KR101693862B1 - 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템 - Google Patents

그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템 Download PDF

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KR101693862B1 KR1020100077135A KR20100077135A KR101693862B1 KR 101693862 B1 KR101693862 B1 KR 101693862B1 KR 1020100077135 A KR1020100077135 A KR 1020100077135A KR 20100077135 A KR20100077135 A KR 20100077135A KR 101693862 B1 KR101693862 B1 KR 101693862B1
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
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Abstract

본 발명은 복수의 고정 임피던스와 복수의 가변 커패시터를 포함하는 복수의 안테나 임피던스 값들을 출력하는 안테나 임피던스 매칭 회로; 상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 고정 임피던스 값들과 이미 저장된 기준 안테나 임피던스 값들을 비교하여 상기 복수의 가변 커패시터를 조정하여 안테나의 임피던스 매칭을 하는 안테나 임피던스 조정부; 및 상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 안테나 임피던스 조정부가 안테나의 임피던스 매칭을 할 경우 그리디 알고리즘을 이용하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터를 기초로 좌표를 설정하고, 안테나의 임피던스 매칭을 최적화하기 위하여 미리 정해진 기준 가변 커패시터의 영역 범위들과 상기 설정된 좌표를 기초하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터의 값을 상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 값으로 가변하는 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부를 포함하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템을 제공한다.

Description

그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템{System for matching impedence of antenna using greedy algorithm}
실시예는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 안테나 임피던스 매칭 방법은 무선 통신 기기간에 특정 주파수의 에너지가 효율적으로 송수신 되도록 하기 위해 임피던스를 서로 매칭시켜 주는 방법이었다.
최근에는, 안테나 임피던스 매칭 회로로부터 출력되는 조정된 가변 커패시터 값을 빠르게 스캔하면서, 효율이 좋은 무선 주파수 대역으로 송수신 신호를 제공함으로써, 안테나 임피던스를 빠른 시간 내에 서로 매칭시키고, 송수신 신호의 왜곡율이 저하되는 것을 지속적으로 방지하여 송수신 신호의 신호 감도를 지속적으로 유지시킬 수가 있는 개선된 안테나 임피던스 매칭 시스템의 연구가 지속적으로 행해져오고 있다.
실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화 시스템은 안테나 임피던스를 빠른 시간 내에 서로 매칭시키면서, 송수신 신호의 왜곡율이 저하되는 것을 지속적으로 방지할 수가 있어 송수신 신호의 신호 감도를 지속적으로 유지시킬 수가 있게 된다.
실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템은 복수의 고정 임피던스와 복수의 가변 커패시터를 포함하는 복수의 안테나 임피던스 값들을 출력하는 안테나 임피던스 매칭 회로; 상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 고정 임피던스 값들과 이미 저장된 기준 안테나 임피던스 값들을 비교하여 상기 복수의 가변 커패시터를 조정하여 안테나의 임피던스 매칭을 하는 안테나 임피던스 조정부; 및 상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 안테나 임피던스 조정부가 안테나의 임피던스 매칭을 할 경우 그리디 알고리즘을 이용하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터를 기초로 좌표를 설정하고, 안테나의 임피던스 매칭을 최적화하기 위하여 미리 정해진 기준 가변 커패시터의 영역 범위들과 상기 설정된 좌표를 기초하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터의 값을 상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 값으로 가변하는 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부를 포함한다.
실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템은 안테나 임피던스를 빠른 시간 내에 서로 매칭시키면서, 송수신 신호의 왜곡율이 저하되는 것을 지속적으로 방지할 수가 있어 송수신 신호의 신호 감도를 지속적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화 시스템을 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭 회로의 회로도와 안테나 임피던스 조정부를 구체적으로 나타낸 블럭 구성도.
도 3a는 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값을 좌표로 설정한 상태를 나타낸 그래프.
도 3b는 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값의 좌표를 서칭한 상태를 나타낸 그래프.
도 4a는 다른 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값을 좌표로 설정한 상태를 나타낸 그래프.
도 4b는 다른 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값의 좌표를 서칭한 상태를 나타낸 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭 회로의 회로도와 안테나 임피던스 조정부를 구체적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3a는 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값을 좌표로 설정한 상태를 나타낸 그래프이다.
도 3b는 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값의 좌표를 서칭한 상태를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 다른 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값을 좌표로 설정한 상태를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 다른 하나의 일예로써, 도 1에 도시한 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값의 좌표를 서칭한 상태를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스 매칭 회로(102), 안테나 임피던스 조정부(104), 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)등을 포함한다.
안테나 임피던스 매칭 회로(102)는 복수의 안테나 임피던스 값들을 출력하도록 제공된다. 복수의 안테나 임피던스는 복수의 고정 임피던스(Z1, ZANT)와 복수의 가변 커패시터(VC1, VC2)를 포함할 수 있다.
안테나 임피던스 조정부(104)는 안테나 임피던스 매칭 회로(102)와 전기적으로 연결되어, 안테나 임피던스 매칭 회로(102)로부터 복수의 안테나 임피던스 중 복수의 고정 임피던스(Z1, ZANT) 값들을 각각 검출한다. 안테나 임피던스 조정부(104)는 복수의 가변 커패시터(VC1, VC2)를 조정함으로써, 안테나의 임피던스 매칭이 되도록 할 수 있다.
이때, 안테나 임피던스 조정부(104)는 엠씨유(Micro Controller Unit, MCU)를 포함하여 제공될 수가 있다.
더욱 자세하게 말하면, 안테나 임피던스 조정부(104)는 안테나 임피던스 검출 수단(104a), 안테나 임피던스 제어 수단(104b), 디지털 아날로그 변환 수단(104c), 안테나 임피던스 조정 수단(104d)등을 포함할 수가 있다.
안테나 임피던스 검출 수단(104a)은 안테나 임피던스 매칭 회로(102)와 전기적으로 연결되어 안테나 임피던스 매칭 회로(102)로부터 복수의 안테나 임피던스 중 복수의 고정 임피던스(Z1, ZANT) 값들을 각각 검출할 수 있다.
안테나 임피던스 제어 수단(104b)은 안테나 임피던스 검출 수단(104a)과 전기적으로 연결되어 안테나 임피던스 검출 수단(104a)으로부터 검출된 복수의 고정 임피던스(Z1, ZANT) 값들을 이미 저장된 기준 안테나 임피던스 값들과 비교하여 복수의 가변 커패시터(VC1, VC2)의 보상 임피던스 값들을 연산하도록 제공될 수가 있다.
디지털 아날로그 변환 수단(104c)은 안테나 임피던스 제어 수단(104b)과 전기적으로 연결되어 안테나 임피던스 제어 수단(104b)으로부터 공급되는 보상 임피던스 값들에 해당하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키도록 제공될 수가 있다.
안테나 임피던스 조정 수단(104d)은 디지털 아날로그 변환 수단(104c)과 전기적으로 연결되어 디지털 아날로그 변환 수단(104c)을 통해 변환된 보상 임피던스 값들에 해당하는 아날로그 신호를 공급받아, 보상 임피던스 값들에 맞게 안테나 임피던스 매칭 회로(102)에 제공된 복수의 가변 커패시터(VC1, VC2)를 조정함으로써, 안테나의 임피던스 매칭이 되도록 할 수 있다.
이때, 복수의 가변 커패시터(VC1, VC2)는 고정 임피던스(Z1, ZANT) 간에 전기적으로 연결되어 서로 병렬 연결된 제 1 가변 커패시터(VC1)와 제 2 가변 커패시터(VC2)를 포함하여 제공될 수가 있다.
안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)는 안테나 임피던스 매칭 회로(102)와 전기적으로 연결되어 안테나 임피던스 조정부(104)를 통해 안테나가 임피던스 매칭될 때에, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 안테나 임피던스 매칭 회로(102)로부터 출력되는 조정된 복수의 가변 커패시터 값을 좌표(P1, P2)로 설정하도록 제공된다.
이 후, 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)는 설정된 좌표(P1, P2)를 이미 저장된 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4)과 비교할 수 있다. 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4)은 안테나의 임피던스 매칭을 최적화하기 위하여 조정된 복수의 가변 커패시터 값이 가변 될 수 있도록 미리 정해진 범위들이다. 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)는 설정된 좌표(P1, P2)가 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4) 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)일 때에, 조정된 복수의 가변 커패시터 값을 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 값으로 가변하여 안테나의 임피던스 매칭을 최적화한다.
즉, 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)는 설정된 좌표(P1, P2)가 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4) 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는지를 순차적으로 서칭할 때에, 설정된 좌표(P1, P2)가 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)의 좌표를 벗어나는 위치에 있을 경우, 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4)중 벗어나는 위치에 있는 다른 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R2, 도4b의 R2 와 R3)는 스킵하도록 제공될 수가 있다.
이 후, 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)는 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 설정된 좌표(P1, P2)를 서칭한 후, 서칭된 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 조정된 복수의 가변 커패시터 값을 서칭된 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 값으로 가변하여 안테나의 임피던스 매칭을 최적화할 수 있다.
이때, 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4)은 좌표에 일정한 크기의 영역으로 서로 중첩되지 않게 나누어 설정될 수가 있다.
일예로, 기준 가변 커패시터의 영역 범위들(R1, R2, R3, R4)은 좌표의 중간 영역부터 시작되어 좌표의 끝단 영역에까지 일정한 크기의 영역으로 서로 중첩되지 않게 나누어 설정될 수가 있다.
이러한, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스 매칭 회로(102), 안테나 임피던스 조정부(104), 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)등을 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 조정된 가변 커패시터 값을 좌표(P1, P2)로 설정하고, 설정된 좌표(P1, P2) 가 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)의 좌표를 벗어나는 위치에 있을 경우, 벗어나는 위치에 있는 다른 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R2, 도4b의 R2 와 R3)는 스킵하게 된다.
이 후, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부(106)의 그리디 알고리즘(greedy algorithm)을 이용하여 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 설정된 좌표(P1, P2) 를 서칭한 후, 서칭된 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 조정된 복수의 가변 커패시터 값을 서칭된 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위(도3b의 R3, 도4b의 R4)에 있는 값으로 가변하여 안테나의 임피던스 매칭을 최적화시키게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스 조정부(104)를 통해 조정되어 안테나 임피던스 매칭 회로(102)로부터 출력되는 조정된 가변 커패시터 값을 빠르게 스캔하면서, 효율이 좋은 무선 주파수 대역의 송수신 신호를 제공할 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템(100)은 안테나 임피던스를 빠른 시간 내에 서로 매칭시키면서, 송수신 신호의 왜곡율이 저하되는 것을 지속적으로 방지할 수가 있어 송수신 신호의 신호 감도를 지속적으로 유지시킬 수가 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템
102 : 안테나 임피던스 매칭 회로 104 : 안테나 임피던스 조정부
104a : 안테나 임피던스 검출 수단 104b : 안테나 임피던스 제어 수단
104c : 디지털 아날로그 변환 수단 104d : 안테나 임피던스 조정 수단
106 : 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부

Claims (7)

  1. 복수의 고정 임피던스와 복수의 가변 커패시터를 포함하는 복수의 안테나 임피던스 값들을 출력하는 안테나 임피던스 매칭 회로;
    상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 고정 임피던스 값들과 이미 저장된 기준 안테나 임피던스 값들을 비교하여 상기 복수의 가변 커패시터를 조정하여 안테나의 임피던스 매칭을 하는 안테나 임피던스 조정부; 및
    상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 안테나 임피던스 조정부가 안테나의 임피던스 매칭을 할 경우 그리디 알고리즘을 이용하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터를 기초로 좌표를 설정하고, 안테나의 임피던스 매칭을 최적화하기 위하여 미리 정해진 기준 가변 커패시터의 영역 범위들과 상기 설정된 좌표를 기초하여 상기 조정된 복수의 가변 커패시터의 값을 상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 값으로 가변하는 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부를 포함하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나 임피던스 매칭용 무선 주파수 매칭 최적화부는,
    상기 설정된 좌표가 상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들 중 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는지를 순차적으로 서칭할 때에,
    상기 설정된 좌표가 상기 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위의 좌표를 벗어나는 위치에 있을 경우, 상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들 중 벗어나는 위치에 있는 다른 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위는 스킵하고,
    상기 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 상기 설정된 좌표를 서칭한 후, 서칭된 상기 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 상기 조정된 복수의 가변 커패시터 값을 상기 서칭된 상기 하나의 기준 가변 커패시터의 영역 범위에 있는 값으로 가변하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들은,
    그리디 알고리즘의 좌표에 일정한 크기의 영역으로 서로 중첩되지 않게 나누어 설정된 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기준 가변 커패시터의 영역 범위들은,
    그리디 알고리즘의 좌표의 중간영역부터 시작되어 상기 그리디 알고리즘의 좌표의 끝단 영역에까지 일정한 크기의 영역으로 서로 중첩되지 않게 나누어 설정된 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나 임피던스 조정부는,
    상기 안테나 임피던스 매칭 회로와 전기적으로 연결되어 상기 안테나 임피던스 매칭 회로로부터 복수의 안테나 임피던스 중 복수의 고정 임피던스 값들을 각각 검출하는 안테나 임피던스 검출 수단과;
    상기 안테나 임피던스 검출 수단과 전기적으로 연결되어 상기 안테나 임피던스 검출 수단으로부터 검출된 상기 복수의 고정 임피던스 값들을 이미 저장된 기준 안테나 임피던스 값들과 비교하여 복수의 가변 커패시터의 보상 임피던스 값들을 연산하는 안테나 임피던스 제어 수단과;
    상기 안테나 임피던스 제어 수단과 전기적으로 연결되어 상기 안테나 임피던스 제어 수단으로부터 공급되는 상기 보상 임피던스 값들에 해당하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 디지털 아날로그 변환 수단; 및
    상기 디지털 아날로그 변환 수단과 전기적으로 연결되어 상기 디지털 아날로그 변환 수단을 통해 변환된 상기 보상 임피던스 값들에 해당하는 아날로그 신호를 공급받아, 상기 보상 임피던스 값들에 맞게 상기 안테나 임피던스 매칭 회로에 제공된 복수의 가변 커패시터를 조정함으로써, 상기 안테나의 임피던스 매칭을 하는 안테나 임피던스 조정 수단을 포함하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나 임피던스 조정부는 엠씨유(Micro Controller Unit, MCU)를 포함하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 가변 커패시터는 상기 복수의 고정 임피던스 간에 전기적으로 연결되어 서로 병렬 연결된 제 1 가변 커패시터와 제 2 가변 커패시터를 포함하는 그리디 알고리즘을 이용한 안테나 임피던스 매칭 시스템.
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