KR101471559B1 - 광대역 무선통신 시스템에서 단말 진입 제어 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 단말 진입 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 기지국은, 단말의 진입(entry) 시도를 금지할 것을 판단하는 제어기와, 진입 시도 금지를 나타내는 타이머 값을 포함하는 MAC(Media Access Control) 관리 메시지를 생성하는 생성기와, 상기 단말에게 상기 MAC 관리 메시지를 송신하는 송신기를 포함하여, 단말의 초기 레인징(initial ranging) 거부 및 핸드오버(handover) 시 재진입 시도를 제한함으로써, 단말의 불필요한 진입 시도 및 진입 절차의 수행이 방지된다.
망 진입(network entry), 진입 금지 타이머, 초기 레인징(initial ranging), 핸드오버(handover)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 단말 진입 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENTRY OF MOBILE STATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 기지국 접속을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 이용하여 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시 스템이다.
상기 IEEE 802.16 시스템 규격은 MAC(Media Access Control) 계층의 다양한 절차를 정의하고 있다. 예를 들어, 초기 레인징(initial ranging) 절차 및 단말에 의해 시작되는 핸드오버(handover) 절차를 설명하면 다음과 같다.
상기 IEEE 802.16 시스템 규격에 따른 초기 레인징 절차는 다음과 같이 수행된다. 먼저, 단말은 기지국으로 미리 약속된 레인징 코드들 중 하나의 레인징 코드를 송신하고, 이에 따라, 기지국은 단말로 RNG-RSP(RaNGing ReSPonse) 메시지를 송신한다. 이때, 상기 RNG_RSP 메시지는 레인징 상태 TLV(ranging status TypeLengthValue)를 포함한다. 만일, 기지국이 단말의 레인징, 즉, 단말의 진입(entry)을 허용할 수 없는 상태인 경우, 기지국은 상기 레인징 상태 TLV를 'abort'로 설정함으로써, 단말에게 레인징 허용 불가 상태를 알린다. 이로 인해, 단말은 진입이 허용되지 않음을 인지한 후, 다른 기지국을 스캐닝한다.
상기 IEEE 802.16 시스템 규격에 따른 핸드오버 절차는 다음과 같이 수행된다. 단말이 핸드오버를 시작하는 경우, 단말은 주변 기지국들을 스캐닝하고, 스캐닝된 주변 기지국들의 정보, 즉, 타겟 기지국 후보 정보를 포함하는 MOB_MSHO-REQ(MOBile_Mobile Station HandOver-REQuest) 메시지를 서빙 기지국으로 송신한다. 이에 따라, 서빙 기지국은 단말로부터 수신된 MOB_MSHO-REQ 메시지에 포함된 타겟 기지국 후보들을 대상으로 단말에 대한 서비스 지원 가능 여부를 확인한 후, 단말로 MOB_BSHO-RSP(MOBile_Base Station HandOver-ReSPonse) 메시지를 송신한다. 이때, 상기 MOB_BSHO-RSP 메시지는 핸드오버 가능한 타겟 기지국 후보들의 정보를 포함한다. 상기 MOB_BSHO-RSP 메시지를 수신한 단말은 타겟 기지국을 선택하고, 선택된 타겟 기지국을 알리기 위한 MOB_HO-IND(MOBile_HandOver-INDication) 메시지를 서빙 기지국으로 송신한다. 단말에 의해 선택된 타겟 기지국을 확인한 기지국은 타겟 기지국으로 단말에 대한 정보를 제공하고, 단말은 타겟 기지국으로의 진입 절차를 수행한다.
상술한 바와 같이, 기지국은 초기 레인징을 시도하는 단말의 진입을 제한할 수 있다. 하지만, 기지국은 단말이 곧바로 다시 접속을 요청, 즉, 초기 레인징을 재시도하는 것을 방지할 수는 없다. 단말이 곧바로 다시 접속을 요청하는 경우, 기지국의 상황은 변화하지 않았을 것이므로, 다시 허용되지 않을 가능성이 높다. 따라서, 단말이 곧바로 다시 접속을 요청하는 것은 무선 자원의 낭비를 초래하게 된다. 또한, 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국을 변경한 단말이 이전 서빙 기지국으로 다시 핸드오버를 시도할 수 있다. 2개의 기지국들 대상으로 반복적으로 핸드오버를 수행하는 것 또한 무선 자원의 낭비를 초래하며, 핸드오버를 반복적으로 시도하는 것만으로도 무선 자원의 낭비를 초래한다. 따라서, 불필요한 진입 시도 및 진입 절차의 수행을 방지하기 위한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 불필요한 진입 시도 및 접속 절차의 수행을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 특정 단말의 특정 기지국에 대한 진입 시도를 금지시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 특정 단말의 특정 기지국에 대한 진입 금지 시간을 알리기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말의 진입(entry) 시도를 금지할 것을 판단하는 제어기와, 진입 시도 금지를 나타내는 타이머 값을 포함하는 MAC(Media Access Control) 관리 메시지를 생성하는 생성기와, 상기 단말에게 상기 MAC 관리 메시지를 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 MAC 관리 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 MAC 관리 메시지에 포함된 진입 시도 금지를 나타내는 타이머 값을 확인하는 해석기와, 상기 타이머의 만료 시점까지 상기 기지국에 대하여 진입 시도 금지 설정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 본 발명의 장치는, 무선통신 시스템에서 기지국에 대한 단말의 진입 시도를 금지할 것을 판단하고, 진입이 금지되는 시간 구간을 지시하는 타이머 값을 포함하는 MAC(Media Access Control) 관리 메시지를 구성하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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광대역 무선통신 시스템에서 단말의 초기 레인징(initial ranging) 거부 및 핸드오버(handover) 시, 진입 시도를 금지할 것을 나타내는 파라미터를 이용하여 재진입 시도를 제한함으로써, 단말의 불필요한 진입 시도 및 진입 절차의 수행이 방지된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 불필요한 진입 시도 및 접속 절차의 수행을 방지하기 위한 기술에 대해 설명한다, 이하 본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
단말의 진입 시도를 제한하기 위하여, 본 발명은 진입 제한 타이머 정보 교환을 위한 TLV(Type Length Value)를 하기 <표 1>과 같이 정의한다. 본 발명에서 정의되는 TLV는 다양한 MAC(Media Access Control) 관리 메시지들, 예를 들어, RNG-RSP(RaNGing-ReSPonse) 메시지, BSHO-REQ(Base Station HandOver-REQuest) 메시지, BSHO-RSP(Base Station HandOver-ReSPonse) 메시지 등에 포함될 수 있다. 단, 상기 나열된 메시지들은 일 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 상기 진입 제한 타이버 정보 교환을 위한 TLV는 본 발명에서 언급되지 않은 다른 메시지에 포함될 수 있다.

Type

Length
Value
Scope

xx
1
0-255 : In units of 100 milliseconds		 RNG-RSP
BSHO-REQ
BSHO-RSP
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 단말의 진입을 제한하기 위한 TLV는 타이머 값을 나타낸다. 예를 들어, 상기 TLV의 길이는 1 바이트이며, 값은 100 밀리세컨드 단위의 시간을 표현하며, 값이 0인 경우, 진입 제한 시간이 무한대임을 의미한다. 단, 상술된 데이터 길이 및 단위는 일 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 상기 진입 제한 타이버 정보 교환을 위한 TLV의 데이터 길이 및 단위는 본 발명에서 언급되지 않은 크기로 설정될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 <표 1>과 같은 TLV를 '진입 제한 타이머 TLV'라 칭한다.
본 발명에 따른 진입 제한 타이머 TLV를 사용하는 경우, 초기 레인징(initial ranging) 절차에 따른 기지국과 단말 간 신호 교환을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 초기 레인징(initial ranging) 절차 시 신호 교환 예를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 단말(110)은 망 진입을 위해 기지국(120)으로 레인징 요청 메시지(예 : RNG-REQ(RaNGing-REQuest) 메시지)를 송신한다(101단계).
상기 레인징 요청 메시지(예 : RNG-REQ 메시지)를 수신한 상기 기지국(120)은 상기 단말(110)이 자신으로 접속하기를 원함을 인지하고, 진입에 대한 허용 여부를 결정한다. 진입 허용에 대한 판단 결과, 상기 기지국(120)은 자신으로의 진입을 허용할 수 없다고 판단한다(103단계). 예를 들어, 상기 기지국(120)은 자원 부족, 서비스 불가 등의 이유로 인해 상기 단말(110)의 진입을 허용할 수 없다고 판단한다.
이에 따라, 상기 기지국(120)은 상기 단말(110)로 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)를 송신한다(105단계). 즉, 상기 기지국(120)은 자신으로의 진입을 거절함을 알리기 위한 레인징 상태 TLV(ranging status TLV)(예 : 'abort'로 설정된 레인징 상태 TLV)) 및 자신으로의 진입을 소정 시간 동안 금지함을 알리기 위한 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 레인징 응답 메시지(예 : RNS-RSP 메시지)를 송신한다. 여기서, 상기 진입 제한 타이머 TLV는 진입을 금지하는 시간 정보를 포함한다. 이때, 상기 기지국은 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)에 하향링크 주파수 오버라이드 TLV(downlink frequency override TLV)를 포함시킬 수 있다. 상기 하향링크 주파수 오버라이드 TLV는 단말에게 다른 FA(frequency Allocation)을 통한 진입 요청을 유도하기 위한 것으로, 단말에게 권하는 다른 FA의 정보를 포함한다.
상기 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)를 수신한 상기 단말(110)은 자신의 진입 요청이 거절되었음을 인지하며, 동시에, 상기 진입 제한 타이머 TLV를 확인함으로써 소정 시간 동안 상기 기지국(120)으로의 진입 시도가 금지됨을 인지한다(107단계).
이어, 상기 단말(110)은 소정 시간 동안 상기 기지국(120)으로의 진입을 시도하지 않고, 접속 가능한 다른 기지국들을 스캐닝한다(109단계). 만일, 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)에 상기 하향링크 주파수 오버라이드 TLV가 포함된 경우, 상기 단말(110)은 다른 FA, 즉, 상기 하향링크 주파수 오버라이드 TLV에 의해 지시되는 FA에서 접속 가능한 기지국을 스캐닝한다. 반면, 상기 RNG-RSP 메시지에 상기 하향링크 주파수 오버라이드 TLV가 포함되지 않은 경우, 상기 단말(110)은 동일한 FA에서 접속 가능한 기지국을 스캐닝한다.
상기 도 1에 도시된 과정 이후, 상기 단말(110)은 상기 109단계에서의 스캐닝 이후 다시 망 진입 절차를 수행한다. 이때, 상기 기지국(120)이 가장 적절한, 즉, 가장 양호한 채널 상태를 갖는 기지국으로 판단되더라도, 상기 단말(110)은 상기 107단계에서 확인된 상기 소정 시간이 경과하지 아니하였으면 상기 기지국(120)으로의 진입을 시도하지 않는다.
본 발명에 따른 진입 제한 타이머 TLV를 사용하는 경우, 핸드오버(handover) 절차에 따른 기지국과 단말 간 신호 교환을 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 절차 시 신호 교환 예를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 단말(210)은 인접 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위해 서빙 기지국(220)으로 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지)를 송신한다(201단계). 여기서, 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지)는 타겟 기지국(230) 정보를 포함한다.
상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지)를 수신한 상기 서빙 기지국(220)은 상기 타겟 기지국(230)으로 핸드오버 알림 메시지(예 : HO_pre_notification(HandOver_pre_notification) 메시지)를 송신한다(203단계). 상기 핸드오버 알림 메시지(예 : HO_pre_notificiaton 메시지)는 상기 단말(210)의 진입에 대한 수용 가능 여부를 확인하기 위한 메시지이다.
상기 핸드오버 알림 메시지(예 : HO_pre_notification 메시지)를 수신한 상기 타겟 기지국(230)은 상기 단말(210)의 진입을 수용할 수 있음을 판단하고, 이를 알리는 핸드오버 알림 응답 메시지(예 : HO_pre_notification-RSP(HandOver_pre_notification-ReSPonse) 메시지)를 송신한다(205단계).
상기 핸드오버 알림 응답 메시지(예 : HO_pre_notification-RSP 메시지)를 수신한 상기 서빙 기지국(220)은 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지)를 송신한다(207단계). 즉, 상기 서빙 기지국(220)은 상기 단말(210)의 진입을 수용 가능하다고 응답한 상기 타겟 기지국(230)의 정보 및 자신으로의 진입을 소정 시간 동안 금지함을 알리기 위한 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지)를 송신한다.
상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지)를 수신한 상기 단말(210)은 상기 타겟 기지국(230)이 자신의 진입을 수용할 수 있음을 인지하고, 동시에, 상기 진입 제한 타이머 TLV를 확인함으로써 소정 시간 동안 상기 서빙 기지국(220)으로의 진입 시도가 금지됨을 인지한다(209단계).
이후, 상기 타겟 기지국(230)으로의 핸드오버를 결정한 상기 단말(210)은 상기 타겟 기지국(230)으로 핸드오버를 수행할 것임을 알리기 위한 핸드오버 지시 메시지(예 : MOB_HO-IND 메시지)를 송신한다(211단계).
상기 핸드오버 지시 메시지(예 : MOB_HO-IND 메시지)를 수신한 상기 서빙 기지국(220)은 상기 타겟 기지국(230)으로 상기 단말(210)의 정보를 제공한다(213단계). 예를 들어, 상기 단말(210)의 정보는 사용 중인 서비스 정보, 상기 단말(210)의 능력 정보 등을 포함하는 의미이다.
이후, 상기 단말(210)과 상기 타겟 기지국(230)은 접속 절차를 위한 메시지들을 교환하며 초기 접속을 수행한다(215단계).
상기 도 2에 도시된 과정 이후, 상기 단말(210)은 상기 서빙 기지국(220)으로의 핸드오버를 판단하더라도, 상기 209단계에서 확인된 상기 소정 시간이 경과하지 아니하였으면 상기 서빙 기지국(220)으로의 핸드오버, 즉, 진입을 시도하지 않는다. 다시 말해, 상기 소정 시간이 경과하지 아니하였으면, 상기 단말(210)은 상기 서빙 기지국(220)으로의 핸드오버를 중단한다.
상기 도 2에서, 타겟 기지국 후보로서 하나의 타겟 기지국만 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 다수의 타겟 기지국 후보들이 존재할 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 진입을 제한하기 위한 기지국 및 단말의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Freuqency)수신기(302), OFDM복조기(304), 부반송파디매핑기(306), 심벌복조기(308), 복호화기(310), 레인징코드검출기(312), 메시지해석기(314), MAC제어기(316), 메시지생성기(318), 부호화기(320), 심벌변조기(322), 부반송파매핑기(324), OFDM변조기(326), RF송신기(328)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(302)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(304)는 상기 RF수신기(302)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(306)는 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 처리 단위로 추출한다. 예를 들어, 상기 부반송파디매핑기(306)는 레인징 부반송파에 매핑된 신호들을 추출하여 상기 레인징코드검출기(312)로 제공한다. 상기 심벌복조기(308)는 복소심벌들을 복조하여 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(310)는 상기 비트열을 채널 복호화(channel decoding)하여 정보 비트열을 복원한다.
상기 레인징코드검출기(312)는 단말로에 의해 송신된 레인징 코드를 검출한다. 즉, 상기 레인징코드검출기(312)는 레인징 부반송파에 매핑된 신호들을 미리 약속된 레인징 코드들과 상관 연산함으로써, 어느 레인징 코드가 송신되었는지 검출한다.
상기 메시지해석기(312)는 단말로부터 수신되는 MAC 관리 메시지를 해석한다. 예를 들어, 상기 메시지해석기(312)는 단말의 망 진입을 위한 레인징 요청 메시지(예 : RNG-REQ 메시지)를 해석함으로써 상기 망 진입을 하고자하는 단말을 확인한다. 또한, 상기 메시지해석기(312)는 단말의 핸드오버 요청을 위한 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지)를 해석함으로써 후보 타겟 기지국들을 확인하고, 단말에 의해 결정된 타겟 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 지시 메시지(예 : MOB_HO-IND 메시지)를 해석함으로써 단말의 정보를 제공해야하는 타겟 기지국을 확인한다.
상기 MAC제어기(316)는 상기 기지국의 MAC 계층에 대한 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 단말의 초기 레인징 시도 시, 상기 MAC제어기(316)는 무선 자원 여유 및 서비스 가능 여부 등을 바탕으로 단말의 진입 허용 여부를 판단한다. 또한, 단말의 핸드오버 요청 시, 상기 MAC제어기(316)는 타겟 기지국으로 단말의 핸드오버에 대한 수용 가능 여부를 확인하도록 제어한다.
특히, 본 발명에 따라, 상기 MAC제어기(316)는 단말의 진입 시도를 금지할 것을 판단한다. 여기서, 상기 진입은 초기 레인징 또는 핸드오버에 의한 기지국 접속을 의미한다. 즉, 단말의 초기 레인징을 통한 자신으로의 진입을 거부하는 경우, 상기 MAC제어기(316)는 진입 거부된 단말에게 소정 시간 동안 자신으로의 진입 시도를 금지한다. 또한, 단말이 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하는 경우, 상기 MAC제어기(316)는 핸드오버를 수행하는 단말에게 소정 시간 동안 자신으로의 진입 시도, 즉, 자신으로의 핸드오버 시도를 금지한다.
상기 메시지생성기(318)는 단말로 송신되는 MAC 관리 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지생성기(318)는 단말의 레인징 시도에 대한 응답인 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 단말의 핸드오버 요청에 대한 응답인 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지), 단말에게 핸드오버를 요청하기 위한 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB-BSHO-REQ 메시지)를 생성한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 메시지생성기(318)는 소정 시간 동안 자신으로의 진입 시도를 금지함을 나타내는 파라미터, 즉, 상기 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 MAC 관리 메시지를 생성한다. 여기서, 상기 진입은 초기 레인징 또는 핸드오버를 통한 진입을 의미한다. 예를 들어, 상기 진입 제한 타이머 TLV는 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지), 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지) 등에 포함될 수 있으며, 상기 <표 1>과 같이 구성된다. 상기 MAC 관리 메시지가 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)인 경우, 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)는 상기 진입 제한 타이머 TLV, 진입 거부를 나타내는 파라미터, 진입을 권하는 다른 FA를 알리는 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 상기 MAC 관리 메시지가 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)인 경우, 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)는 상기 진입 제한 타이머 TLV, 핸드오버를 수용할 수 있는 타겟 기지국 후보의 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 부호화기(320)는 정보 비트열을 채널 부호화(channel coding)한다. 상기 심벌변조기(322)는 채널 부호화된 비트열을 복조하여 복소심벌들로 변환한다. 상기 부반송파매핑기(324)는 상기 복소심벌들을 주파수 영역에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(326)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 시간영역 신호로 변환하고, CP를 삽입하여 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF송신기(328)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환하고, 안테나를 통해 송신한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF수신기(402), OFDM복조기(404), 부반송파디매핑기(406), 심벌복조기(408), 복호화기(410), 신호세기측정기(412), 메시지해석기(414), MAC제어기(416), 메시지생성기(418), 부호화기(420), 심벌변조기(422), 부반송파매핑기(424), OFDM변조기(426), RF송신기(428)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(402)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(404)는 상기 RF수신기(402)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP를 제거하고, FFT 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(406)는 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 처리 단위로 추출한다. 예를 들어, 망 진입 또는 핸드오버를 위한 기지국 스캐닝 시, 상기 부반송파디매핑기(406)는 스캐닝을 위한 신호, 예를 들어, 프리앰블 신호를 추출하여 상기 신호세기측정기(412)로 제공한다. 상기 심벌복조기(408)는 복소심벌들을 복조하여 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(410)는 상기 비트열을 채널 복호화하여 정보 비트열을 복원한다.
상기 신호세기측정기(412)는 기지국으로부터의 수신 신호 세기를 측정한다. 예를 들어, 상기 수신 신호 세기는 RSSI(Received Signal Strength Indication), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 등으로 표현될 수 있다.
상기 메시지해석기(412)는 기지국으로부터 수신되는 MAC 관리 메시지를 해석한다. 예를 들어, 상기 메시지해석기(412)는 초기 레인징 시도에 대한 응답인 레인징 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)를 해석함으로써 초기 레인징의 허용 여부를 확인하고, 핸드오버 요청에 대한 응답인 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지)를 해석함으로써 핸드오버를 수용할 수 있는 타겟 기지국을 확인하고, 단말에게 핸드오버를 요청하기 위한 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB-BSHO-REQ 메시지)를 해석함으로써 핸드오버에 대해 수용 가능한 타겟 기지국을 확인한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 메시지해석기(412)는 소정 시간 동안 기지국으로의 진입 시도를 금지함을 나타내는 파라미터, 즉, 상기 진입 제한 타이머 TLV를 확인한다. 여기서, 상기 진입은 초기 레인징 또는 핸드오버에 의한 기지국 접속을 의미한다. 예를 들어, 상기 진입 제한 타이머 TLV는 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지), 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지) 등에 포함될 수 있으며, 상기 <표 1>과 같이 구성된다.
상기 MAC제어기(416)는 상기 단말의 MAC 계층에 대한 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 단말의 초기 레인징 시도 시, 상기 MAC제어기(416)는 레인징 요청 메시지(예 : RNG-REQ 메시지)를 생성 및 송신하도록 제어한다. 또한, 핸드오버 요청 시, 상기 MAC제어기(416)는 수집된 타겟 기지국 후보들의 정보를 포함하는 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지)를 생성 및 송신하도록 제어한다. 그리고, 상기 MAC제어기(416)는 초기 레인징 시도에 대한 응답인 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)에 포함된 레인징 허용 여부 정보에 따라 단말의 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 초기 레인징을 통한 기지국으로의 진입이 거부되는 경우, 상기 MAC제어기(416)는 망 진입을 위한 다른 기지국을 스캐닝하도록 제어한다. 또한, 상기 MAC제어기(416)는 핸드오버 요청에 대한 응답인 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지)에 포함된 핸드오버를 수용 가능한 타겟 기지국 후보 정보에 따라 단말의 동작을 제어한다. 즉, 상기 MAC제어기(416)는 핸드오버를 수용 가능한 타겟 기지국 후보들 중 하나의 타겟 기지국을 선택하고, 이를 알리기 위한 핸드오버 지시 메시지(예 : MOB_HO-IND 메시지)를 송신하도록 제어한다.
특히, 본 발명에 따라, 상기 MAC제어기(416)는 수신된 MAC 관리 메시지에 포함된 진입 제한 타이머 TLV가 확인되면, 상기 진입 금지 타이머 TLV에 의해 지시되는 소정 시간 동안, 즉, 상기 타이머의 만료 시점까지 상기 MAC 관리 메시지를 송신한 기지국으로의 진입을 금지한다. 예를 들어, 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)에 진입 제한 타이머 TLV가 포함된 경우, 상기 MAC제어기(416)는 소정 시간 동안 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)를 송신한 기지국으로의 진입 시도, 즉, 초기 레인징 시도를 금지한다. 즉, 망 진입을 위해 기지국들을 스캐닝한 결과 상기 레인징 응답 메시지를 송신한 기지국이 다시 선택된 경우, 상기 MAC제어기(416)는 상기 소정 시간이 경과하지 아니하였으면 상기 레인징 응답 메시지를 송신한 기지국을 제외한 나머지 기지국들을 중 하나의 기지국으로 초기 레인징을 시도하도록 제어한다. 또한, 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)에 진입 제한 타이머 TLV가 포함된 경우, 상기 MAC제어기(416)는 소정 시간 동안 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP)를 송신한 기지국으로의 진입 시도, 즉, 핸드오버 시도를 금지한다.
상기 메시지생성기(418)는 기지국으로 송신되는 MAC 관리 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지생성기(418)는 핸드오버 요청을 위한 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_MSHO-REQ 메시지), 결정된 타겟 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 지시 메시지(예 : MOB_HO-IND 메시지), 초기 레인징을 위한 레인징 요청 메시지(예 : RNG-REQ 메시지)를 생성한다.
상기 부호화기(420)는 정보 비트열을 채널 부호화한다. 상기 심벌변조기(422)는 채널 부호화된 비트열을 복조하여 복소심벌들로 변환한다. 상기 부반송파매핑기(424)는 상기 복소심벌들을 주파수 영역에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(426)는 IFFT 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 시간영역 신호로 변환하고, CP를 삽입하여 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF송신기(428)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환하고, 안테나를 통해 송신한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 기지국은 501단계에서 단말이 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하거나, 또는, 단말의 초기 망 진입이 거부되는지 확인한다. 구체적으로 말해, 단말의 핸드오버 시, 상기 기지국은 타겟 기지국 후보들 중 적어도 하나의 타겟 기지국 후보가 단말의 핸드오버를 수용 가능한지 확인한다. 또는, 초기 레인징을 통한 단말의 진입 요청 발생 시, 상기 기지국은 자원 부족 또는 서비스 불가의 이유로 진입이 거부되는지 확인한다.
단말이 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하거나, 또는, 단말의 초기 망 진입이 거부되면, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 상기 단말에 대해 소정 시간 동안 자신으로의 진입 시도를 금지할 것을 판단한다. 여기서, 상기 진입은 초기 레인징 또는 핸드오버에 의한 기지국 접속을 의미한다. 이때, 상기 소정 시간의 길이는 구체적인 실시 예에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 소정 시간 길이는 미리 정해진 길이로 사용될 수 있다.
상기 단말의 진입 시도를 금지할 것을 판단한 후, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 상기 진입 시도를 금지할 것을 나타내는 파라미터, 즉, 진입 제한 타이머 TLV를 포함하는 MAC 관리 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 진입 제한 타이머TLV는 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지), 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지) 등에 포함될 수 있으며, 상기 <표 1>과 같이 구성된다. 상기 MAC 관리 메시지가 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)인 경우, 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)는 진입 금지 시간을 나타내는 파리미터(예 : 진입 제한 타이머 TLV), 진입 거부를 나타내는 파라미터(예 : 레인징 상태 TLV), 진입을 권하는 다른 FA를 알리는 파라미터(예 : 하향링크 주파수 오버라이드 TLV) 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 상기 MAC 관리 메시지가 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 상기 MOB_BSHO-REQ 메시지인 경우, 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)는 상기 진입 금지 시간을 나타내는 파리미터(예 : 진입 제한 타이머 TLV), 핸드오버를 수용할 수 있는 타겟 기지국 후보의 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
이후, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 상기 505단계에서 생성된 MAC 관리 메시지를 해당 단말로 송신한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 단말은 601단계에서 기지국으로부터 MAC 관리 메시지가 수신되는지 확인한다.
상기 MAC 관리 메시지가 수신되면, 상기 단말은 603단계로 진행하여 상기 MAC 관리 메시지를 해석함으로써, 진입 시도를 금지할 것을 나타내는 파라미터, 즉, 진입 제한 타이머 TLV가 포함되어 있는지 확인한다. 여기서, 상기 진입은 초기 레인징 또는 핸드오버에 의한 기지국 접속을 의미한다. 예를 들어, 상기 진입 제한 타이머 TLV는 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지), 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지) 등에 포함될 수 있으며, 상기 <표 1>과 같이 구성된다. 즉, 상기 단말은 상기 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지), 상기 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 상기 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)를 해석함으로써, 상기 진입 제한 타이머 TLV를 확인한다. 만일, 상기 진입 제한 타이머 TLV가 포함되어 있지 않으면, 상기 단말은 607단계로 진행한다.
반면, 상기 진입 제한 타이머 TLV가 포함되어 있으면, 상기 단말은 605단계로 진행하여 상기 진입 제한 타이머 TLV에 의해 지시된 소정 시간 동안, 즉, 상기 타이머의 만료 시점까지 상기 MAC 관리 메시지를 송신한 기지국으로의 진입 시도를 금지하도록 설정한다. 이로 인해, 상기 단말은 망 진입을 위한 스캐닝 결과 상기 기지국이 최적의 기지국으로 선택되거나, 또는, 핸드오버를 위한 스캐닝 결과 상기 기지국이 최적의 기지국으로 선택되더라도, 상기 소정 시간이 경과하지 않았다면 상기 기지국으로의 진입을 시도하지 아니한다.
이어, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 수신된 MAC 관리 메시지에 따라 MAC 계층의 동작을 수행한다. 예를 들어, 상기 MAC 관리 메시지가 레인징 응답 메시지(예 : RNG-RSP 메시지)이고, 레인징 상태 TLV가 'abort'로 설정되어 있는 경우, 상기 단말은 망 진입을 위한 기지국을 스캐닝한다. 또는, 상기 MAC 관리 메시지가 핸드오버 응답 메시지(예 : MOB_BSHO-RSP 메시지) 또는 핸드오버 요청 메시지(예 : MOB_BSHO-REQ 메시지)인 경우, 상기 단말은 핸드오버할 타겟 기지국을 선택하고, 서빙 기지국으로 선택된 타겟 기지국의 정보를 송신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 초기 레인징(initial ranging) 절차 시 신호 교환 예를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버(handover) 절차 시 신호 교환 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

Claims (29)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국에 대한 단말의 망(network) 진입(entry) 시도를 금지할 것을 판단하고, 타이머 값 및 상기 망 진입 시도 금지된 주파수와 다른 주파수를 지시하는 값을 포함하는 메시지를 구성하는 제어기를 포함하며,
    상기 타이머 값은, 타이머가 만료될 때까지 상기 기지국과의 랜덤 억세스(random access) 절차를 수행하지 아니함으로 인해 상기 기지국으로의 망 진입이 금지되는 시간 구간을 지시하고,
    상기 다른 주파수를 지시하는 값은, 상기 단말이 접속 시도할 상기 망 진입 시도 금지된 주파수 외 다른 주파수를 지시하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 망 진입 시도는, 초기 레인징(initial ranging) 및 핸드오버(handover) 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 단말로부터의 초기 레인징 요청에 대한 응답으로서 사용되는 레인징 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레인징 응답 메시지는, 상기 초기 레인징 요청에 대한 수락 또는 거부를 나타내는 레인징 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 단말의 핸드오버를 위한 적어도 하나의 타겟 기지국 스캐닝에 대한 응답으로서 사용되는 핸드오버 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 핸드오버 응답 메시지는, 상기 단말의 핸드오버를 수용 가능한 적어도 하나의 타겟 기지국 후보의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 단말에게 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행할 것을 지시하기 위한 핸드오버 요청 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 단말에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 진입 금지되는 시간 구간을 판단하기 위한 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 기지국으로의 초기 레인징이 거부된 후 상기 시간 구간이 만료되기 전까지, 상기 기지국으로의 초기 레인징의 시도를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 시간 구간이 만료되기 전까지, 상기 기지국으로의 핸드오버 시도를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기지국에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는, 초기 진입이 상기 기지국에 의해 거부된 후, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 초기 레인징 시도를 상기 시간 구간이 만료되기 전까지 금지시키기 위해, 상기 단말에게 상기 타이머 값을 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는, 핸드오버의 시작 후, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 핸드오버 시도를 상기 시간 구간이 만료되기 전까지 금지시키기 위해, 상기 단말에게 상기 타이머 값을 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말의 망(network) 진입(entry) 시도를 금지할 것을 판단하는 제어기와,
    타이머 값 및 상기 망 진입 시도 금지된 주파수와 다른 주파수를 지시하는 값을 포함하는 메시지를 생성하는 생성기와, 상기 타이머 값은 타이머가 만료될 때까지 상기 기지국과의 랜덤 억세스(random access) 절차를 수행하지 아니함으로 인해 상기 기지국으로의 망 진입이 금지되는 시간 구간을 지시하고, 상기 다른 주파수를 지시하는 값은 상기 단말이 접속 시도할 상기 망 진입 시도 금지된 주파수 외 다른 주파수를 지시하며,
    상기 단말로 상기 메시지를 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 단말의 초기 레인징(initial ranging)을 통한 진입이 거부되는 경우, 상기 단말의 망 진입 시도를 금지할 것을 판단하고,
    상기 송신기는, 상기 타이머 값, 상기 다른 주파수를 지시하는 값을 포함하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는, 단말이 인접 기지국으로 핸드오버(handover)를 수행하는 경우, 상기 단말의 망 진입 시도를 금지할 것을 판단하고,
    상기 송신기는, 상기 타이머 값, 핸드오버를 수용 가능한 타겟 기지국 후보의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 응답(handover response)메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는, 단말에게 인접 기지국으로의 핸드오버(handover)를 요청하는 경우, 상기 단말의 망 진입 시도를 금지할 것을 판단하고,
    상기 송신기는, 상기 타이머 값을 포함하는 핸드오버 요청(handover request)메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 메시지를 수신하는 수신기와,
    상기 메시지에 포함된 타이머 값 및 망 진입 시도 금지된 주파수와 다른 주파수를 지시하는 값을 확인하는 해석기와, 상기 타이머 값은 타이머가 만료될 때까지 상기 기지국과의 랜덤 억세스(random access) 절차를 수행하지 아니함으로 인해 상기 기지국으로의 망 진입이 금지되는 시간 구간을 지시하고, 상기 다른 주파수를 지시하는 값은 상기 단말이 접속 시도할 상기 망 진입 시도 금지된 주파수 외 다른 주파수를 지시하며,
    상기 시간 구간이 만료될 때까지 상기 기지국으로의 망 진입 시도를 금지하도록 설정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 삭제
  23. 제21항에 있어서,
    상기 해석기는, 초기 레인징(initial ranging)을 위한 레인징 코드 송신에 대한 응답으로서 수신되는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 해석함으로써, 상기 타이머 값을 확인하고,
    상기 제어기는, 망 진입을 위해 기지국들을 스캐닝한 결과 상기 레인징 응답 메시지를 송신한 기지국이 선택된 경우, 상기 타이머가 만료되지 아니하였으면, 상기 기지국으로의 망 진입 시도를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 해석기는, 핸드오버(handover) 요청에 대한 응답으로서 수신되는 핸드오버 응답(handover response) 메시지를 해석함으로써, 상기 타이머 값을 확인하고,
    상기 제어기는, 상기 기지국으로의 핸드오버가 판단되는 경우, 상기 타이머가 만료되지 아니하였으면, 상기 기지국으로의 핸드오버를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 해석기는, 기지국에 의한 핸드오버 요청을 알리는 핸드오버 요청(handover request) 메시지를 해석함으로써, 상기 타이머 값을 확인하고,
    상기 제어기는, 상기 기지국으로의 핸드오버가 판단되는 경우, 상기 타이머가 만료되지 아니하였으면, 상기 기지국으로의 핸드오버를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
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