이스 관리 어플리케이션(2000)으로 현재 빔의 빔 ID(BID)와 현재 빔의 수신 품질(BRSRP)를 전달할 수 있다. 이에 따라, 디바이스 관리 어플리케이션(2000)은 최적 빔이 선택된 경우, 최적 빔 방향에 대한 방향 정보를 제어부(1400)로 전달할 수 있다.According to an embodiment, the controller 1400 may transmit the beam ID (BID) of the current beam and the reception quality (BRSRP) of the current beam to the device management application 2000 . Accordingly, when the optimal beam is selected, the device management application 2000 may transmit direction information on the optimal beam direction to the controller 1400 .
한편, 제어부(1400)는 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 빔 검증(beam verification) 정보와 빔 검출을 위한 빔 방향 (beam direction) 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 빔 방향 정보와 본체(501)의 현재 방향 정보에 기반하여, 빔 선택 과정(beam selection process)을 수행하여 최적 빔을 선택할 수 있다.Meanwhile, when the power button is turned on, the controller 1400 may receive beam verification information and beam direction information for beam detection. Also, the controller 1400 may select an optimal beam by performing a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body 501 .
전술한 바와 같이, 도 9 및 도 10을 참조하면 본 발명은 5G CPE에서의 단말의 빔 기준 표시부와 디바이스 관리 소프트웨어 UI의 각도 표시부로 구성될 수 있다.As described above, with reference to FIGS. 9 and 10 , the present invention may be composed of a beam reference display unit of a terminal in 5G CPE and an angle display unit of a device management software UI.
5G CPE 단말(1000)의 Beam Reference 표시부 Beam Reference display unit of 5G CPE terminal (1000)
단말의 배열 (array antenna module, 1100)을 기준으로 보어사이트 방향을 표시할 수 있다. 필요하면 사용자 편의를 위해, 보어사이트 방향을 기준으로 좌/우 또는 상/하 각도 좌표를 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 사전에 CPE 단말의 모뎀에 대한 빔 검증(beam verification)을 통해 사용되는 빔들에 대한 보어사이트 빔 및 각 빔 방향을 결정한다.The boresight direction may be displayed based on the array antenna module 1100 of the terminal. If necessary, for user convenience, left/right or up/down angular coordinates can be displayed based on the boresight direction. In this regard, the boresight beam and each beam direction are determined for beams used through beam verification for the modem of the CPE terminal in advance.
Device manager 소프트웨어 UI의 빔 각도 표시부 Beam angle display in Device manager software UI
스마트 폰, Laptop PC등의 화면의 Device manager 소프트웨어 상에서 사용자가 CPE 단말을 움직여야 할 수평 축 각도, 수직 축 각도, 신호세기가 실시간으로 표시된다. CPE 단말에도 디스플레이 영역이 있다면 해당 Display상으로 표시할 수도 있다. 사용자가 해당 소프트웨어 UI를 이용하여 CPE 단말을 이동하는 방법은 다음과 같다.The horizontal axis angle, vertical axis angle, and signal strength at which the user should move the CPE terminal are displayed in real time on the device manager software on the screen of a smartphone or laptop PC. If the CPE terminal also has a display area, it may be displayed on the corresponding display. A method for a user to move a CPE terminal using the corresponding software UI is as follows.
전술한 동작과 관련하여, 도 11a는 일 실시 예에 따른 5G CPE를 설치하거나 설치 변경 시, 5G CPE와 디바이스 관리 어플리케이션에서 수행되는 동작과 이들 간의 정보 교환 과정을 나타낸다. 한편, 도 11b는 5G CPE를 설치하기 이전에 빔 검증 및 빔 검출을 위해 사전에 수행되는 절차와 이후 디바이스 관리 어플리케이션과의 정보 교환 과정을 나타낸다.In relation to the above-described operation, FIG. 11A illustrates an operation performed in the 5G CPE and the device management application and an information exchange process therebetween when installing or changing the installation of the 5G CPE according to an embodiment. Meanwhile, FIG. 11B shows a procedure performed in advance for beam verification and beam detection before installing the 5G CPE, and a procedure for exchanging information with a device management application thereafter.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 5G CPE를 제작 및 검증하는 플로우에서, 단말(CPE) 제작 과정(S210), 빔 특성화(beam characterization) 과정(S220), 빔 검증(beam verification) 과정(S230)이 수행될 수 있다. 이에 따라, 빔 검증 정보가 코드북 형태로 5G CPE에 저장될 수 있다. 또한, 빔 검출용 룩업 테이블 생성 과정(S240)을 통해 빔 검출 정보, 예컨대 빔 검출을 위한 빔 방향 정보가 디바이스 관리 어플리케이션으로 전달될 수 있다. 이와 관련하여, 빔 검출 정보와 빔 검출을 위한 빔 방향 정보는 5G CPE에 저장되고, 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 해당 정보가 메모리부터 제어부(1400)로 수신될 수 있다. 11A and 11B, in the flow of manufacturing and verifying the 5G CPE, a terminal (CPE) manufacturing process (S210), a beam characterization process (S220), a beam verification process (S230) This can be done. Accordingly, the beam verification information may be stored in the 5G CPE in the form of a codebook. In addition, beam detection information, for example, beam direction information for beam detection, may be transmitted to the device management application through the process of generating a lookup table for beam detection ( S240 ). In this regard, beam detection information and beam direction information for beam detection are stored in the 5G CPE, and when the power button is turned on, the corresponding information may be received from the memory to the controller 1400 .
이와 관련하여, 단말(CPE) 제작 과정(S210)에서, 단말 기구, 이형부품 배치 등을 고려하여 배열 안테나 모듈이 배치될 수 있다. 이와 같이 배치된 배열 안테나 모듈을 통한 빔 포밍과 관련된 빔 커버리지(beam coverage) 시뮬레이션이 수행될 수 있다. 한편, 빔 특성화 과정(S220)에서 배열 안테나 모듈을 통한 빔 포밍 과정에서 특정 요구사항을 만족하는 다수의 빔들을 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 3GPP EIRP CDF 요구사항을 만족하는 다수의 빔들을 생성할 수 있다.In this regard, in the terminal (CPE) manufacturing process ( S210 ), the array antenna module may be disposed in consideration of the terminal mechanism, the dissimilar part arrangement, and the like. A beam coverage simulation related to beamforming through the array antenna module arranged in this way may be performed. Meanwhile, in the beam characterization process ( S220 ), a plurality of beams satisfying specific requirements may be generated in the beam forming process through the array antenna module. In this regard, it is possible to generate a plurality of beams satisfying the 3GPP EIRP CDF requirements.
한편, 빔 검증 과정(S230)에서, 각 빔들에 대한 빔 검증 결과가 수행되고, 해당 결과를 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 생성된 다수의 빔들에 대하여, 각의 빔 특성을 검증할 수 있다. 예를 들어, 생성된 다수의 빔들 각각에 대해 중심 각도, 또는 부엽 수준을 지정할 수 있다. 이와 관련하여, 생성된 다수의 빔들 각각에 대해 해당 주파수 대역 별로 중심 각도, 또는 부엽 수준을 지정할 수 있다. 또한, 룩업 테이블 생성 과정(S240)에서, 보어사이트 빔 기준 상대적인 빔 각도를 계산하여 룩업 테이블을 생성할 수 있다.Meanwhile, in the beam verification process ( S230 ), a beam verification result for each beam is performed, and the result can be used. In this regard, with respect to a plurality of generated beams, each beam characteristic may be verified. For example, a center angle, or a side lobe level, may be specified for each of a plurality of generated beams. In this regard, for each of the plurality of generated beams, a center angle or a side lobe level may be designated for each corresponding frequency band. Also, in the lookup table generation process ( S240 ), a lookup table may be generated by calculating a relative beam angle with respect to the boresight beam.
한편, 도 12a는 일 실시 예에 따른 빔 검증 과정과 관련하여, 다수의 안테나 빔들을 나타낸다. 도 12b는 도 12a의 다수의 안테나 빔들에 대한 빔 검증 과정에 따라 생성된 룩업 테이블을 나타낸다.Meanwhile, FIG. 12A shows a plurality of antenna beams in relation to a beam verification process according to an embodiment. 12B shows a lookup table generated according to a beam verification process for a plurality of antenna beams of FIG. 12A.
도 9, 도 10, 도 12a 및 도 13a를 참조하면, 5G CPE(1000)는 다수의 안테나 빔들을 통해 빔 선택 과정을 수행하도록 구성된 배열 안테나(1100)를 포함할 수 있다. 여기서, 배열 안테나(1100)는 일 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 모노폴, 다이폴 소자로 이루어질 수 있다. 배열 안테나(1100)의 각각의 소자에 서로 다른 위상을 갖는 신호가 인가됨에 따라 보어사이트 빔(1)에서 우측 빔(2 내지 4)와 좌측 빔(5 내지 7)이 생성될 수 있다.9, 10, 12A, and 13A , the 5G CPE 1000 may include an array antenna 1100 configured to perform a beam selection process through a plurality of antenna beams. Here, the array antenna 1100 may include a plurality of monopole and dipole elements spaced apart from each other at a predetermined interval in one direction. As signals having different phases are applied to each element of the array antenna 1100 , right beams 2 to 4 and left beams 5 to 7 may be generated from the boresight beam 1 .
도 12a와 같이, 배열 안테나를 구성하는 4x1 다이폴 배열 구조에서 빔 검증 결과를 활용할 수 있다. 도 12a를 참조하면, 복수의 안테나 빔 패턴은 시뮬레이션 결과이고, 실제 안테나 빔 패턴은 CPE의 기구 구조 및 이형부품의 영향으로 안테나 빔 형태에 더 왜곡(distort)이 발생할 수 있다. 따라서, 룩업 테이블을 생성하기 위해서 빔 검증 결과를 통해 각 빔의 중심 지점에 대한 각도 지정이 선행될 필요가 있다. As shown in FIG. 12A , the beam verification result may be utilized in the 4x1 dipole array structure constituting the array antenna. Referring to FIG. 12A , the plurality of antenna beam patterns is a simulation result, and the actual antenna beam pattern may be more distorted in the shape of the antenna beam due to the influence of the mechanical structure of the CPE and the deformed parts. Therefore, in order to generate a lookup table, it is necessary to first designate an angle with respect to the center point of each beam through the beam verification result.
도 9, 도 10, 도 12b 및 도 13a를 참조하면, 주파수 대역 별로 빔 ID, 어레이 모듈 넘버, 빔 방향 정보, 빔 각도 및 단말 이동 각도에 관한 정보가 룩업 테이블 형태로 표시될 수 있다. 여기서, 어레이 모듈 넘버가 서로 다른 경우 서로 다른 배열 안테나를 의미하며, 서로 다른 배열 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)이 수행될 수 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 배열 안테나(1100)의 각각의 소자에 서로 다른 위상을 갖는 신호가 인가됨에 따라 보어사이트 빔(1)에서 우측 빔(2 내지 4)와 좌측 빔(5 내지 7)이 생성될 수 있다. 이에 따라, 보어사이트 빔(1), 우측 빔(2 내지 4) 및 좌측 빔(5 내지 7)과 상세한 빔 위치를 고려하여 빔 ID가 부여될 수 있다. 9, 10, 12B, and 13A , information on a beam ID, an array module number, beam direction information, a beam angle, and a terminal movement angle for each frequency band may be displayed in the form of a lookup table. Here, when the array module numbers are different, they mean different array antennas, and multiple input/output (MIMO) may be performed through different array antennas. 12A, as signals having different phases are applied to each element of the array antenna 1100, right beams 2 to 4 and left beams 5 to 7 in the boresight beam 1 can be created. Accordingly, a beam ID can be assigned in consideration of the boresight beam 1, the right beams 2 to 4, and the left beams 5 to 7 and detailed beam positions.
한편, 보어사이트 빔 대비 상대 각도로 표시되는 빔 각도는 빔 ID에 따라 소정 각도만큼 증가하도록 구성될 수 있다. 하지만, 하드웨어 및 기구 구성 및 안테나 빔 특성에 따라 빔 ID 별 빔 각도의 차이는 다소 차이가 발생할 수 있다. 일 예시로, 빔 ID = 1, 2, 3, 4에 따른 상대 빔 각도는 0도, 15도, 30도, 48도일 수 있다. 즉, 빔 ID = 3에서 4로 변경되는 경우 빔 각도 차이는 18도로 15도와 다소 차이가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상대 빔 각도 차이를 고려하여 5G CPE의 이동 각도도 변경될 수 있다. Meanwhile, the beam angle expressed as a relative angle to the boresight beam may be configured to increase by a predetermined angle according to the beam ID. However, the difference in the beam angle for each beam ID may be slightly different depending on the hardware and instrument configuration and the antenna beam characteristics. As an example, relative beam angles according to beam ID = 1, 2, 3, 4 may be 0 degrees, 15 degrees, 30 degrees, and 48 degrees. That is, when the beam ID = 3 to 4 is changed, the beam angle difference may be slightly different from 18 degrees and 15 degrees. Accordingly, the movement angle of the 5G CPE may also be changed in consideration of the relative beam angle difference.
이러한 도 12a 및 도 12b와 같은 빔 검증 결과를 참조하면, 빔 피크 지점에서 1번 보어 사이트 빔에 비해 빔 간 이득 차는 최대 3dB 정도 발생함을 알 수 있다. 일 예시로, 5G CPE에서 8x8 패치 배열 안테나 구조를 적용할 경우 이러한 빔간 이득 차는 더 크게 발생할 것으로 예상된다. 이와 같은 2차원 배열 안테나 구조가 적용되는 경우 도 12b와 같은 빔 방향은 좌/우 방향 이외에 상/하 방향이 추가될 수 있다. Referring to the beam verification results shown in FIGS. 12A and 12B , it can be seen that the gain difference between beams occurs at the peak point of the beam by about 3dB compared to the bore sight beam No. 1 at most. As an example, when an 8x8 patch array antenna structure is applied in 5G CPE, the gain difference between beams is expected to be larger. When such a two-dimensional array antenna structure is applied, an up/down direction may be added to the beam direction as shown in FIG. 12B in addition to the left/right direction.
한편, 5G CPE 단말은 CPE 전원 ON 과정(S510), 빔 탐색 과정(S520) 및 빔 선택 과정(S530)을 수행할 수 있다. 빔 선택 과정(S530)에서 선택된 빔 관련 정보, 즉 선택된 빔 ID 및 빔 품질 정보(예컨대, BRSRP)가 디바이스 관리 어플리케이션으로 전달될 수 있다.Meanwhile, the 5G CPE terminal may perform a CPE power-on process (S510), a beam search process (S520), and a beam selection process (S530). The beam-related information selected in the beam selection process ( S530 ), that is, the selected beam ID and beam quality information (eg, BRSRP) may be transmitted to the device management application.
이와 관련하여, 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 제어부(1400)는 5G 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달할 수 있다. 이에 따라, 디바이스 관리 어플리케이션은 ID 정보에 대응하는 빔 검증 정보와 빔 방향 정보를 제어부(1400)로 전달할 수 있다. 한편, 5G CPE는 빔 검증 정보와 빔 방향 정보와 연관된 정보를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함할 수 있다. In this regard, when the power button is in an ON state, the controller 1400 may transmit ID information for the 5G communication relay device. Accordingly, the device management application may transmit beam verification information and beam direction information corresponding to the ID information to the controller 1400 . Meanwhile, the 5G CPE may further include a memory configured to store information related to beam verification information and beam direction information.
이와 관련하여, 제어부(1400)는 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 메모리로부터 빔 검증 정보와 빔 방향 정보와 연관된 정보를 획득하고, 상기 정보를 이용하여 빔 선택 과정(S530)을 수행할 수 있다.In this regard, when the power button is turned on, the controller 1400 obtains information related to beam verification information and beam direction information from the memory, and performs a beam selection process (S530) using the information. have.
한편, 5G CPE는 통신 ID 정보를 통해 디바이스 관리 어플리케이션으로부터 수신된 빔 검증 정보 및 빔 방향 정보를 자신이 보유한 정보와 비교하여 일치하는 경우에만 빔 선택 과정을 수행할 수 있다. 이에 따라 해당 기기 별로 다른 안테나 사양 및 다른 부품 사양을 고려하여 이러한 빔 특성 및 검증에 대한 정보가 일치하는 경우에만 빔 선택 과정을 수행하여, 5G CPE의 설치 정확도를 향상시킬 수 있다. On the other hand, the 5G CPE can perform the beam selection process only when the beam verification information and the beam direction information received from the device management application through the communication ID information match with the information it owns. Accordingly, the installation accuracy of 5G CPE can be improved by performing the beam selection process only when the information on the beam characteristics and verification is consistent in consideration of different antenna specifications and other component specifications for each device.
이와 관련하여, 제어부(1400)는 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달하면, 디바이스 관리 어플리케이션으로부터 ID 정보에 대응하는 제1 빔 검증 정보와 제1 빔 방향 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 수신된 제1 빔 검증 정보와 제1 빔 방향 정보가 메모리로부터 획득한 제2 빔 검증 정보 및 제2 빔 방향 정보와 일치하면 상기 빔 선택 과정을 수행할 수 있다. In this regard, when the ID information for the communication relay device is transmitted, the controller 1400 may receive the first beam verification information and the first beam direction information corresponding to the ID information from the device management application. Also, when the received first beam verification information and the first beam direction information match the second beam verification information and the second beam direction information obtained from the memory, the controller 1400 may perform the beam selection process.
한편, 제어부(1400)는 빔 검증 정보와 빔 방향 정보에 기반하여, 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역 주변에서 빔 탐색 과정(beam search process)을 수행할 수 있다. 따라서, 전체 영역에 대한 빔 탐색이 아닌 최적 빔 방향으로 예측되는 일부 영역에 대한 빔 탐색을 통해 빔 탐색 시간을 절감할 수 있다. 이에 따라, 빔 탐색 과정(S520)에서 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역의 빔 ID를 이용하여 빔 탐색 과정을 수행할 수 있다.Meanwhile, the controller 1400 may perform a beam search process around an area predicted to be an optimal beam direction based on the beam verification information and the beam direction information. Accordingly, the beam search time may be reduced through beam search for a partial area predicted in the optimal beam direction, rather than for the entire area. Accordingly, the beam search process may be performed using the beam ID of the region predicted in the direction of the optimal beam in the beam search process ( S520 ).
이에 따라, 디바이스 관리 어플리케이션은 빔 ID와 빔 품질 정보를 이용하여 CPE 이동 각도를 계산(S310)할 수 있다. 또한, 디바이스 관리 어플리케이션은 선택된 빔 방향으로 이동하기 위한 CPE의 이동 각도를 표시(S320)할 수 있다. 이와 관련하여, 5G CPE의 이동을 위한 방향 정보가 5G CPE로 전달될 수 있다.Accordingly, the device management application may calculate the CPE movement angle using the beam ID and beam quality information (S310). In addition, the device management application may display the movement angle of the CPE for moving in the selected beam direction (S320). In this regard, direction information for movement of the 5G CPE may be transmitted to the 5G CPE.
이에 따라, 5G CPE는 현재 방향 정보와 전달된 최적 빔 방향을 위한 방향 정보에 기반하여 본체(501)를 수평 방향 및/또는 수직 방향으로 (회전) 이동하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(1400)는 최적 빔이 선택되고, 디바이스 관리 어플리케이션에서 본체(501)의 이동과 관련된 입력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1400)는 최적 빔 방향으로 본체(501)를 이동시킬 수 있다. 여기서, 제어부(1400)는 별도의 구동 제어부일 수 있다. Accordingly, the 5G CPE may control the main body 501 to move (rotate) in a horizontal direction and/or a vertical direction based on the current direction information and the transmitted direction information for the optimal beam direction. That is, the controller 1400 may select an optimal beam and receive an input related to the movement of the main body 501 in the device management application. Accordingly, the controller 1400 may move the main body 501 in the optimal beam direction. Here, the control unit 1400 may be a separate driving control unit.
한편, 5G CPE는 최적 빔 방향으로 이동한 상태에서 인접한 영역에 대한 빔 변경 과정(S550)을 수행할 수 있다. 즉 최적 빔 방향과 이에 인접한 방향에서 수신 품질을 비교하여 최적 빔 방향에 대한 검증을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 현재 빔을 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득할 수 있다. 이에 따라, 5G CPE는 최종적으로 선택된 빔 ID 및 빔 품질 정보를 디바이스 관리 어플리케이션으로 전달할 수 있다. Meanwhile, the 5G CPE may perform a beam change process ( S550 ) for an adjacent area while moving in the optimal beam direction. That is, it is possible to verify the optimal beam direction by comparing the reception quality in the optimal beam direction and a direction adjacent thereto. In this regard, the controller 1400 may acquire reception quality by changing the current beam to a beam adjacent to the optimal beam. Accordingly, the 5G CPE may deliver the finally selected beam ID and beam quality information to the device management application.
이에 따라, 디바이스 관리 어플리케이션은 수신된 빔 ID 및 빔 품질 정보에 따라 5G CPE의 이동 각도를 계산(S330)할 수 있다. 한편, 디바이스 관리 어플리케이션은 5G CPE의 현재 방향과 상기 계산된 각도에 따른 방향을 비교하여 5G CPE가 보어사이트 각도를 확인(S340)한다. 즉, 디바이스 관리 어플리케이션은 계산된 이동 각도에 따른 방향과 현재 방향이 임계치 이내에 있어, 5G CPE가 보어사이트 각도를 지향하고 있는지 여부를 판단한다.Accordingly, the device management application may calculate the movement angle of the 5G CPE according to the received beam ID and beam quality information (S330). On the other hand, the device management application compares the current direction of the 5G CPE with the direction according to the calculated angle and confirms the boresight angle of the 5G CPE (S340). That is, the device management application determines whether the 5G CPE is oriented to the boresight angle because the direction and the current direction according to the calculated movement angle are within the threshold.
이와 관련하여, 5G CPE가 보어사이트 각도를 지향하고 있지 않다고 판단되면, 디바이스 관리 어플리케이션은 방향 정보를 다시 5G CPE로 전달할 수 있다. 따라서, 5G CPE는 수신된 방향 정보에 따라 최종 위치로 본체(501)를 이동하여 위치를 고정시킬 수 있다. 한편, 전술한 최종 방향 선택과 관련하여, 이는 디바이스 관리 어플리케이션과 연동하여 결정하거나 또는 5G CPE가 단독으로 결정할 수 있다. 한편, 5G CPE가 단독으로 결정하는 경우에도 빔 탐색에 따른 수신 품질을 디바이스 관리 어플리케이션이 디스플레이에 표시할 수 있다.In this regard, if it is determined that the 5G CPE is not oriented to the boresight angle, the device management application may transmit the direction information back to the 5G CPE. Accordingly, the 5G CPE may move the main body 501 to the final position according to the received direction information to fix the position. Meanwhile, in relation to the above-described final direction selection, this may be determined in conjunction with a device management application or may be determined solely by the 5G CPE. On the other hand, even when the 5G CPE independently determines the reception quality according to the beam search, the device management application may display it on the display.
이와 관련하여, 제어부(1400)는 최적 빔 방향과 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정할 수 있다.In this regard, the controller 1400 may determine a final position at which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
전술한 바와 같이, CPE 단말에 의한 빔 탐색/선택 과정과 이에 따른 빔 위치 표시와 CPE 방향 전환 과정은 다음과 같이 Step 1 내지 Step 4의 과정에 따라 수행될 수 있다.As described above, the beam search/selection process by the CPE terminal, and thus the beam position display and CPE direction change process may be performed according to the processes of Step 1 to Step 4 as follows.
Step1. 단말 모뎀의 빔 탐색 알고리즘에 의해 선택된 현재의 단말의 빔 방향이 보어사이트 빔 방향을 기준으로 좌/우 방향 또는 상/하 방향으로 얼마 정도의 각도로 이동해야 하는지 표시해준다. 이때, 수신 신호세기인 BRSP값도 같이 표시해준다. 표시하는 단말 밤의 절대 각도는 빔 검증 과정에서 생성된 각 단말의 Beam ID와 각도를 표시하는 Look-up table을 이용하거나, 지자계 센서를 이용하여 표시할 수 있다. CPE 단말의 배열 안테나의 빔패턴의 형태에 따라 좌/우측 방향 또는 상/하 축 방향으로만 구성될 수도 있다. Step1. It indicates how far the beam direction of the current terminal selected by the beam search algorithm of the terminal modem should be moved in the left/right direction or up/down direction based on the boresight beam direction. At this time, the BRSP value, which is the received signal strength, is also displayed. The displayed absolute angle of the terminal night may be displayed using a look-up table that displays the beam ID and angle of each terminal generated in the beam verification process, or using a geomagnetic sensor. Depending on the shape of the beam pattern of the array antenna of the CPE terminal, it may be configured only in the left/right direction or the up/down axis direction.
Step2. 좌/우 방향의 경우, 좌측 또는 우측으로 몇 도 정도를 움직이면 되는지 표시해 줄 수 있다. 또한, 상/하 방향의 경우, 상부 또는 하부로 몇 도 정도를 움직이면 되는지 표시해 줄 수 있다. 만약, 사용자가 CPE 단말을 움직여 해당 각도가 0도의 각도로 표시되면, 단말의 보어사이트 빔이 선택된 것을 의미한다. 사용자는 수신신호 세기인 BRSRP값의 변경을 통해 이를 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 보어사이트 빔에 해당하는 영역이라 하더라도 단말을 미세하게 Tuning하여 약간의 더 좋은 수신 성능을 얻을 수 있다. Step2. In the case of the left/right direction, it can indicate how many degrees to the left or right to move. In addition, in the case of the up/down direction, it may indicate how many degrees to move upward or downward. If the user moves the CPE terminal and the corresponding angle is displayed as an angle of 0 degrees, it means that the boresight beam of the terminal is selected. The user can check this by changing the BRSRP value, which is the received signal strength. In this regard, even in the area corresponding to the boresight beam, slightly better reception performance can be obtained by fine tuning the terminal.
Step3. 사용자의 편의를 위해 도 10의 반구 형태의 UI와 같이 보어사이트 0도를 기준으로 현재 선택된 빔 위치가 어디에 있는지 표시해주고 단말을 움직이면 해당 빔이 움직이는 것을 시각적으로도 표시하여 보여줄 수 있다. Step3. For the convenience of the user, like the hemispherical UI of FIG. 10 , the position of the currently selected beam is displayed based on 0 degree of boresight, and when the terminal is moved, the movement of the corresponding beam can be visually displayed and shown.
Step4. 위와 같이 소프트웨어 UI에서 단말의 이동 각도를 표시해주면 사용자가 손으로 직접 UI 화면을 보면서 조정할 수 있다. 또한, 단말이 기계적으로 자동으로 동작하도록 되어 있다면 '이동'이라는 ICON을 click하면 단말이 해당 각도로 자동으로 이동하도록 한다.Step4. As above, if the moving angle of the terminal is displayed on the software UI, the user can directly view the UI screen and adjust it. In addition, if the terminal is set to operate automatically mechanically, clicking the ICON called 'Move' causes the terminal to automatically move to the corresponding angle.
이상에서는 본 발명에 따른 빔 선택을 통한 5G CPE 설치 방법에 대해 설명하였다. 이와 관련하여, 본 발명의 동작 원리와 본 개시를 통해 청구하고자 하는 청구사항은 다음과 같다.In the above, the 5G CPE installation method through beam selection according to the present invention has been described. In this regard, the operating principle of the present invention and claims to be claimed through the present disclosure are as follows.
mmWave beamforming 송신/수신 원리 mmWave beamforming transmit/receive principle
- 자동적으로 단말 모뎀에 적용되는 Beam searching algorithm의 경우, 현재 위치에서 단말의 BRSRP신호가 최대가 되는 기지국에서 전송되는 빔방향을 찾아 단말의 빔을 적용하여 데이터 송신/수신을 하게 된다. - In the case of the beam searching algorithm automatically applied to the terminal modem, data transmission/reception is performed by finding the beam direction transmitted from the base station in which the terminal's BRSRP signal is maximum at the current location and applying the terminal's beam.
단말 Array antenna 빔 이득 특성: 단말의 Array antenna module의 경우, 사용되는 여러 후보 빔 중 Array antenna array 방향에서 Bore sight 방향으로 생성되는 beam 방향이 빔 이득이 가장 높다. 반면에, Boresight 방향을 중심으로 좌/우로 생성되는 빔들은 신호 이득이 점점 작아지는 특성을 가지고 있다. Terminal Array Antenna Beam Gain Characteristics: In the case of the terminal's array antenna module, the beam direction generated from the array antenna array direction to the bore sight direction among several candidate beams used has the highest beam gain. On the other hand, beams generated to the left/right with respect to the boresight direction have a characteristic that the signal gain gradually decreases.
Beam searching algorithm: CPE 모뎀에 구현된 Beam searching algorithm의 경우, 기지국 빔 방향에 Align된 단말의 Beam을 찾아, 최적의 빔으로 선택하여 Pairing하게 된다. 즉, 수신 BRSRP가 가장 큰 단말 빔을 선택하게 된다. 이때, 단말 입장에서는 기지국 방향에 Align된 단말 빔을 선택해야 수신 BRSRP세기가 높다. 따라서, 단말의 빔 후보 중 가장 이득이 높은 Boresight beam을 사용하지 않고, 다소 이득이 낮은 다른 빔을 선택하는 경우가 발생하게 된다. Beam searching algorithm: In the case of the beam searching algorithm implemented in the CPE modem, the beam of the terminal aligned to the beam direction of the base station is found, and the optimal beam is selected and paired. That is, the reception BRSRP selects the largest terminal beam. At this time, from the viewpoint of the terminal, the received BRSRP strength is high when a terminal beam aligned to the direction of the base station is selected. Accordingly, a case of selecting another beam having a rather low gain rather than using the boresight beam having the highest gain among the beam candidates of the terminal occurs.
2. Smart beam detection (일 실시 예에 따른 청구사항(claimed disclosure))2. Smart beam detection (claimed disclosure according to an embodiment)
청구사항1: 본 발명의 전체적인 컨셉을 청구사항으로 한다. 즉, 기지국 빔 방향과 단말의 Boresight beam이 beam pairing 되도록 단말 이동 방향에 대한 방향 각도를 단말이 사용자에게 자동으로 제공한다. 이에 따라, 사용자는 CPE 단말을 이동시켜 최대값의 BRSRP 성능을 얻는 설치 장소를 특정하는 컨셉을 청구사항으로 한다. Claim 1: The overall concept of the present invention is a claim. That is, the terminal automatically provides the user with the direction angle with respect to the terminal movement direction so that the beam direction of the base station and the boresight beam of the terminal are beam paired. Accordingly, the user makes a claim on the concept of specifying an installation site to obtain the maximum BRSRP performance by moving the CPE terminal.
청구사항2: 구체적으로, 특정 지점에서 단말의 특정 BID가 Beam searching algorithm에 의해 선택될 경우, 단말이 사전에 제공하는 빔 ID 및 각도 정보에 대한 Beam verification 정보를 활용한다. 해당 Beam ID 방향으로 단말을 이동시키기 위해서 Boresight 중심으로 좌/우측, 상/하측, 즉 Azimuth direction 또는 Elevation direction 방향의 이동 각도 정보를 계산한다. 이동 각도 정보를 사용자에게 제공함으로 해당 방향으로 단말을 이동을 통해 수신 성능을 최적화하는 방법을 청구사항으로 한다.Claim 2: Specifically, when a specific BID of the terminal is selected by the beam searching algorithm at a specific point, beam verification information about the beam ID and angle information provided in advance by the terminal is used. In order to move the terminal in the corresponding beam ID direction, movement angle information in the left/right, up/down, that is, the Azimuth direction or the Elevation direction is calculated based on the boresight. A method of optimizing reception performance by moving a terminal in a corresponding direction by providing movement angle information to a user is claimed.
여기서, 단말에서는 Modem Chipset에서 제공하는 Beam verification을 통해 Boresight Beam ID및 다른 Beam들의 BID, 그리고 각 Beam들의 상대적인 각도에 대한 정보를 가진 Look-up table을 생성한다. 또한, 해당 Beam에서 Boresight beam까지의 각도를 계산하고, 빔 이동 방향에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 소프트웨어 알고리즘을 적용하게 된다.Here, the terminal generates a look-up table having information on the Boresight Beam ID, the BIDs of other beams, and the relative angles of each beam through beam verification provided by the Modem Chipset. In addition, a software algorithm that calculates the angle from the corresponding beam to the boresight beam and provides information about the beam movement direction to the user is applied.
청구사항3: 청구사항 2의 방법을 구현하기 위한 모든 HW, 소프트웨어, Mechanical 부분을 청구사항으로 한다. 즉, 하드웨어적으로는 해당 Array antenna module의 Boresight 방향을 CPE 단말상에 표시한다. 또한, 좌/우 또는 상/하 방향, 또는 두 방향의 조합의 일정한 간격의 각도를 표시해준다. 따라서, 보어사이트 방향을 기준으로 단말을 제공된 방향 정보만큼 사용자가 직접 이동할 수 있도록 표시하는 것을 청구범위에 포함한다. Claim 3: All HW, software, and mechanical parts for implementing the method of Claim 2 shall be claimed. That is, in terms of hardware, the boresight direction of the corresponding array antenna module is displayed on the CPE terminal. In addition, it displays the angle at regular intervals in the left/right or up/down directions, or a combination of the two directions. Accordingly, the claims include displaying the terminal so that the user can directly move the terminal as much as the provided direction information based on the boresight direction.
소프트웨어적으로는 보어사이트 방향을 기준으로 좌/우, 상/하 이동 각도에 대한 정보를 단말의 Display상에 표시한다. 또는, Bluetooth나 USB연동으로 사용자 컴퓨터나 스마트폰 App, 즉 Device manager 소프트웨어 UI상에 수신신호세기를 나타내는 BRSRP 크기 값과 함께 표시한다. 따라서, 사용자가 BRSRP값을 확인하면서 최적의 설치장소를 찾도록 정보를 제공하는 것을 청구범위에 포함한다. 기계적으로, 사용자가 UI에서 알려주는 Azimuth 또는 Elevation 방향으로 CPE 단말을 수동적으로 이동시킬 수 있다. 또는, 사용자가 '이동'하라는 명령을 주면 자동적으로 단말이 스스로 알아서 이동하는 것을 포함한 Mechanical 적인 구조 부분 또한 청구범위에 포함된다.In terms of software, information on the left/right and up/down movement angles based on the boresight direction is displayed on the display of the terminal. Alternatively, it is displayed along with the BRSRP size value indicating the strength of the received signal on the user computer or smartphone App, that is, the Device manager software UI through Bluetooth or USB linkage. Accordingly, it is included in the claims to provide information so that the user can find the optimal installation location while checking the BRSRP value. Mechanically, the user can manually move the CPE terminal in the Azimuth or Elevation direction indicated by the UI. Alternatively, when the user gives a command to 'move', the mechanical structure part including the automatic movement of the terminal by itself is also included in the claims.
청구사항4: 본 발명이 제안하는 Smart beam detection 방법을 적용하여 기지국 빔방향으로 보어사이트 빔을 정렬(align)한다. 또한, 보어사이트 빔 범위 내에서 Fine tuning이 가능한 것과, Array antenna module의 개수와 관계없이 본 발명이 적용하는 것으로 청구범위에 또한 포함한다. Claim 4: The boresight beam is aligned in the beam direction of the base station by applying the smart beam detection method proposed by the present invention. In addition, fine tuning is possible within the boresight beam range, and the present invention applies regardless of the number of array antenna modules, and it is also included in the claims.
한편, 본 개시에 따른 빔 탐색 과정에 따른 빔 선택과 5G CPE 설치 과정과 관련하여, 복수의 배열 안테나들을 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 도 13b는 일 실시 예에 따른 서로 다른 배열 안테나가 5G 기지국을 지향하도록 빔을 생성하는 개념도를 나타낸다. 도 1 내지 도 13b를 참조하면, 배열 안테나(1100)는 5G 기지국(700)과 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 복수의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 본체 내부에 배치되고, 복수의 안테나 소자들을 통해 지향성 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, in relation to beam selection and 5G CPE installation process according to the beam search process according to the present disclosure, a plurality of array antennas may be used. In this regard, FIG. 13B is a conceptual diagram illustrating beams generated by different array antennas toward a 5G base station according to an embodiment. 1 to 13B , the array antenna 1100 may include a plurality of array antennas ANT1 to ANT4 to perform multiple input/output (MIMO) with the 5G base station 700 . In this regard, each of the array antennas ANT1 to ANT4 may be disposed inside the body and configured to generate a directional beam through a plurality of antenna elements.
한편, 송수신부 회로(1250)은 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 가변하도록 구성된다. 이와 관련하여, 위상 변위기(phase shifter, PS)가 각각의 안테나 소자마다 또는 안테나 소자의 서브 그룹 단위로 동작 가능하게 연결될 수 있다.Meanwhile, the transceiver circuit 1250 is configured to vary the phase of the signal applied to the plurality of antenna elements. In this regard, a phase shifter (PS) may be operatively connected for each antenna element or subgroup unit of the antenna element.
이와 관련하여, 제어부(1400)는 빔 방향 정보와 본체의 현재 방향 정보에 기반하여, 빔 선택 과정을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 최적 빔에 해당하는 최적 빔 ID 정보를 송수신부 회로(1250)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 송수신부 회로(1250)는 최적 빔 ID 정보에 기반하여 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(1400)는 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 복수의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 어느 하나를 이용하여 빔 선택 과정을 수행할 수 있다.In this regard, the controller 1400 may control the transceiver circuit 1250 to perform a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body. In this regard, the controller 1400 may transmit optimal beam ID information corresponding to the optimal beam to the transceiver circuit 1250 . Accordingly, the transceiver circuit 1250 may control the phase of the signal applied to the plurality of antenna elements based on the optimal beam ID information. Meanwhile, when the power button is turned on, the controller 1400 may perform a beam selection process using any one of the plurality of array antennas ANT1 to ANT4.
일 실시 예에 따르면, 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 복수의 배열 안테나 중 제1 배열 안테나(ANT1)를 이용하여 제1 빔 선택 과정을 수행할 수 있다. 또한, 복수의 배열 안테나 중 제2 배열 안테나(ANT2)를 이용하여 제2 빔 선택 과정을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 5G CPE가 복수의 RF 체인을 구비하면 제1 빔 선택 과정과 제2 빔 선택 과정은 동시에 수행될 수 있다. 또한, 제1 빔 선택 과정과 제2 빔 선택 과정 중 어느 하나의 과정이 수행되고, 이후 나머지 과정이 수행될 수 있다.According to an embodiment, when the power button is turned on, the first beam selection process may be performed using the first array antenna ANT1 among the plurality of array antennas. Also, the second beam selection process may be performed using the second array antenna ANT2 among the plurality of array antennas. In this regard, if the 5G CPE has a plurality of RF chains, the first beam selection process and the second beam selection process may be simultaneously performed. In addition, any one of the first beam selection process and the second beam selection process may be performed, and then the remaining processes may be performed.
이와 관련하여, far-field 관점에서 제1 배열 안테나(ANT1)와 5G 기지국(700)과의 제1 LOS 각도와 제2 배열 안테나(ANT2)와 5G 기지국(700)과의 제2 LOS 각도는 동일하다. 하지만, 하드웨어 구성 및 기구 구성과 안테나 특성에 따라 제1 배열 안테나(ANT1)의 제1 최적 빔(B1)과 제2 배열 안테나(ANT2)의 제2 최적 빔(B2)은 상이할 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 제1 빔 선택 과정에서 선택된 제1 최적 빔의 제1 방향 및 제2 빔 선택 과정에서 선택된 제2 최적 빔의 제2 방향 사이의 방향을 최적 빔 방향으로 선택할 수 있다. 따라서, 서로 다른 배열 안테나를 통해 빔 탐색 및 빔 선택 과정을 수행하는 경우에 빔 탐색 시간을 절감할 수 있다.In this regard, from a far-field perspective, the first LOS angle between the first array antenna ANT1 and the 5G base station 700 and the second LOS angle between the second array antenna ANT2 and the 5G base station 700 are the same Do. However, the first optimal beam B1 of the first array antenna ANT1 and the second optimal beam B2 of the second array antenna ANT2 may be different depending on the hardware configuration, the mechanical configuration, and the antenna characteristics. In this regard, the controller 1400 may select a direction between the first direction of the first optimal beam selected in the first beam selection process and the second direction of the second optimal beam selected in the second beam selection process as the optimal beam direction. have. Accordingly, the beam search time can be reduced when performing the beam search and beam selection process through different array antennas.
한편, 서로 다른 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 어느 하나만 최적 빔 방향이 다른 배열 안테나의 최적 빔 방향과 상이한 경우, 제어부(1400)는 해당 배열 안테나에 대한 정보를 5G 기지국(1400)으로 전달할 수 있다. Meanwhile, when the optimal beam direction of only one of the different array antennas ANT1 to ANT4 is different from the optimal beam direction of the other array antennas, the controller 1400 may transmit information on the corresponding array antenna to the 5G base station 1400 . .
이에 따라, 최적 빔 방향이 상이한 배열 안테나를 선택하는 경우, 5G 기지국(1400)이 해당 배열 안테나의 최적 빔 방향을 고려하여 스케줄링 및 빔 탐색 과정을 수행할 수 있다. 또는, 최적 빔 방향이 상이한 배열 안테나 조합, 즉 제1 최적 빔(B1)을 갖는 제1 배열 안테나(ANT1)와 제2 최적 빔(B2)을 갖는 제2 배열 안테나를(ANT2)를 통해 공간 다이버시티(spatial diversity)가 수행될 수 있다. 따라서, 제어부(1400)는 제1 최적 빔(B1)으로 제1 신호를 수신하면서 제2 최적 빔(B2)으로 제2 신호를 수신하여 DL-MIMO를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 제1 최적 빔(B1)으로 제1 신호를 송신하면서 제2 최적 빔(B2)으로 제2 신호를 송신하여 UL-MIMO를 수행할 수 있다.Accordingly, when an array antenna having a different optimal beam direction is selected, the 5G base station 1400 may perform a scheduling and beam search process in consideration of an optimal beam direction of the corresponding array antenna. Alternatively, a spatial diver through an array antenna combination having different optimal beam directions, that is, a first array antenna ANT1 having a first optimal beam B1 and a second array antenna ANT2 having a second optimal beam B2. Spatial diversity may be performed. Accordingly, the controller 1400 may perform DL-MIMO by receiving the second signal through the second optimum beam B2 while receiving the first signal through the first optimum beam B1. Also, the controller 1400 may perform UL-MIMO by transmitting the second signal through the second optimum beam B2 while transmitting the first signal through the first optimum beam B1.
일 실시 예에 따르면, 제어부(1400)는 통신 중계 장치가 동작 상태에서 빔 차단(beam blockage)이 발생한 것으로 판단되면, 빔 선택 과정을 수행하여 최적 빔을 선택할 수 있다. 즉, 통신 중계 장치를 설치하는 경우 이외에도 외부 전파 환경 변화 등에 따라 빔 차단이 발생한 경우에도 빔 선택 과정을 수행하여 5G 통신 중계 장치의 본체를 이동시킬 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 최적 빔에 해당하는 방향으로 본체가 이동되도록 방향과 관련된 정보가 5G CPE 또는 디바이스 관리 어플리케이션이 설치된 단말에 표시되도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, when it is determined that beam blockage has occurred while the communication relay device is in operation, the controller 1400 may select an optimal beam by performing a beam selection process. That is, in addition to the case of installing the communication relay device, even when the beam is blocked due to a change in the external radio wave environment, the body of the 5G communication relay device can be moved by performing the beam selection process. In this regard, the controller 1400 may control to display direction-related information on a terminal in which the 5G CPE or device management application is installed so that the main body is moved in a direction corresponding to the optimal beam.
이와 관련하여, 제어부(1400)는 빔 차단이 발생하여 본체가 이동되면 본체가 이동된 방향에서 최적 빔에 해당하는 현재 빔을 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 최적 빔 방향과 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정할 수 있다.In this regard, when the main body is moved due to beam blocking, the controller 1400 may change the current beam corresponding to the optimal beam in the direction in which the main body is moved to a beam adjacent to the optimal beam to obtain reception quality. Also, the controller 1400 may determine a final position at which the main body is to be fixed by comparing the optimal beam direction with the signal strength of the changed adjacent beam.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치의 최적 설치 방법 및 이를 제어하는 구성에 대해 살펴보았다. 이와 관련하여, 본 발명의 기술적 효과는 Beam searching algorithm 이 적용된 mmWave CPE 단말을 설치할 때, 송신/수신 신호가 양호한 빔 방향을 찾아 설치할 수 있다. 이와 관련하여, 실제로 사용자가 손으로 직접 단말을 이동시키거나 기계적으로 단말을 움직이면서 최적의 신호를 찾는 수고로움이 발생할 뿐 아니라 실제로 찾기도 어렵다는 문제점이 있다.As described above, an optimal installation method of the 5G communication relay device according to the present invention and a configuration for controlling the same have been examined. In this regard, the technical effect of the present invention is that when installing the mmWave CPE terminal to which the beam searching algorithm is applied, a beam direction in which a transmit/receive signal is good can be found and installed. In this regard, there is a problem in that it is difficult to actually find an optimal signal while actually moving the terminal by hand or by mechanically moving the terminal by the user.
따라서, 가장 신호가 센 기지국 빔 방향을 자동적으로 알려주는 5G smart CPE 단말을 개발할 필요성이 있다. 따라서, 해당 기능이 구현이 된다면, 사용자는 단말이 지시하는 해당 방향으로 단말을 이동시켜 손쉽게 높는 신호세기를 갖는 설치지점을 찾아 장점을 가지게 된다. Therefore, there is a need to develop a 5G smart CPE terminal that automatically informs the beam direction of the base station with the strongest signal. Therefore, if the corresponding function is implemented, the user has an advantage by moving the terminal in the corresponding direction indicated by the terminal to easily find an installation point having a high signal strength.
따라서, 본 발명을 실제 CPE 단말에 구현할 경우, 기존 CPE 단말에 없는 기능을 제공하는 5G CPE를 통해 사업자나 단말 사용자에게 크게 어필할 수 있는 장점 중 하나로서 차별화 포인트가 될 것으로 판단된다. 사업자 입장에서는 유지 보수(maintenance) 측면에서도 비용을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.Therefore, when the present invention is implemented in an actual CPE terminal, it is determined that it will be a differentiation point as one of the advantages that can greatly appeal to operators or terminal users through 5G CPE, which provides functions not found in existing CPE terminals. From the operator's point of view, it has the advantage of reducing costs in terms of maintenance.
본 발명은 향후 mmWave 서비스를 지원하는 사업자들(operators)이 요청하는 CPE 단말에 해당 기능을 적용하여 구현될 수 있다. The present invention may be implemented by applying the corresponding function to the CPE terminal requested by operators supporting the mmWave service in the future.
이상에서는 본 발명에 따른 5G 통신 중계 장치의 최적 설치 방법 및 이를 제어하는 구성에 대해 살펴보았다. 이러한 5G 무선 신호 제어 방법을 수행하는 5G CPE, 전자 기기와 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.In the above, an optimal installation method of a 5G communication relay device according to the present invention and a configuration for controlling the same have been described. A wireless communication system including a 5G CPE, an electronic device, and a base station performing such a 5G wireless signal control method is as follows. In this regard, FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 통신 장치(910) 및/또는 제 2 통신 장치(920)을 포함한다. 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다. 제 1 통신 장치가 기지국을 나타내고, 제 2 통신 장치가 전자 기기, 즉 5G UE를 나타낼 수 있다 (또는 제 1 통신 장치가 단말을 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다). Referring to FIG. 14 , the wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 . 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'. The first communication device may represent a base station, and the second communication device may represent an electronic device, that is, a 5G UE (or the first communication device may represent a terminal and the second communication device may represent a base station).
한편, 제 1 통신 장치가 지지국을 나타내고, 제2 통신 장치가 5G CPE를 나타낼 수 있다 (또는 제 1 통신 장치가 5G CPE를 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다). 또한, 제 1 통신 장치가 5G CPE를 나타내고, 제2 통신 장치가 전자 기기, 즉 5G UE를 나타낼 수 있다 (또는 제 1 통신 장치가 전자 기기, 즉 5G UE를 나타내고, 제 2 통신 장치가 5G CPE를 나타낼 수 있다).Meanwhile, the first communication device may indicate a support station and the second communication device may indicate 5G CPE (or the first communication device may indicate 5G CPE and the second communication device may indicate a base station). Also, the first communication device may indicate 5G CPE, and the second communication device may indicate an electronic device, that is, a 5G UE (or the first communication device indicates an electronic device, that is, a 5G UE, and the second communication device indicates a 5G CPE can represent).
기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(general NB), 5G 시스템, 네트워크, AI 시스템, RSU(road side unit), 로봇 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈 등의 용어로 대체될 수 있다.Base station (BS) is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot. In addition, the terminal (Terminal) may be fixed or have mobility, UE (User Equipment), MS (Mobile Station), UT (user terminal), MSS (Mobile Subscriber Station), SS (Subscriber Station), AMS (Advanced Mobile) Station), WT (Wireless terminal), MTC (Machine-Type Communication) device, M2M (Machine-to-Machine) device, D2D (Device-to-Device) device, vehicle, robot, AI module may be replaced by terms such as
제 1 통신 장치와 제 2 통신 장치는 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(911)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 제 2 통신 장치(920)에 제공하며, 제 2 통신 장치로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 제 2 통신 장치에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,915)를 통해 상이한 안테나(916)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 제 2 통신 장치에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,925)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(923)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 제 2 통신 장치로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 제 2 통신 장치로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 제 1 통신 장치에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조 된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 제 1 통신 장치에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(921)에 제공된다.The first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 . The processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 . The processor implements the functions of the L2 layer. In DL, the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device. A transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer). The signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving. The coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to OFDM subcarriers, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols. The OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams. Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 . Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission. In the second communication device, each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module. Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 . The RX processor implements the various signal processing functions of layer 1. The RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors. The RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain. The frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal. The symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values. The soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to the processor 921 .
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.The UL (second communication device to first communication device) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 . Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 . Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 . The processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
한편, 5G 통신 중계 장치(CPE)의 최적 설치 방법 및 이를 제어하는 방법에 대한 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, the technical effects of the optimal installation method of the 5G communication repeater (CPE) and the method of controlling the same will be described as follows.
본 발명에 따르면, 빔 탐색 알고리즘이 적용된 mmWave CPE 단말을 설치할 때, 송신/수신 신호가 양호한 빔 방향을 찾아 설치할 수 있다.According to the present invention, when installing the mmWave CPE terminal to which the beam search algorithm is applied, it is possible to find and install a beam direction having a good transmit/receive signal.
또한, 본 발명에 따르면, 가장 신호가 센 기지국 빔 방향을 자동적으로 알려주는 5G CPE를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a 5G CPE that automatically informs the beam direction of the base station with the strongest signal.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 배열 안테나들을 이용하여 가장 신호가 센 기지국 빔 방향을 자동적으로 알려주는 5G CPE를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a 5G CPE that automatically informs the beam direction of a base station having the strongest signal using a plurality of array antennas.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.
전술한 본 발명과 관련하여, 5G 통신 중계 장치(CPE)의 컴포넌트의 제어를 수행하는 제어부 및 이러한 컴포넌트의 설계는 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기 또는 5G CPE의 제어부(180, 510, 1250, 1400)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.In relation to the present invention described above, it is possible to implement the control unit for controlling the components of the 5G communication relay device (CPE) and the design of these components as computer-readable codes in the medium in which the program is recorded. The computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of. In addition, the computer may include the control unit 180, 510, 1250, 1400 of the terminal or 5G CPE. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (15)

  1. 5G 통신 중계 장치에 있어서,In the 5G communication relay device,
    5G 무선 신호를 수신하도록 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전 가능하게 구성된 본체(main body); 및a main body configured to be rotatable in left and right directions and up and down directions to receive a 5G wireless signal; and
    상기 통신 중계 장치에 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 디바이스 관리 어플리케이션을 통해 특정 빔 방향을 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하고,A control unit for controlling to display a specific beam direction through a device management application when the power button on the communication relay device is in an ON state,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 특정 빔 방향에 따라 상기 본체가 이동됨에 따라 보어사이트 빔 방향과 신호 세기를 표시하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay device for displaying a boresight beam direction and signal strength as the main body is moved according to the specific beam direction.
  2. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제어부는 상기 디바이스 관리 어플리케이션으로 현재 빔의 빔 ID(BID)와 상기 현재 빔의 수신 품질(BRSRP)를 전달하고,The control unit transmits a beam ID (BID) of a current beam and a reception quality (BRSRP) of the current beam to the device management application,
    상기 디바이스 관리 어플리케이션은 최적 빔이 선택된 경우, 상기 최적 빔 방향에 대한 방향 정보를 상기 제어부로 전달하는, 5G 통신 중계 장치.When the optimal beam is selected, the device management application transmits direction information on the optimal beam direction to the controller.
  3. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 빔 검증(beam verification) 정보와 빔 검출을 위한 빔 방향 (beam direction) 정보를 수신하고,When the power button is turned on, receiving beam verification information and beam direction information for beam detection,
    상기 빔 방향 정보와 상기 본체의 현재 방향 정보에 기반하여, 빔 선택 과정(beam selection process)을 수행하여 최적 빔을 선택하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay device for selecting an optimal beam by performing a beam selection process based on the beam direction information and the current direction information of the main body.
  4. 제3 항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보에 기반하여, 상기 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역 주변에서 빔 탐색 과정(beam search process)을 수행하고,performing a beam search process around an area predicted in the direction of the optimal beam based on the beam verification information and the beam direction information;
    상기 빔 탐색 과정에서,In the beam search process,
    상기 최적 빔의 방향으로 예측되는 영역의 빔 ID를 이용하여 상기 빔 탐색 과정을 수행하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay device for performing the beam search process using a beam ID of an area predicted in the direction of the optimal beam.
  5. 제3 항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 최적 빔이 선택되고, 상기 디바이스 관리 어플리케이션에서 상기 본체의 이동과 관련된 입력이 수신되면, 상기 최적 빔 방향으로 상기 본체를 이동시키고,When the optimal beam is selected and an input related to movement of the main body is received in the device management application, the main body is moved in the optimal beam direction;
    현재 빔을 상기 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay device for acquiring reception quality by changing a current beam to a beam adjacent to the optimal beam.
  6. 제5 항에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 최적 빔 방향과 상기 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 상기 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정하는, 5G 통신 중계 장치.Comparing the optimal beam direction and the signal strength for the changed adjacent beam to determine a final position (final position) to which the main body is fixed, 5G communication relay device.
  7. 제3 항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 제어부가 상기 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달하면, 상기 디바이스 관리 어플리케이션은 상기 ID 정보에 대응하는 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보를 상기 제어부로 전달하는, 5G 통신 중계 장치.When the controller transmits ID information for the communication relay device, the device management application transmits the beam verification information and the beam direction information corresponding to the ID information to the controller.
  8. 제3 항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보와 연관된 정보를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하고,a memory configured to store information associated with the beam verification information and the beam direction information;
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 메모리로부터 상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보와 연관된 정보를 획득하고, 상기 정보를 이용하여 상기 빔 선택 과정을 수행하는, 5G 통신 중계 장치.When the power button is in an ON state, the 5G communication relay device obtains information related to the beam verification information and the beam direction information from the memory, and performs the beam selection process using the information.
  9. 제7 항에 있어서,8. The method of claim 7,
    상기 빔 검증 정보와 상기 빔 방향 정보와 연관된 정보를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하고,a memory configured to store information associated with the beam verification information and the beam direction information;
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 통신 중계 장치에 대한 ID 정보를 전달하면, 상기 디바이스 관리 어플리케이션으로부터 상기 ID 정보에 대응하는 제1 빔 검증 정보와 제1 빔 방향 정보를 수신하고,When the ID information for the communication relay device is transmitted, the first beam verification information and the first beam direction information corresponding to the ID information are received from the device management application,
    상기 제1 빔 검증 정보와 상기 제1 빔 방향 정보가 상기 메모리로부터 획득한 제2 빔 검증 정보 및 제2 빔 방향 정보와 일치하면 상기 빔 선택 과정을 수행하는, 5G 통신 중계 장치.and performing the beam selection process when the first beam verification information and the first beam direction information match the second beam verification information and the second beam direction information obtained from the memory.
  10. 제3 항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 본체 내부에 배치되고, 복수의 안테나 소자들을 통해 지향성 빔을 생성하도록 구성된 배열 안테나; 및an array antenna disposed inside the body and configured to generate a directional beam through a plurality of antenna elements; and
    상기 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 가변하도록 구성된 송수신부 회로를 더 포함하고,Further comprising a transceiver circuit configured to vary the phase of the signal applied to the plurality of antenna elements,
    상기 제어부는, 상기 빔 방향 정보와 상기 본체의 현재 방향 정보에 기반하여, 상기 빔 선택 과정을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하는, 5G 통신 중계 장치.The control unit, based on the beam direction information and the current direction information of the main body, to control the transceiver circuit to perform the beam selection process, 5G communication relay device.
  11. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 제어부는 상기 최적 빔에 해당하는 최적 빔 ID 정보를 상기 송수신부 회로로 전달하고, The control unit transmits optimum beam ID information corresponding to the optimum beam to the transceiver circuit,
    상기 송수신부 회로는 상기 최적 빔 ID 정보에 기반하여 상기 복수의 안테나 소자들로 인가되는 신호의 위상을 제어하는, 5G 통신 중계 장치.The transceiver circuit controls a phase of a signal applied to the plurality of antenna elements based on the optimal beam ID information.
  12. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 배열 안테나는 5G 기지국과 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 복수의 배열 안테나를 포함하고,The array antenna includes a plurality of array antennas to perform multiple input/output (MIMO) with a 5G base station,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 복수의 배열 안테나 중 어느 하나를 이용하여 상기 빔 선택 과정을 수행하는, 5G 통신 중계 장치.When the power button is turned on, the beam selection process is performed using any one of the plurality of array antennas.
  13. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 전원 버튼이 온(ON) 상태가 되면 상기 복수의 배열 안테나 중 제1 배열 안테나를 이용하여 제1 빔 선택 과정을 수행하고,When the power button is turned on, a first beam selection process is performed using a first array antenna among the plurality of array antennas,
    상기 복수의 배열 안테나 중 제2 배열 안테나를 이용하여 제2 빔 선택 과정을 수행하고,performing a second beam selection process using a second array antenna among the plurality of array antennas;
    상기 제1 빔 선택 과정에서 선택된 제1 최적 빔의 제1 방향 및 상기 제2 빔 선택 과정에서 선택된 제2 최적 빔의 제2 방향 사이의 방향을 최적 빔 방향으로 선택하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay apparatus for selecting a direction between a first direction of a first optimal beam selected in the first beam selection process and a second direction of a second optimal beam selected in the second beam selection process as an optimal beam direction.
  14. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 통신 중계 장치가 동작 상태에서 빔 차단(beam blockage)이 발생한 것으로 판단되면, 상기 빔 선택 과정을 수행하여 상기 최적 빔을 선택하고,When it is determined that beam blockage has occurred in the operation state of the communication relay device, the beam selection process is performed to select the optimal beam;
    상기 최적 빔에 해당하는 방향으로 상기 본체가 이동되도록 상기 방향과 관련된 정보가 표시되도록 제어하는, 5G 통신 중계 장치.5G communication relay device for controlling to display information related to the direction so that the main body is moved in a direction corresponding to the optimal beam.
  15. 제14 항에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 제어부는,The control unit is
    상기 빔 차단이 발생하여 상기 본체가 이동되면 상기 본체가 이동된 방향에서 최적 빔에 해당하는 현재 빔을 상기 최적 빔에 인접한 빔으로 변경하여 수신 품질을 획득하고,When the beam blocking occurs and the main body is moved, the current beam corresponding to the optimal beam in the direction in which the main body is moved is changed to a beam adjacent to the optimal beam to obtain reception quality,
    상기 최적 빔 방향과 상기 변경된 인접한 빔에 대한 신호 세기를 비교하여 상기 본체가 고정될 최종 위치(final position)를 결정하는, 5G 통신 중계 장치. Comparing the optimal beam direction and the signal strength for the changed adjacent beam to determine a final position (final position) to which the main body is fixed, 5G communication relay device.
PCT/KR2019/017961 2019-12-18 2019-12-18 5g customer premises equipment WO2021125380A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/017961 WO2021125380A1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 5g customer premises equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/017961 WO2021125380A1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 5g customer premises equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021125380A1 true WO2021125380A1 (en) 2021-06-24

Family

ID=76477668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/017961 WO2021125380A1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 5g customer premises equipment

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021125380A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080111789A (en) * 2007-06-19 2008-12-24 주식회사 케이엠더블유 Mobile communication repeating method in moving object and repeater thereof
KR20120028021A (en) * 2010-09-14 2012-03-22 주식회사 케이티 Apparatus and method for displaying receive sensitivity of wireless signal
WO2013039287A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 (주)케이티 Mobile communication repeater integrated monitor device, and method and system for mobile communication relay and information provision
KR20150017094A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 김홍섭 Method of selecting base station in lte mobile communication and system relaying the same
KR20180096242A (en) * 2017-02-21 2018-08-29 삼성전자주식회사 Mehtod and apparatus for indicaiting direction of best beam

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080111789A (en) * 2007-06-19 2008-12-24 주식회사 케이엠더블유 Mobile communication repeating method in moving object and repeater thereof
KR20120028021A (en) * 2010-09-14 2012-03-22 주식회사 케이티 Apparatus and method for displaying receive sensitivity of wireless signal
WO2013039287A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 (주)케이티 Mobile communication repeater integrated monitor device, and method and system for mobile communication relay and information provision
KR20150017094A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 김홍섭 Method of selecting base station in lte mobile communication and system relaying the same
KR20180096242A (en) * 2017-02-21 2018-08-29 삼성전자주식회사 Mehtod and apparatus for indicaiting direction of best beam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021230403A1 (en) Electronic device having antenna
WO2016153204A1 (en) Apparatus and method for operating full-duplex scheme in communication system supporting beam-forming scheme
WO2021049674A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021085669A1 (en) Electronic device comprising 5g antenna
WO2021187639A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021215554A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021187640A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021157752A1 (en) Electronic device provided with antenna
WO2021230404A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021100924A1 (en) Antenna system mounted on vehicle
WO2021049679A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021054494A1 (en) Broadband antenna mounted on vehicle
WO2021045268A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021075588A1 (en) Antenna system mounted in vehicle
WO2021020608A1 (en) 5g customer premises equipment
WO2021235578A1 (en) Electronic device having antenna
WO2022004913A1 (en) Electronic equipment with antenna
WO2021177575A1 (en) Electronic device comprising antenna
WO2021125383A1 (en) Antenna system mounted on vehicle
WO2021049672A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021100925A1 (en) Electronic device having 5g antenna modules and communication module
WO2021085688A1 (en) Electronic device having display-built-in antenna
WO2021066206A1 (en) Cone antenna assembly
WO2021015331A1 (en) 5g communication relay device
WO2021125380A1 (en) 5g customer premises equipment

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19956394

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19956394

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1