KR970002719B1 - 랜(lan)간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치 및 그에 따른 가변대역 할당방법 - Google Patents

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양승택
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내용없음.

Description

랜(LAN)간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가번대역 할당장치 및 그에 따른 가변대역 할당방법
제 1a 도는 본 발명이 적용되는 시스템 구성 블럭도,
제 1b 도는 본 발명의 개략적인 개념도,
제 2도 는 본 발명의 따른 가변대역 할당장치의 구성 블럭도,
제 3도 는 제 2 도의 버퍼 구성을 나타낸 도면,
제 4도 는 본 발명에 따른 타임슬롯을 이용한 가변대역 할당의 절차 흐름도,
제 5 도는 제 2 도의 대역관리 및 가상채널 연결 테이블의 갱신 처리 흐름도,
제 6 도는 제 2 도의 대역 할당 신호 프로토콜의 처리 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : LAN 12 : 라우터/연동장치
13 : ATM 교환기 501 : 타이머
502 : 가변대역 검출 및 할당부 503 : 대역관리 및 가상채널 연결 테이블
504 : 디스크 505: 대역할당 신호 프로토콜 처리부
506 : ATM 셀 발생 및 처리부
본 발명은 ATM(Asynchronous Transfer Mode)망에서 LAN(Local Area Network)간 접속을 위한 것으로, LAN 데이타인 각각의 패킷을 스위치 가상채널(SVC:Switched Virtual Channel)을 통하여 호를 연결하는데, 이때 일정시간당 LAN 패킷 데이타의 길이와 통과 갯수를 카운팅하여 각 호 연결에 따른 사용 대역폭을 가변으로 할당하는 LAN간 접속을 위한 타임 슬롯 방식의 가변대역 할당 장치 및 그에 따른 가변 대역 할당방법에 관한 것이다.
종래의 원거리간의 LAN 접속을 위한 대역할당 방법을 다음에서 살펴본다.
먼저 송신측에서 보낸 LAN 패킷을 수신측의 라우터(Router) 혹은 연동장치(Interworking Unit)에서 수신하여 수신측의 버퍼 및 망의 상태에 따라 대역변화 요구 신호를 보내는 방법은, ATM 통신망이 155 Mbps 혹은 622 Mbps의 전송속도로 접속되므로 많은 셀들이 실제 ATM망에 쌓여 있거나, 전송중으로 원활한 대역을 능동적으로 ATM망의 상태에 따라 조정할 수 없다. 그리고, 사용가능한 대역을 ATM 망에게 예약광고하는 방법은, LAN과 ATM망을 접속하는 라우터/연동장치가 사용하는 대역폭 혹은 현재 이용가능한 대역폭의 정보를 ATM 교환기, 디지탈 크로스 커넥터(DCS:Digital Cross-Connector)등의 ATM망 구성장치로 일정시간마다 전달하여 사용대역을 미리 예약하는 것으로 매번의 일정시간마다 사용하는 대역폭과 이용가능한 대역등의 정보를 ATM망에 있는 여러장치에게 전송하기 위한 오버헤더와 각 장비들간의 정보교환에 대한 기본적인 정보교환 프로토콜이 표준화가 되지 않아 사용하기가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 송신측의 LAN 접속장치에서 LAN 패킷의 길이와 횟수에 따라 어느 규정 레벨 이상이면 대역을 가변하는 방법은, 송신측에서 대역을 제어한다는 장점으로 망에 실질적으로 영향을 주지않고 대역을 할당할 수 있으나, LAN 패킷의 길이와 횟수에 따른 대역할당 레벨이 각 망의 상태에 따라 다르므로 실제 망의 운용으로 별도의 대역할당 레벨 튜닝작업에 따라 경험적으로 규정레벨을 설정해야하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원거리간의 LAN을 상호연결하기 위해 프로토콜 변환계층 큐(Queue)를 두어 일정시간 동안 통과한 LAN 패킷에 대한 대역을 추출하여 할당하며, 이들에 필요한 정보를 대역관리 및 ATM 연결 테이블 CAM(Contention Adderss Memory) 메모리로 관리하고, 매 패킷마다 신호처리에 의해 호 연결을 하는 것을 지향하여 일정시간동안 호를 유지하므로서, 호 설정에 필요한 시간의 낭비를 없애도록 한 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치 및 그에 따른 가변대역 할당방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로, LAN간 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치는, 비교적 좁은지역의 구내 통신 네트워크인 LAN과, 비동기 전송을 위한 ATM 교환기와, 서로 다른 프로토콜의 상기 LAN과 ATM 교환기를 연결하는 라우터/연동장치를 구비한 시스템에 적용되는 가변대역 할당장치에 있어서, 타임슬롯을 알리는 타이머와, 상기 타이머에 의해 할당된 타임슬롯마다 LAN으로부터 도착되는 LAN 패킷을 카운팅하여 가상대역을 할당하는 가변대역 검출 및 할당부와, 상기 가변대역 검출 및 할당부에 연결되고, 디스크를 보조수단으로 하여 각 연결 가상채널에 따라 통과된 패킷수와 평균 패킷길이 및 사용대역의 정보를 저장하는 대역관리 및 가상채널 연결 테이블과, 상기 가변대역 검출 및 할당부에 연결되어 현재 대역의 할당정보와 새로이 대역할당을 위한 대역정보를 외부의 광대역 신호 프로토콜(Q.2931) 처리부에 제공하는 대역할당 신호 프로토콜 처리부와, 상기 외부의 광대역 신호 프로토콜 처리부에 접속되어 상기 가변대역 검출 및 할당부로 부터 입력되는 LAN 패킷을 ATM 셀로 처리하여 외부의 ATM링크를 통해 ATM 교환기로 출력하는 ATM 셀 발생 및 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 ATM망에서 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당 방법은, 상기 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치에 적용되는 가변대역 할당방법에 있어서,대역관리 및 가상채널 연결 테이블 내용을 초기화하는 제1단계와, 타이머가 동작하여 타임슬롯이 할당되면 도착되는 LAN 패킷이 있는지 확인하는 제2단계와, 상기 확인 결과, 도착되는 LAN 패킷이 있으면 대역관리 및 가상채널 연결 테이블을 갱신하는 제3단계와, 상기 제3단계 수행후, 도착된 패킷 수에 따라 대역할당 신호 프로토콜을 처리하여 ATM 교환기로부터 새로운 대역을 할당 받은 후, 상기 제2단계로 천이하는 제4단계와, 상기 제2단계 수행후, 할당된 타임슬롯에 LAN 패킷이 도착되지 않으면 ATM 연결을 해제하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 ATM 망에서 원거리 LAN을 상호간 접속시킬 때, LAN간의 패킷 전송을 위한 대역을 할당하는 방법으로, 종전의 최대 고정대역 할당방식이나, 사용 가능한 대역정보를 ATM 망에 예약광고하는 방식 혹은 ATM 망을 통하여 송신측단에서 전송한 데이타에 대한 망 혹은 수신단의 라우터에 의해 대역을 피드백(feedback)하여 송신대역을 가변하는 방식과는 다르게, 일정시간 동안 통과된 LAN 패킷길이 및 갯수를 측정하여 가변대역을 할당하는 방법이다. 또한 일정 시간 동안 ATM 연결을 유지시켜 매번 도착되어 전송하는 LAN 패킷 수만큼 신호절차에 필요한 시간이 절약되므로 실제 통신상 패킷 데이타 지연 및 성능이 종래의 방식보다 유리하다.
그리고 효율적인 대역 가용율을 위해서는 운용자가 응용서비스에 따라 타임슬롯을 서로 다르게 정할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제 1a 도는 본 발명이 적용되는 시스템 구성 블럭도로서, 비교적 좁은 지역의 구내 통신 네트워크인 LAN(11)과, 비동기 전송을 위한 ATM 교환기(13)와, 서로 다른 프로토콜의 상기 LAN(11)과 ATM 5교환기(13)를 연결하는 라우터/연동장치(12)를 구비한다.
제 1b 도는 본 발명의 개략적인 개념도로서, T는 타임슬롯, N은 패킷수, BW는 할당대역을 각각 나타낸다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은, 상기 라우터/연동장치(12)가 ATM 연결이 않된 상태에서 LAN 패킷이 도착하면 ATM 연결을 설정하여 타임슬롯(T)을 할당한다. 할당된 타임슬롯(T)동안에 도착하는 LAN패킷을 카운팅하여 패킷수 및 길이의 정보를 대역관리의 가상채널 연결 테이블을 기록한다.
그리고 대역(BW)을 할당하는데, 소정의 타임슬롯에 필요한 대역폭과 전 타임슬롯에 할당된 대역폭을 비교하여 대역관리 가상채널 연결 테이블을 수정하고 대역을 가변적으로 할당한다.
즉, 첫번째 타임슬롯 T1에서 통과된 LAN 패킷수는 N(1)=3이고, 두번째 타임슬롯에 T2에서 통과된 LAN패킷수는 N(2)=5이므로, T2는 N(2)-N(1)=2만큼의 패킷수에 대한 대역폭 증가가 필요하다. 이와같이 각 타임슬롯(T)마다 통과된 LAN 패킷수 만큼 연결된 가상채널에 따라 대역을 가변적으로 할당한다. 이때 대역의 차가 5Kbps 미만이면 새로운 대역을 할당하는 신호 메시지를 보내지 않고 기존의 대역으로 할당하여 새로운 대역할당을 위한 시간을 줄인다.
또한, 소정의 타임슬롯(T)에 할당될 대역이 최초의 호 설정 대역(BW(def))보다 적은 경우에는 최초의 호 설정 대역으로 유지하며, 할당된 타임슬롯(T)동안에 도착된 LAN 패킷이 없으면 ATM 연결을 해제한다.
제 2 도는 본 발명에 따른 가변대역 할당장치의 구성 블럭도로서, 501은 타이머, 502는 가변대역 검출 및 할당부, 503은 대역관리 및 가상채널 연결 테이블, 504는 디스크, 505는 대역할당 신호 프로토콜 처리부, 506은 ATM 셀 발생 및 처리부를 각각 나타낸다.
도면에 도시된 바와 같이 가변대역 할당장치는, 일정시간의 타임슬롯(T)을 알리는 타이머(501)와, 상기 타이머(501)에 의해 할당된 타임슬롯마다 상기 LAN(11)으로부터 도착되는 LAN 패킷을 카운팅하여 가상대역을 할당하는 가변대역 검출 및 할당부(502)와, 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)에 연결되고, 디스크(504)를 보조수단으로 각 연결 가상채널에 따라 통과된 패킷수와 평균 패킷 길이 및 사용대역의 정보를 저장하는 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)과, 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)에 연결되어 현재 대역의 할당정보와 새로이 대역할당을 위한 대역정보를 외부의 상위 광대역 신호 프로토콜(Q.2931) 처리부에 제공하는 대역할당 신호 프로토콜 처리부(505)와, 상기 외부의 광대역 신호 프로토콜 처리부에 접속되어 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)로 부터 입력되는 LAN 패킷을 ATM 셀로 처리하고 외부의 ATM 링크를 통해 ATM 교환기(13)로 출력하는 ATM 셀 발생 및 처리부(506)를 구비한다.
상기와 같이 구성되는 가변대역 할당처리의 동작을 살펴보면, 타이머(501)는 일정시간의 타임슬롯(T)으로 시스템 전체에 1 내지 2초 정도의 동일한 타이머값을 가지거나 혹은 ATM 연결에 의한 응용서비스의 서비스 품질에 따라 정의된 서로 다른 타이머값을 가질 수 있고, 각 ATM 연결에 따른 타이머 알람번호가 있어 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)에 지시하여 타임슬롯을 할당한다. 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)는 도착되는 LAN 패킷을 지시된 타임슬롯동안 카운팅하며 타임아웃 신호를 받으면 현재의 타임슬롯동안의 대역을 계산하고 전 타임슬롯동안의 대역과 비교하여 새로이 할당되는 대역폭을 대역할당 신호 프로토콜 처리부(505)에 알려준다.
그리고 액세스 시간이 매우 빠른 메모리 소자(CAM)로 구성된 대역 관리 및 가상채널 연결 테이블(503)은 매 타임슬롯 동안에는 사용대역의 정보가 읽혀지며, 새로운 할당대역이 쓰여진다. 그리고 매번 LAN 패킷이 도착될때 마다 가상채널에 해당되는 패킷길이와 도착횟수가 기록되며, 관리자의 명령어나 혹은 일정시간마다 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)의 정보가 디스크(504)에 저장된다. 이 저장된 정보는 관리자에 의해 망의 트래픽 분석 혹은 정확한 네트웨크 튜닝 파라메터 추출을 위해 이용될 수 있다.
제 3 도는 본 발명에 따른 가변대역 할당장치의 버퍼 구성을 나타낸 도면으로서, 다수의 LAN 포트로부터 LAN 패킷을 받아 ALL-5(ATM-Adaptation Layer-5)의 SDU(Service Date Unit)으로 변환하는 프로토콜 변환계층에서 LAN 패킷 카운팅과 SDU 변환을 위해 사용되는 다수의 제1큐(601)와, CS-PDU(Convegence Sublayer Protocol Data Unit)보다 48바이트의 SAR-PDU(Segment And Reassemly PDU)를 생성하기 위한 AAL-5 계층의 SAR에 해당되는 다수의 제2큐(602)와, 상기 제2큐(602) 각각의 서비스 방식으로 할당된 대역에 따라 ATM 링크로 출력하는 ATM 계층의 다중화용 큐(603)를 구비한다.
상기와 같이 구성되는 가변대역 검출 및 할당부(502)는 버퍼는, 소정의 타임슬롯(T)동안 다수의 LAN 포트로부터 입력되는 LAN 패킷을 ATM 셀로 변환하는 ATM 링크로 출력하도록 한다. 또한, 성능 측정을 위해서 각 단계의 큐의 상태를 분석하여 ATM 망의 트래픽 상태와 LAN 패킷의 사용자 트래픽 특성을 파악할 수 있다.
제 4 도는 본 발명에 따른 타임슬롯에 의해 가변적으로 대역을 할당하는 절차 흐름도이다.
먼저, 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)의 내용이 전부 초기화되고(201), 타임슬롯(T)을 할당하는 타이머(501)가 동작하면(202), 할당된 타임슬롯(T)에 LAN 패킷이 도착되는지 확인한다(203).
상기 확인결과, 상기 타임슬롯(T)에 도착되는 LAN 패킷이 있으면 관련 LAN 패킷길이 및 도착 갯수등의 정보를 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)에 기록한다(204). 그리고 도착된 패킷 수에 따라 대역할당 신호 프로토콜을 처리하여 ATM 교환기(13)로부터 새로운 대역을 할당 받으면(205), 상기 타이머(501)가 동작하는 단계(202)로 천이한다.
한편, 상기 확인결과, 할당된 타임슬롯(T)동안에 LAN 패킷이 도착되지 않으면, ATM 연결을 해제한다(206).
제 5 도는 제 4 도의 대역관리 및 가상채널 연결 테이블이 갱신되는 과정의 세부 처리 흐름도이다.
도면에 도시된 바와같이 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)은, 상기 도착된 LAN 패킷이 ATM 연결인가 확인하여(301), 연결이 없는 새로운 상태에서 도착되는 LAN 패킷이면 기본대역으로 새로운 가상채널을 할당하고(302), 할당된 가상채널 테이블에 LAN 패킷 수 및 길이를 기록한다(303).
그리고 상기 도착된 LAN 패킷이 이미 형성된 ATM 연결이 있는 경우에는 기 할당된 가상채널 테이블에 LAN 패킷 수 및 길이를 기록한다(304).
제 6 도는 본 발명에 따른 대역 할당 신호 프로토콜의 처리 흐름도로서, 타이머가 동작되어 할당된 타임슬롯(T)동안에 ATM 연결이 없는 새로운 상태에서 LAN(11)으로부터 LAN 패킷1(LAN-Pkt1-req)이 도착되면, 먼저 라우터/연동장치(12)는 ATM-UNI를 통해 기본대역 호연결 요구신호(Cell-CONN-Req(BWdef)를 보내고 기본대역 호연결 응답신호(Call-CONN-Conf(BWdef))를 받아 ATM 교환기(13)와 기본대역으로 호 연결을 한 후(401), 할당된 타임슬롯(T1)에 도착되는 LAN 패킷들(LAN-Pkt1-req, LAN-Pkt2-req, LAN-Pkt3-req)을 ATM 교환기(13)에 전송한다(402).
그리고 타임슬롯 되어 카운트된 패킷 수에 따라 다음 타임슬롯(T2)에서 증감된 대역을 할당받고(403), 도착되는 LAN 패킷들(LAN-Pkt4-req, LAN-Pkt5-req, LAN-Pkt6-req)을 증감된 대역(BW1)으로 전송한다(404).
즉, 타임슬롯이 타임아웃되면 관측된 대역정보에 따라 대역을 요구하며 대역 할당 요구중에는 관측 전에 사용되었던 대역으로 서비스를 한다. 따라서 새로운 대역할당을 기다리지 않고 종전의 대역으로 서비스하면서, 새로운 대역을 할당 받으면 할당된 대역으로 즉시 서비스를 한다. 그리고 관측된 대역폭 계산은 여러가지 방법이 있으나, 통상적인 방법으로서, 통과된 평균 LAN 패킷 길이에 도착 패킷 수를 곱하여 이를 다시 타임슬롯으로 나누는 계산으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, ATM 망을 통하여 원거리에 있는 LAN들을 상호접속하는데 있어서, 상위의 응용서비스의 정보량에 따라 타임슬롯당 대역을 가변하여 할당함으로써 통신자원인 대역폭을 낭비하는 것을 탈비하며, 이를 ATM 망의 LAN 접속 라우터 혹은 연동 장치에 적용하므로서, 경제적인 망운용과 구현이 간단하여, 실제 적용이 손쉽고, 특히 ATM 망의 초기단계의 가상 LAN 연결등 원격 LAN 접촉 서비스에 쉽게 이용하되, 모든 LAN과 ATM 망 접속장치에 적용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 대역에 대한 정보를 보조 디스크에 저장하여 망에 다이나믹한 대역을 할당하는 튜닝 파라미터와 응용 서비스에 따른 트래픽 정보를 추출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 비교적 좁은지역의 구내 통신 네트워크인 LAN(11)과, 비동기 전송을 위한 ATM 교환기(13)와, 서로 다른 프로토콜의 상기 LAN(11)과 ATM 교환기(13)를 연결하는 라우터/연동장치(12)를 구비한 시스템에 적용되는 가변대역 할당장치에 있어서, 타임슬롯(T)을 알리는 타이머(501)와, 상기 타이머(501)에 의해 할당된 타임슬롯마다 LAN(1)으로부터 도착되는 LAN 패킷을 카운팅하여 가상대역을 할당하는 가변대역 검출 및 할당부(502)와, 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)에 연결되고, 디스크(504)를 보조수단으로 하여 각 연결 가상채널에 따라 통과된 패킷과 평균 패킷길이 및 사용대역의 정보를 저장하는 대역관리 및 가상채널연결 테이블(503)과, 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)에 연결되어 현재 대역의 할당 정보와 새로이 대역 할당을 위한 대역정보를 외부의 상위 광대역 신호 프로토콜(Q.2931) 처리부에 제공하는 대역할당 신호 프로토콜 처리부(505)와, 상기 외부의 광대역 신호 프로토콜 처리부에 접속되어 상기 가변대역 검출 및 할당부(502)로 부터 입력되는 LAN 패킷을 ATM 셀로 처리하여 외부의 ATM 링크를 통해 ATM 교환기(13)로 출력하는 ATM 셀 발생 및 처리부(506)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)은, 고속 액세스 메모리인 CAM 메모리를 사용하여 타임슬롯동안 통과된 LAN 패킷 갯수 및 ATM 연결정보를 저장하고, 상기 저장된 정보를 일정한 시산마다 디스크(504)에 저장하여 망 운용 및 망 상태의 분석에 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 가변대역 할당장치의 버퍼는, 다수의 LAN 포트로부터 도착되는 LAN 패킷을 받아 ALL-5(ATM Adaptation Layer-5)의 SDU(Service Data Unit)으로 변환하는 프로토콜 계층에서 LAN 프레임 카운팅과 SDU 변환을 위해 사용되는 다수의 제1큐(601)와, CS-PDU(Convegence Sublayer Protocol Data Unit)보다 소정 바이트의 SAR PDU(Segment And Reassemly PDU)를 생성하기 위한 AAL-5계층의 SAR에 해당되는 다수의 제2큐(602)와, 상기 각각의 제2큐(602)에 의한 서비스 방식으로 할당된 대역에 따라 ATM 링크로 출력하는 ATM 계층의 다중화용 큐(603)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당 장치.
  4. 상기 본 발명의 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치에 적용되는 가변대역 할당 방법에 있어서, 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)의 내용을 초기화하는 제1단계와, 타이머(501)가 동작하며 타임슬롯(T)이 할당되면 도착되면 LAN 패킷이 있는지 확인하는 제2단계와, 상기 확인 결과, 도착되는 LAN 패킷이 있으면 대역관리 및 가상채널 연결 테이블(503)을 갱신하는 제3단계와, 상기 제3단계 수행 후, 도착된 패킷 수에 따라 대여할당 신호 프로토콜을 처리하여 ATM 교환기(13)로부터 새로운 대역을 할당 받은 후, 상기 제2단계로 천이하는 제4단계와, 상기 제2단계 수행 후, 할당된 타임슬롯(T)에 LAN 패킷이 도착되지 않으면 ATM 연결을 해제하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제3단계는, 도착되는 LAN 패킷이 ATM 연결인가 확인하는 제6단계와, 상기 제6단계 수행 후, 이미 ATM 연결된 LAN 패킷인 경우에는 기 할당된 가상채널 테이블에 LAN 패킷 수 및 길이를 기록하는 제7단계와, 상기 제6단계 수행 후, ATM 연결이 않된 LAN 패킷인 경우에는 기본대역으로 새로운 가상채널을 할당하고 할당된 가상채널 테이블에 LAN 패킷 수 및 길이를 기록하는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LAN간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당 방법.
KR1019940027179A 1994-10-24 1994-10-24 랜(lan)간 접속을 위한 타임슬롯 방식의 가변대역 할당장치 및 그에 따른 가변대역 할당방법 KR970002719B1 (ko)

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