KR20050065982A - Method for guaranteeing quality of service based on streaming control transport protocol - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트림제어 전송프로토콜(SCTP)을 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법에 관한 것으로, 상기 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법은 SCTP를 통해 VoIP나 화상 회의와 같은 멀티미디어 서비스 응용을 제공할 때, 측정된 전송환경을 기반으로 하여 전송률을 조정하고, 감지된 대역폭을 기반으로 하여 코덱 또는 전송률을 다이나믹하게 변경함으로써, 보다 개선된 서비스 품질을 제공할 수 있게 된다. The present invention relates to a method for providing a multimedia service quality using a stream control transmission protocol (SCTP). The multimedia service quality providing method provides a measured transmission environment when providing a multimedia service application such as VoIP or video conferencing through SCTP. By adjusting the transmission rate on the basis of the bandwidth, and dynamically changing the codec or the transmission rate on the basis of the detected bandwidth, it is possible to provide improved quality of service.
Description
본 발명은 멀티미디어 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 특히 스트림제어 전송프로토콜(Streaming Control Transport Protocol : SCTP)을 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for providing a multimedia service, and more particularly, to a method for providing a multimedia service quality using a Streaming Control Transport Protocol (SCTP).
도 1은 TCP(Transmission Control Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol)를 인터넷 수송 계층 프로토콜로 사용하는 경우의 데이터 송수신 방식을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a data transmission / reception scheme in the case of using Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP) as an Internet transport layer protocol.
도 1을 참조하면, 기존 인터넷 멀티미디어 통신은 그 특성상 여러 종류의 미디어(예를 들면, 영상 스트림, 음성 스트림, 텍스트 스트림 등)를 동시에 전달해야 한다. 각각의 스트림은 스트림별로 별도의 연결을 구성하며, 이런 통신 연결들은 도 1에 도시된 바와 같이 TCP나 UDP를 통해 이루어지며, 서비스 품질을 개선하기 위해선 코덱 또는 전송률의 선정 및 망의 자원 선점 등의 방법을 사용한다.Referring to FIG. 1, the existing Internet multimedia communication has to transmit various types of media (eg, a video stream, a voice stream, a text stream, etc.) at the same time. Each stream constitutes a separate connection for each stream, and these communication connections are made through TCP or UDP as shown in FIG. 1, and in order to improve the quality of service, such as selecting a codec or a transmission rate and preempting network resources, etc. Use the method.
최근 인터넷 실시간 멀티미디어 서비스의 다양한 요구 사항에도 불구하고, 그 동안 인터넷에서의 수송 계층 프로토콜은 TCP 및 UDP로 제한되어 왔다. TCP 및 UDP 기반의 인터넷 프로토콜은 기존의 전기통신망에서 제공되던 전화서비스는 물론 새로이 개발되는 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공에는 부적합하다. 이러한 배경으로 인해 IETF에서는 2000년 10월에 SCTP를 RFC2960으로 제정하였다. 초기의 SCTP 개발 목적은 인터넷 망에서의 전화서비스 신호 전달에 있었으나, 최근에는 범용 수송계층 프로토콜로서 모든 종류의 인터넷 응용 서비스로 적용을 확대하고 있다.Despite the various requirements of the Internet real-time multimedia services in recent years, transport layer protocols on the Internet have been limited to TCP and UDP. TCP and UDP-based Internet protocols are not suitable for the newly developed multimedia streaming service as well as the telephone service provided in the existing telecommunication network. For this background, the IETF enacted the SCTP as RFC2960 in October 2000. Initially, the purpose of SCTP development was to transmit the telephone service signal in the Internet network, but recently, it is expanding its application to all kinds of Internet application services as a general transport layer protocol.
도 2는 SCTP를 인터넷 수송 계층 프로토콜로 사용하는 경우의 데이터 송수신 방식을 보여주는 도면이다. SCTP는 UDP의 메시지 지향(message-oriented) 특성과 TCP의 연결형 신뢰성 제공 특성을 조합한 프로토콜로서, 멀티스트리밍(multi-streaming) 및 멀티홈잉(multi-homing) 특성을 제공한다. 2 is a view showing a data transmission and reception method when using the SCTP as the Internet transport layer protocol. SCTP is a protocol that combines the message-oriented characteristics of UDP with the connection reliability provisioning characteristics of TCP, and provides multi-streaming and multi-homing characteristics.
도 2를 참조하면, SCTP는 하나의 연결을 통해 다수의 응용 스트림들(예를 들면, 영상 스트림, 음성 스트림, 텍스트 스트림 등)을 전송해 줄 수 있는 멀티스트리밍 기능을 지원하여, 통신 연결상의 어플리케이션이 성격이 다른 응용 스트림 채널들을 하나의 연결 통로로 전송할 수 있게 된다.Referring to FIG. 2, SCTP supports a multistreaming function capable of transmitting a plurality of application streams (eg, a video stream, a voice stream, a text stream, etc.) through a single connection, thereby providing an application on a communication connection. This allows for the transmission of different application stream channels over one connection path.
도 3은 멀티홈잉 특성이 제공되는 네트워크의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 종단 호스트는 하나 이상의 통신 인터페이스를 구비하여 다수의 인터페이스를 통해 통신을 수행하는 멀티홈잉 기능을 수행한다. 이 경우, 하나의 인터페이스나 그 인터페이스가 속한 망이 동작을 하지 않더라도, 다른 인터페이스 연결을 이용하여 통신이 끊기지 않고 지속할 수 있게 된다. 멀티홈잉 기능은 긴급전화(Emergency Call)와 같이 강건한 통신환경을 요구하는 서비스에서 백업채널(Backup Channel)을 자연스럽게 제공해 줌으로써, 어플리케이션으로 하여금 하부 망이나 인터페이스의 고장에 상관없이 연결을 유지할 수 있도록 해준다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a network provided with a multihoming characteristic. Referring to FIG. 3, an end host includes one or more communication interfaces to perform a multihomed function of performing communication through a plurality of interfaces. In this case, even if one interface or a network to which the interface belongs does not operate, communication can be continued without disconnection using another interface connection. Multihomed features naturally provide a backup channel for services requiring robust communication environments, such as emergency calls, allowing applications to maintain connectivity regardless of the underlying network or interface failure.
서비스 품질(Quality of Service : QoS)이라는 것은 송수신자의 대화가 얼마나 좋은 품질로 제공되는가를 말하는데, 원격 멀티미디어 통신환경에서 보다 질 좋은 영상이나 음성 등의 멀티미디어 응용 서비스 품질을 얻기 위해서는 단순히 코덱 뿐만 아니라 멀티미디어 데이터가 전송되는 경로의 대역폭의 관리 또한 간과되어서는 안될 중요한 문제이다. Quality of Service (QoS) refers to how good the quality of communication between the sender and receiver is. In order to get better quality of multimedia application services such as video and voice in remote multimedia communication environment, it is not just a codec but also multimedia data. The management of the bandwidth of the path over which the data is transmitted is also an important issue that should not be overlooked.
기존 인터넷에서는 서비스 품질을 개선하기 위해 어떤 특정 데이터 스트림의 경로에 있는 라우터와 같은 네트워크 장비에 자원(버퍼)을 선점하는 접근 방식을 채택하였으나, 이러한 접근 방법은 인터넷에 있는 모든 라우터들에 자원 선점 기능을 추가시킴에 따른 부하를 가중시키게 되어, 자원 예약을 하지 않는 일반 스트림에게 악영항을 끼치게 된다. Traditionally, the Internet adopted an approach to preempt resources (buffers) to network equipment such as routers in the path of certain data streams to improve the quality of service, but this approach preempts resources to all routers on the Internet. This adds to the load by adding to, which adversely affects normal streams that do not reserve resources.
따라서, SCTP를 통해 VoIP(Voice over IP)나 화상 회의와 같은 멀티미디어 서비스 응용을 제공할 때, 상기와 같은 문제를 유발하지 않고 보다 개선된 서비스 품질을 제공할 수 있는 새로운 방안이 요구된다.Accordingly, when providing multimedia service applications such as voice over IP (VoIP) or video conferencing through SCTP, a new method for providing improved service quality without causing the above problems is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, VoIP나 화상 회의와 같은 멀티미디어 서비스 응용을 제공할 때, 측정된 전송환경을 기반으로 전송률을 조정하거나 데이터 코덱을 변경함으로써, 보다 개선된 서비스 품질을 제공할 수 있는 SCTP를 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide improved service quality by adjusting the data rate or changing the data codec based on the measured transmission environment when providing a multimedia service application such as VoIP or video conferencing. The present invention provides a method for providing multimedia quality of service using SCTP.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 스트림제어 전송프로토콜을 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법은, (a) 멀티미디어 응용이 송수신하는 데이터 양과, 스트림제어 전송프로토콜(Streaming Control Transport Protocol : SCTP)이 가지고 있는 다수개의 인터페이스에서 제공할 수 있는 대역폭을 감지하는 단계; (b) 감지된 상기 데이터 양과 상기 대역폭을 비교하여 상기 멀티미디어 응용에게 사용 가능한 대역을 알려주는 단계; 및 (c) 상기 멀티미디어 응용이 상기 사용 가능한 대역을 근거로 하여 코덱 또는 전송률을 변경하여 미디어 스트림을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, there is provided a method for providing a multimedia quality of service using a stream control transport protocol according to the present invention, which includes: (a) the amount of data transmitted and received by a multimedia application and the number of stream control transport protocols (SCTP); Sensing bandwidth that can be provided by the two interfaces; (b) comparing the detected amount of data with the bandwidth to inform the multimedia application of available bands; And (c) the multimedia application providing a media stream by changing a codec or a transmission rate based on the available band.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SCTP 프로토콜(100) 구조를 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 QoS SCTP 모듈의 상세 구조를 보여주는 도면이다.4 is a view showing the structure of the SCTP protocol 100 according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a detailed structure of the QoS SCTP module shown in FIG.
도 4 및 도 5를 참조하면, 멀티미디어 응용(Multimedia Application) 계층(20)과 SCTP 계층(30) 사이에 QoS SCTP 모듈(10)이 구비된다. QoS SCTP 모듈(10)은 전송률 측정 모듈(12)과 대역 측정모듈(14)로 구성된다. 4 and 5, the QoS SCTP module 10 is provided between the multimedia application layer 20 and the SCTP layer 30. The QoS SCTP module 10 is composed of a rate measuring module 12 and a band measuring module 14.
전송률 측정모듈(12)은 멀티미디어 응용(20)이 송수신하는 데이터에 대한 전송 속도를 측정하고, 멀티미디어 응용(20)이 송수신하는 데이터의 양을 감지하는 역할을 수행한다.The rate measurement module 12 measures a transmission speed for data transmitted and received by the multimedia application 20 and detects an amount of data transmitted and received by the multimedia application 20.
대역측정모듈(14)은 시시각각 변화하는 망 환경을 감시하여 하부의 SCTP(30)가 가지고 있는 다수개의 인터페이스에서 제공할 수 있는 대역폭을 감지하고, 사용 가능한 대역폭을 측정하는 역할을 수행한다. The band measurement module 14 monitors a network environment that changes from time to time, and detects bandwidth that can be provided by a plurality of interfaces of the lower SCTP 30, and measures a usable bandwidth.
이와 같이, 본 발명에 따른 QoS SCTP 모듈(10)에서는 인터넷 서비스 품질을 개선하는 데 있어서, 기존의 “자원 선점 방식”보다는 “자원 감지 방식”을 이용한다. 왜냐하면, 기존 “자원 선점 방식”은 인터넷에 있는 모든 라우터들에 이와 같은 기능을 추가시켜야 하기 때문에, 이 기능을 사용할 경우 발생하는 부하로 인하여, 자원 예약을 하지 않은 일반 스트림에게 악 영항을 끼칠 수 있기 때문이다. 예를 들어, 음성이나 영상에 사용되는 압축 방식을 망 환경에 따라 동적으로 변화시키지 않을 경우 망의 부하를 가중시키거나 데이터의 손실을 유발시킬 수 있다. As such, the QoS SCTP module 10 according to the present invention uses the "resource detection method" rather than the existing "resource preemption method" in improving the Internet service quality. Because the existing resource preemption method needs to add this function to all routers on the Internet, the load caused by using this function may adversely affect the general stream without resource reservation. Because. For example, if the compression method used for voice or video is not changed dynamically according to the network environment, it may increase the network load or cause data loss.
“자원 감지 방식”이 중요한 이유는, 강건한 통신 선로를 목적으로 하는 백업 채널로 데이터 전송이 전이되는 경우(예를 들면, 긴급전화)처럼 유용한 전송 대역폭이 줄어들 경우, 전송하던 데이터의 양을 동적으로 변경할 수 있기 때문에 망의 부하나 데이터의 손실을 방지할 수 있기 때문이다.The importance of “resource sensing” is important because the amount of data that is being transmitted can be dynamically adjusted when useful transmission bandwidth is reduced, such as when data transfers to a backup channel for robust communication lines (e.g., emergency calls). This is because the change can prevent network load and loss of data.
도 6은 도 5에 도시된 QoS SCTP 모듈(10)을 멀티미디어 서비스에 도입할 경우, 각 미디어 스트림간에 할당되는 대역폭의 변경 과정을 보여주는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a process of changing bandwidth allocated between media streams when the QoS SCTP module 10 illustrated in FIG. 5 is introduced into a multimedia service.
도 5 및 도 6을 참조하면, 멀티미디어 응용을 사용하는 사용자는 통신을 시작함에 있어 음성, 영상 및 텍스트 중에서 원하는 미디어 형태를 선택할 수 있으며, 각 미디어의 품질을 고려할 수 있다. 예를 들어, 비록 영상은 선명하지 않더라도 음성은 또렷하게 들리기를 원하거나, 음성이 그리 또렷하지는 않더라도 영상을 더 중요시 여길 수 있다. 이러한 사용자의 요구에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 자신이 사용할 수 있는 대역 중 각각의 미디어가 사용할 수 있는 대역이 비율 혹은 수치로써 정해지게 된다. 도 6에서는 영상, 음성 및 텍스트 미디어들이 각각 1/3 씩 할당된 경우를 고려하였다. Referring to FIGS. 5 and 6, a user using a multimedia application may select a desired media type from among voice, video, and text and start considering the quality of each media. For example, even if the image is not clear, the voice may want to be heard clearly, or the image may be more important even if the sound is not so clear. According to the user's request, the band that each media can use among the bands that can be used as shown in FIG. 6 is determined as a ratio or a numerical value. In FIG. 6, a case in which video, audio, and text media are assigned to each third is considered.
대역 측정모듈(14)은 통신에 사용되는 선로에 대해 가용한 대역폭을 항상 감시하기 때문에 도 6에 도시된 “사용되는 전체 대역폭”에 대한 정보를 갱신할 수 있으며, 통신 선로의 컨디션에 따라 가용한 대역폭이 증가(화살표 ① 참조)하거나 감소할 수 있다(화살표 ② 참조). 또한 멀티미디어 응용(20)이 선택한 코덱에 따라 미디어 스트림을 전송하거나 수신하기 위해 필요한 대역폭을 변경할 수 있다. Since the band measurement module 14 constantly monitors the available bandwidth for the line used for communication, it is possible to update the information on the “full bandwidth used” shown in FIG. 6, and is available depending on the condition of the communication line. Bandwidth may increase (see arrow ①) or decrease (see arrow ②). In addition, the bandwidth required for transmitting or receiving the media stream may be changed according to the codec selected by the multimedia application 20.
예를 들어, 인터넷 망 사정이 나빠지거나 백업 채널로 전이되어 가용 대역이 줄어들 경우, 좁은 네트워크 대역에 많은 양의 데이터를 주입하려고 시도하게 되어 망의 부하가 가중된다. 본 발명에서는 이와 같은 경우 전송률 측정 모듈(12)을 통하여 측정된 멀티미디어 응용(20)의 필요 대역이 대역 측정모듈(14)을 통해 감지된 대역폭보다 더 큰지 여부를 판별하고, 판별 결과 대역이 멀티미디어 응용(20)이 필요로 하는 대역이 대역 측정모듈(14)을 통해 감지된 대역폭보다 더 큰 경우, 멀티미디어 응용(20)에게 이 사실을 통보하여 코덱 또는 전송률의 변경을 유도한다. For example, if the Internet network worsens or transitions to a backup channel, the available band is reduced, and the network load is increased due to an attempt to inject a large amount of data into a narrow network band. In the present invention, in this case, it is determined whether the required band of the multimedia application 20 measured by the rate measurement module 12 is larger than the bandwidth detected by the band measurement module 14, and as a result of the determination, the band is applied to the multimedia application. If the band required by 20 is larger than the bandwidth detected by the band measurement module 14, the multimedia application 20 is notified of this fact to induce a change in the codec or rate.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SCTP를 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법에 의하면, 향후 멀티미디어 데이터에 사용되는 다수 미디어 스트림들이 통신 환경에 적합하도록 능동적으로 변화하여 최적의 데이터 전송 성능을 가져올 수 있게 된다. 그리고, 응용 프로그램이 능동적으로 코덱 또는 전송률을 변경시킬 수 있도록 망의 상황을 알려줌으로써, 멀티미디어 응용 송수신자간에 보다 높은 품질의 통신을 할 수 있게 된다. As described above, according to the method for providing a multimedia quality of service using the SCTP according to the present invention, a plurality of media streams used for multimedia data in the future are actively changed to be suitable for a communication environment, thereby obtaining optimal data transmission performance. In addition, by informing the network status so that an application program can actively change a codec or a transmission rate, a higher quality communication can be performed between a multimedia application transceiver.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 SCTP를 이용한 멀티미디어 서비스 품질 제공 방법에 의하면, 향후 멀티미디어 데이터에 사용되는 다수의 미디어 스트림들이 통신 환경에 적합하도록 능동적으로 변화하여 최적의 데이터 전송 성능을 가져올 수 있게 된다. 그리고, 응용 프로그램이 능동적으로 코덱 또는 전송률을 변경시킬 수 있도록 망의 상황을 알려줌으로써, 멀티미디어 응용 송수신자간에 보다 높은 품질의 통신을 할 수 있게 된다. As described above, according to the method for providing a multimedia quality of service using the SCTP according to the present invention, a plurality of media streams used for multimedia data in the future are actively changed to be suitable for a communication environment so that optimal data transmission performance can be obtained. do. In addition, by informing the network status so that an application program can actively change a codec or a transmission rate, a higher quality communication can be performed between a multimedia application transceiver.
도 1은 TCP(Transmission Control Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol)를 인터넷 수송 계층 프로토콜로 사용하는 경우의 데이터 송수신 방식을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a data transmission / reception scheme in the case of using Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP) as an Internet transport layer protocol.
도 2는 SCTP를 인터넷 수송 계층 프로토콜로 사용하는 경우의 데이터 송수신 방식을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a data transmission and reception method when using the SCTP as the Internet transport layer protocol.
도 3은 멀티홈잉 특성이 제공되는 네트워크의 구성을 보여주는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a network provided with a multihoming characteristic.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SCTP 프로토콜 구조를 보여주는 도면이다.4 is a diagram showing an SCTP protocol structure according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 QoS SCTP 모듈의 상세 구조를 보여주는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a detailed structure of the QoS SCTP module shown in FIG. 4.
도 6은 도 5에 도시된 QoS SCTP 모듈을 멀티미디어 서비스에 도입할 경우, 각 미디어 스트림간에 할당되는 대역폭의 변경 과정을 보여주는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a process of changing a bandwidth allocated between media streams when the QoS SCTP module illustrated in FIG. 5 is introduced into a multimedia service.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : QoS SCTP 모듈10: QoS SCTP Module
20 : 멀티미디어 응용20: multimedia application
12 : 전송률 측정 모듈12: transmission rate measurement module
14 : 대역 측정 모듈14: band measurement module
20 : SCTP20: SCTP
100 : SCTP 프로토콜100: SCTP protocol
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2003
- 2003-12-26 KR KR1020030097158A patent/KR100617295B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100617295B1 (en) | 2006-08-30 |
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