KR20010036022A - 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치는 IF신호의 크기를 검출하여 검출된 크기가 기 설정된 기준값보다 클 경우에는 IF신호의 증폭레벨을 기 설정된 기준레벨로 낮추고, 검출된 IF신호의 크기가 기준 신호레벨보다 작을 경우에는 기준레벨로 높여주는 것으로, 입력되는 신호의 레벨에 관계없이 IF증폭 출력레벨을 일정하게 유지시켜 줌으로써, 안정된 통신과 IF신호 방사시 발생되는 노이즈를 감소시켜 신뢰성 있는 이동통신 스템을 구현하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 이동통신 기지국장치에서의 중간주파수 송신장치에 관한 것으로서, 특히 중간주파수(Immediate Frequency: 이하 IF라 칭함) 송신장치에서 RF(Radio Frequency)처리장치로 전송시 파워(Power)를 검출하여 검출된 파워가 기 설정된 기준전압이상 또는 이하일 경우 일정전압으로 유지시켜 줌으로써, 가지국과 단말기간의 안정된 통신과 안테나를 통해 파워방사시 발생될 수 있는 노이즈를 최소한으로 감소시켜 주는 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 일반적인 기지국 시스템이나 단말기등에서 TX출력을 방사하게 되는데, 운용중 높은 파워를 방사할 때가 있다. 이때, TX 파워가 오버플로우가 되면, IF증폭기의 정상동작 범위에서 벗어나면서 노이즈(Noise)가 증가하게 된다. 이것을 방지하기 위해 오버플로우가 되기전에 출력을 감지하여 출력레벨을 일정레벨로 유지시켜 줄 수 있도록 한 것이다.
일반적인 CDMA방식의 이동통신 기지국은 교환시스템과 셀(Cell)장비로 구성되어 있다. 여기에는 시스템을 이루는 많은 단위 기능 장치가 포함되어 있으며, 이들 장치는 여러가지 형태의 장비로 구현된다.
이러한 이동통신 기지국장치의 핵심부는 채널카드(Channel Card), 섹터 접속카드(Sector Interface Card), 아날로그 공용카드(Analog Common Card) 및 종단카드를 실장하고 있는 디지탈 셀프(Digital Shelf)이다. 그리고, 트랜시버 셀프는 디지탈 셀프로 부터 출력되는 중간주파수(Intermediate Frequency: 이하 IF라 칭함)신호를 UHF로 상향 변환하는 것과, 역으로 수신되는 UHF를 IF로 하향 변환하는 것이다.
또한, 트랜시버 셀프내에는 채널카드로 부터 수신되는 기저대역 순방향 신호를 결합하여 IF신호로 상향 변환하는 섹터접속카드가 내장된다. 이러한 섹터접속카드는 아날로그 공용 카드로 부터 결합된 기저대역 송신신호를 받아서 이들을 결합하고 증폭한다. 결합된 신호는 저역통과필터(LPF)를 통과하여 IF신호 즉, 4.95MHz의 0°와 90°지연신호와 결합되어 대역통과필터(BPF)를 통해 4.95Mhz의 IF신호로 RF 랙(Rack)에 송신한다. 따라서, RF 랙은 안테나를 통해 신호 송출을 위해 수신된 4.95Mhz의 IF신호를 UHF신호로 변환하게 되는 것이다.
이하, 일반적인 CDMA방식의 이동통신 기지국 장치에서의 IF 송신장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 하자.
도 1은 일반적인 CDMA방식의 이동통신 기지국 장치에서의 IF 송신장치의 개력적인 블록구성을 나타낸 도면으로서 도 1을 참조하여 그 구성을 보면, IF변환부(100)와, IF증폭부(110)로 구성된다.
IF변환부(100)는 채널카드(미도시)로 부터 전송된 기저대역 신호(I/Q)가 서로 결합되어 출력되면, 출력된 기저대역신호를 임의의 IF신호로 변환한 후, IF증폭부(110)로 출력한다.
IF증폭부(110)는 IF변환부(100)에서 변환된 IF신호를 일정레벨 증폭하여 RF처리장치(미도시)로 전송되어 IF신호가 RF신호로 상향 변환된 후, 안테나를 통해 단말기로 방사되는 것이다.
이와 같은 종래 기술에 따른 이동통신 기지국 시스템에서의 IF송신장치에서는 IF변환부(100)에서 출력되는 주파수에 대한 파워가 일정레벨 이상 즉, 오버플로우가 되어 IF증폭기(110)의 정상동작 범위를 벗어나게 되는 경우가 발생된다.
따라서, IF증폭기(110)의 정상동작 범위를 벗어나면서 노이즈가 증가하게 되는 문제점이 있으며, 이렇게 노이즈가 증가된 신호를 안테나를 통해 그대로 방사하게 되는 경우에는 통화품질에 악영향을 미치게 되는 커다란 문제점이 야기 될 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은, RF(Radio Frequency)처리장치로 전송시 파워(Power)를 검출하여 검출된 파워가 기 설정된 기준전압이상 또는 이하일 경우 일정전압으로 유지시켜 줌으로써, 기지국과 단말기간의 안정된 통신과 안테나를 통해 파워방사시 발생될 수 있는 노이즈를 최소한으로 감소시켜 주어 안정통신을 수행할 수 있도록 한 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CDMA방식의 이동통신 기지국 장치의 IF 송신장치의 특징은, IF신호를 일정레벨 증폭하여 RF처리장치로 전송하는 IF증폭부를 구비한 이동통신 시스템의 IF 송신장치에 있어서, 상기 IF 증폭부에서 증폭되어 출력되는 신호의 크기를 아날로그 신호의 크기로 검출하여 DC레벨로 변환시켜 출력하는 검출부와; 상기 검출부에서 출력되는 DC레벨의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부에서 변환된 디지탈신호를 기 설정된 기준 데이타와 비교하여 입력된 디지탈 데이타가 기 설정된 기준데이타 이상의 값을 가지게 되는 경우에는 기 설정된 기준 데이타값을 출력하고, 입력데이타가 기 설정된 기준 데이타값 보다 낮은 경우 입력데이타를 그대로 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 데이타값을 아날로그 신호(DC)로 변환하는 D/A변환부와; 상기 D/A변환부에서 출력되는 아날로그 DC 신호 성분에 포함된 리플성분을 제거한 후, 일정레벨 증폭하여 출력하는 필터링부와; 상기 필터링부에서 출력되는 DC성분신호를 IF증폭부의 증폭 제어신호로서 출력하여 IF증폭부의 증폭 전압을 일정하게 안정화시키는 전압 안정화부를 구성함에 있다.
도 1은 일반적인 이동통신 기지국 장치에서의 중간주파수 송신장치에 대한 개략적인 블록구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 도시된 검출부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 2에 도시된 필터링부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면,
도 5는 도 2에 도시된 전압안정화부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면,
도 6은 도 2에 도시된 IF증폭부의 입력레벨과 출력레벨간의 관계를 나타낸 그래프.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100 : IF변환부 110 : IF증폭부
120 : 검출부 130 : A/D변환부
140 : 제어부 150 : D/A변환부
160 : 필터링부 170 : 전압 안정화부
이하, 본 발명에 따른 이동통신 기지국 장치의 IF송신 제어장치의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 장치에서의 IF송신 제어장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면, 도 3은 도 2에 도시된 검출부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면, 도 4는 도 2에 도시된 필터링부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면, 도 5는 도 2에 도시된 전압안정화부에 대한 상세 회로구성을 나타낸 도면으로써, 도 1에 도시된 종래 기술과 중복되는 동일한 구성요소에 대하여는 그 설명을 생략하고 본 발명의 구성을 살펴보기로 하자.
IF증폭부(110)에서 출력되는 IF출력 전압을 아날로그 신호의 크기로 검출하여 DC레벨로 변환시켜 출력하는 검출부(120)와, 검출부(120)에서 출력되는 DC레벨의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환부(130)로 구성된다. 여기서, A/D변환부(130)에서는 검출된 신호의 크기를 디지탈 값으로 정량화하기 위해서 디지탈 신호로 변환하는 것으로, 전압의 크기는 아주 미세하게 변환하기 때문에 8비트의 A/D변환부로 사용하는 것이다.
또한, A/D변환부(130)에서 변환된 디지탈신호를 기 설정된 기준 데이타와 비교하여 입력된 디지탈 데이타가 기 설정된 기준데이타 이상의 값을 가지게 되는 경우에는 기 설정된 기준 데이타값을 출력하고, 입력데이타가 기 설정된 기준 데이타값 보다 낮은 경우 입력데이타를 그대로 출력하는 제어부(140)와, 제어부(140)에서 출력되는 데이타값을 아날로그 신호(DC)로 변환하여 IF증폭부(110)의 제어신호로 출력하는 D/A변환부(150)가 구성된다.
또한, D/A변환부(150)에서 출력되는 아날로그 DC 신호 성분에 포함된 리플성분을 제거한 후, 일정레벨 증폭하여 출력하는 필터링부(160)와, 필터링부(160)에서 출력되는 DC성분신호를 IF증폭부(110)의 증폭 제어신호로서 출력하여 IF증폭부 (110)의 증폭 전압을 안정화시키는 전압 안정화부(170)로 구성된 것이다. 여기서, 상기 필터링부(160)는 로우 패스 필터(Low Pass Filter)이다.
이와 같은 본 발명의 구성에 대한 상세 회로 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 하자.
먼저, 도 2에도시된 검출부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 IF증폭부(110)의 출력단에 다이오드(D1, D2)가 각각 역방향으로 병렬 구성되고, 다이오드(D1, D2)와 각각 병렬 콘덴서(C1, C2)가 각각 직렬로 연결 구성된다. 즉, 다이오드(D1)의 캐소드(Cathod)단과 병렬로 콘덴서(C1)가 연결되고, 다이오드(D2)의 애노드(Anode)단과 병렬로 연결 된 것이며, 콘덴서(C1)와 콘덴서(C2)는 서로 직렬로 연결된다.
또한, 도 1에 도시된 필터링부(160) 즉, 로우 패스 필터는 도 4에 도시된 바와 같이, D/A변환부(150)에서 아날로그 신호로 변환된 DC성분중 포지티브(Positive)성분이 입력되는 제 1 입력단과, 네가티브(Negative)성분이 입력되는 제 2 입력단으로 구성된 것으로, 상기 제 1 입력단 즉, 포지티브 성분 입력단에는 저항(R2)이 연결되고, 제 2 입력단 즉, 네가티브 성분 입력단에는 저항(R1)이 각각 연결된다. 그리고, 상기 저항(R2)는 OP앰프(OP)의 비반전단자(+)에 연결되고, 저항(R1)은 OP앰프(OP)의 반전단자(-)에 연결되어 있다. 그리고, OP앰프(OP)의 비반전단자(+)에는 저항(R2)과 병렬로 콘덴서(C2)가 연결되고, OP앰프(OP)의 출력단과 OP앰프(OP)의 반전단자(-)에는 콘덴서(C1)가 저항(R1)과 직렬로 각각 접속되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 전압 안정화부(170)는 도 5에 도시된 바와 같이 저항(R1)과 저항(R2)이 각각 병렬 연결되어 구성된 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템의 IF 송신 제어장치의 동작에 대하여 상세하게 설명해 보기로 하자.
먼저, IF증폭부(110)에서 출력되는 증폭된 IF신호의 크기를 검출부(120)에서 검출하게 된다. 즉, IF증폭부(110)에서 출력되는 신호중 첫번째 (+) 반주기가 입력되면, 다이오드(D1)가 도통되고, 다이오드(D1)의 도통에 따라 콘덴서(C1)에는 입력최대 전압인 Vin이 충전된다. 이때, 다이오드(D2)는 차단상태가 되어 동작하지 않게 된다.
그리고, (-)반주기가 입력되면, 다이오드(D1)는 차단상태가 되고, 다이오드(D2)는 도통된다. 이때, 콘덴서(C2)에는 Vin의 전압이 충전되어 최종출력은 입력전압의 2배가 되는 직류전압을 출력하게 되는 것이다. 따라서, 이와 같은 방법을 이용하게 되면 아주 미세한 신호까지 검출할 수 있게 되는 것이다.
이렇게 검출부(120)에서 출력되는 직류전압은 A/D변환부(130)로 출력되게 되는데, A/D변환부(130)는 검출부(120)에서 출력되는 DC성분신호를 디지탈 신호로 변환하여 제어부(140)로 출력한다. 여기서, DC성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 것은 검출된 신호의 크기를 디지탈 값으로 정량화하기 위해서이다. 이때, 검출부(120)에서 검출된 신호의 크기는 아주 미세하기 때문에 8비트의 A/D변환부(130)를 사용하게 된다.
제어부(140)는 A/D변환부(130)에서 변환되어 출력되는 디지탈 데이타를 이용하여 아래의 표 1에서와 같이 출력데이타값을 결정하게 된다.
입력데이타 | 출력데이타 | 비고 |
11111111 | 11111100 | 오버플로우 범위 |
11111110 | 11111100 | 오버플로우 범위 |
11111101 | 11111100 | 오버플로우 범위 |
11111100 | 11111100 | 기준레벨 |
11111011 | 11111011 | 기준레벨 이하에서 출력 |
· | · | “ |
· | · | “ |
· | · | “ |
· | · | “ |
10 | 10 | “ |
1 | 1 | “ |
0 | 0 | “ |
즉, 제어부(140)는 상기 표 1에서와 같이 A/D변환부(130)로 부터 입력되는 데이타값을 기 설정된 기준데이타값과 비교하여 입력데이타값이 기준 데이타값보다 큰 데이타 값인 경우에는 기설정된 기준데이타값을 D/A변환부(150)로 출력하고, 입력데이타값이 기준데이타값이하의 데이타값인 경우에는 입력데이타값을 그대로 D/A변환부(150)로 출력하게 되는 것이다.
예를들어, 기준데이타를 ″11111100″이라 하고, 레벨A/D변환부(130)로 부터 입력되는 입력데이타값이 ″11111111″ 또는 ″11111110″ 또는 ″11111101″인 경우에는 IF 파워가 오버플로우범위에 포함되는 것으로 판단하여 상기 기준데이타값 ″11111100″을 D/A변환부(150)로 출력하고, A/D변환부(130)로부터의 입력데이타값이 상기 기준데이타값 또는 그 이하의 데이타값인 경우에는 오버플로우가 발생되지 않은 것으로 판단하여 입력데이타값을 그대로 D/A변환부(150)로 출력하는 것이다.
D/A변환부(150)는 제어부(140)에서 출력되는 데이타값을 아날로그 DC성분으로 변환시켜 필터링부(160)로 출력한다. 여기서, 출력되는 DC성분 신호는 IF증폭부(110)에서의 전압증폭을 제어하기 위한 신호이다.
필터링부(160) 즉, 로우 패스 필터는 D/A변환부(150)에서 출력되는 DC성분의 아날로그신호에 포함된 리플성분을 제거한 후, 리플성분이 제거된 DC성분신호를 일정레벨 증폭하여 전압 안정화부(170)로 출력하는 것이다. 즉, D/A변환부(150)에서 출력되는 DC성분신호에는 클럭에 의해 발생되는 리플성분이 포함된다. 따라서, 필터링부(160)는 이 리플성분신호를 제거하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같은 필터링부를 사용하게 되는 것이다. D/A변환부(150)에서 출력되는 DC성분신호중 (+)반주기신호는 저항(R2)과 콘덴서(C2)에 의해 리플신호 성분을 제거하고, (-)반주기에 포함된 리플신호 성분은 저항(R1)과 콘덴서(C1)에서 각각 제거된 후, 리플성분이 제거된 (+)반주기의 DC성분은 OP앰프(OP)의 비반전단자(+)로 입력되고, 리플성분이 제거된 (-)반주기의 DC성분은 OP앰프(OP)의 반전단자(-)로 입력되는 것이다. 따라서, OP앰프(OP)는 입력되는 DC성분을 일정레벨 증폭한 후, 증폭된 DC성분을 IF증폭부(110)의 증폭 제어신호로서 제공하는 것이다. 여기서, 리플성분의 제거를 위한 응답시간(Response Time)은 저항(R1, R2) 및 콘덴서(C1, C2)의 RC시정수에 의해 결정된다.
전압 안정화부(170)는 필터링부(160)의 OP앰프(OP)로 부터 출력되는 DC성분을 IF증폭부(110)에서 IF증폭을 위한 컨트롤 전압으로 변환하여 IF증폭부(100)로 출력한다. 따라서, IF증폭부(110)는 전압 안정화부(170)에서 제공되는 컨트롤 전압에 따라 IF증폭율을 결정하는 것이다. 즉, IF 파워의 오버플로우가 발생되었을 경우에는 전압 안정화부(170)에서 제공되는 컨트롤 전압에 따라 기준 레벨로 증폭율 을 낮추어 일정전압을 출력시키고, 일정 레벨이하에서는 IF 파워증가시 출력전압을 일정레벨만큼 증가시켜 출력하는 것이다. 이와 같은 전압 안정화부(170)에서 제공되는 컨트롤 전압에 의한 IF증폭부의 입력레벨과 출력레벨과의 관계는 도 6에 도시되어 있다. 즉, IF출력파워가 오버플로우범위에 포함되는 경우에는 기 설정된 일정레벨의 출력값으로 전압레벨을 낮추어 출력하고, IF출력파워가 정상동작 범위에 있을 경우에는 기 설정된 기준 레벨의 전압값으로 신호를 증폭한 후, 출력하는 것이다.
결국, 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치는, IF증폭부(110)에서 출력되는 IF신호의 크기를 검출하여 검출된 크기가 기 설정된 기준값보다 클 경우에는 IF증폭부(110)에서 증폭되는 신호의 레벨을 기 설정된 기준레벨로 낮추고, 검출된 IF신호의 크기가 기준신호 레벨보다 작을 경우에는 기준레벨로 높여주는 것이다. 즉, IF증폭부(110)로 입력되는 신호의 레벨에 관계없이 IF증폭부(110)의 출력레벨을 일정하게 유지시켜 주는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치는 IF증폭부(110)에서 출력되는 IF신호의 크기를 검출하여 검출된 크기가 기 설정된 기준값보다 클 경우에는 IF증폭부(110)에서 증폭되는 신호의 레벨을 기 설정된 기준레벨로 낮추고, 검출된 IF신호의 크기가 기준신호레벨보다 작을 경우에는 기준레벨로 높여주는 것이다. 즉, IF증폭부(110)로 입력되는 신호의 레벨에 관계없이 IF증폭부(110)의 출력레벨을 일정하게 유지시켜 줌으로써, 안정된 통신과 IF신호의 출력시 노이즈의 발생을 감소시켜 신뢰성 있는 시스템을 구현하도록 한 것이다.
Claims (6)
- IF신호를 일정레벨 증폭하여 RF처리장치로 전송하는 IF증폭부를 구비한 이동통신 시스템의 IF 송신장치에 있어서,상기 IF 증폭부에서 증폭되어 출력되는 신호의 크기를 아날로그 신호의 크기로 검출하여 DC레벨로 변환시켜 출력하는 검출부와;상기 검출부에서 출력되는 DC레벨의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환부와;a) 상기 A/D변환부에서 변환된 디지탈신호를 기 설정된 기준 데이타와 비교하여 입력된 디지탈 데이타가 기 설정된 기준데이타 이상의 값을 가지게 되는 경우에는 기 설정된 기준 데이타값을 출력하고,b) 입력데이타가 기 설정된 기준 데이타값 보다 낮은 경우 입력데이타를 그대로 출력하는 제어부와;상기 제어부에서 출력되는 데이타값을 아날로그 신호(DC)로 변환하는 D/A변환부와;상기 D/A변환부에서 출력되는 아날로그 DC 신호 성분에 포함된 리플성분을 제거한 후, 일정레벨 증폭하여 출력하는 필터링부와;상기 필터링부에서 출력되는 DC성분신호를 IF증폭부의 증폭 제어신호로서 출력하여 IF증폭부의 증폭 전압을 일정하게 안정화시키는 전압 안정화부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템의 IF 송신 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 A/D변환부는 검출된 신호의 크기를 디지탈 값으로 정량화하기 위한 8비트의 A/D변환부를 사용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템의 IF송신 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출부는 IF증폭부의 출력단에 다이오드(D1, D2)가 각각 역방향으로 병렬 구성되고, 다이오드(D1, D2)각각에는 병렬 콘덴서(C1, C2)가 각각 직렬로 연결 구성됨을 특징을 하는 이동통신 기지국 시스템의 IF송신 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 필터링부는 로우 패스 필터인 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템의 IF송신 제어장치.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 필터링부는a) 상기 D/A변환부에서 아날로그 신호로 변환된 DC성분중 포지티브(Posit ive)성분이 입력되는 제 1 입력단과, 네가티브(Negative)성분이 입력되는 제 2 입력단으로 구성되고,b) 상기 제 1 입력단에는 저항(R2)이, 제 2 입력단에는 저항(R1)이 각각 연결되고,c) 상기 저항(R2)은 OP앰프(OP)의 비반전단자(+)에 연결되고, 저항(R1)은 OP앰프(OP)의 반전단자(-)에 연결되며,d) 상기 OP앰프(OP)의 비반전단자(+)에는 저항(R2)와 병렬로 콘덴서(C2)가 연결되고, OP앰프(OP)의 출력단과 OP앰프(OP)의 반전단자(-)에는 콘덴서(C1)가 저항(R1)과 직렬로 각각 접속되어서 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템템의 IF 송신 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 전압 안정화부는 상기 필터링부의 출력단에 저항(R1)이 직렬로 연결되고, 저항(R1)과 병렬로 저항(R2)가 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템의 IF 송신 제어장치.
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KR1019990042856A KR100318405B1 (ko) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 이동통신 기지국 시스템의 중간주파수 송신 제어장치 |
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KR (1) | KR100318405B1 (ko) |
-
1999
- 1999-10-05 KR KR1019990042856A patent/KR100318405B1/ko not_active IP Right Cessation
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