KR100401189B1 - Apparatus and method for transmitting control command in mobile communication system - Google Patents
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본 발명은 이동 통신시스템의 제어명령을 전송하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 채널 간의 부호차를 이용하여 제어명령을 전송할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for transmitting a control command of a mobile communication system, and more particularly, to an apparatus and a method for transmitting a control command using a code difference between channels.
부호 분할 다중 접속 방식(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다)의 이동 통신시스템의 송신장치에서는 소스 코더(source coder) 및 채널 코더(channel coder)를 이용하여 부호화한 후 대역 확산하여 전송하고, 수신장치에서는 대역확산된 신호를 대역 역확산한 후 복호화하는 구성을 갖는다. 이때 상기송신장치 측에서는 전송하고자 하는 데이터에 제어명령(control command)을 삽입하여 전송하게 된다. 여기서 상기 제어명령의 종류에는 전력 제어 명령(power control command) 및 전송 제어 명령(transmission control command) 등이 있다.In a transmission device of a code division multiple access method (hereinafter referred to as CDMA), a mobile communication system transmits a signal using a source coder and a channel coder, spreads the spectrum, and transmits the received signal. The apparatus has a configuration in which the despread signal is spread after band despreading. At this time, the transmitting device inserts a control command in the data to be transmitted and transmits the same. The control command may be a power control command, a transmission control command, or the like.
도 1은 종래의 이동 통신시스템에서 전력제어 명령을 전송하는 장치의 예를 도시하고 있다.1 illustrates an example of an apparatus for transmitting a power control command in a conventional mobile communication system.
도 1을 참조하면, 트래픽 데이터 발생기(traffic data generator)111은 트래픽 채널을 통해 전송하고자 하는 데이터를 출력한다. 긴 부호 발생기(long code generator)115는 상기 트래픽 데이터의 보안용 코드(encryption code)인 긴 부호를 발생한다. IS-95에서는 상기 긴 부호는 트래픽 데이터의 64배 전송 속도를 갖는다. 제1데시메이터116(decimator)은 상기 긴 부호의 전송율을 상기 트래픽 데이터의 전송율과 일치시키기 위하여 1:64로 데시메이팅하여 출력한다. 가산기112는 상기 제1데시메이팅된 긴 부호와 상기 트래픽 데이터를 가산 출력한다. 상기 가산기112에서 출력되는 신호는 상기 전송하고자 하는 트래픽 데이터와 상기 데이메시팅된 긴 부호가 가산된 트래픽 데이터이다. 제2데시메이터117은 상기 제1데시메이팅된 긴 부호를 전력 제어명령의 전송율과 일치시키기 위하여 1:24로 데시메이팅한다. 전력제어비트 발생기(power control bit generator)113은 전력 제어 비트를 발생한다. 멀티플렉서114는 상기 전력제어비트 발생기113의 출력과 상기 가산기112의 출력을 입력하며, 상기 제2데시메이팅 출력에 의해 트래픽 데이터 또는 전력제어비트를 선택 출력한다. 즉, 상기 멀티플렉서114는 상기 제2데시메이터117의 출력 주기로 상기 트래픽 데이타에 전력제어비트를 삽입하여 출력한다. 삽입되는 위치는 다른 채널에대한 간섭을 평균화하기 위하여 긴 부호를 이용하여 결정된다.Referring to FIG. 1, the
월시 직교부호 발생기(Walsh orthogonal code generator)118은 상기 트래픽 데이터의 채널 구분을 위한 월시 직교부호를 발생한다. 가산기119은 상기 멀티플렉서114의 출력에 상기 월시 직교부호를 가산하여 출력한다. I채널 PN시퀀스 발생기(I channel pilot PN sequence generator)120 및 Q채널 PN시퀀스 발생기(Q channel pilot PN sequence generator)121은 각각 대응되는 위상 채널의 PN 시퀀스를 발생한다. 가산기122는 상기 가산기119의 출력과 I채널 PN시퀀스 발생기120의 출력을 가산하여 I 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 가산기123은 상기 가산기119의 출력과 Q채널 PN시퀀스 발생기121의 출력을 가산하여 Q 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 기저대역필터124 및 125는 상기 가산기122 및 123에서 각각 출력되는 대역확산된 I 채널 및 Q 채널의 신호를 기저대역으로 여파하여 출력한다. 발진기126은 로컬 주파수를 발생한다. I채널 혼합기128은 상기 기저대역필터124의 출력과 상기 발진기126의 출력 주파수를 혼합하여 출력한다. 위상쉬프터(phase shifter)127은 상기 발진기126의 출력을 π/2 쉬프트시켜 출력한다. Q채널 혼합기129는 상기 기저대역필터125의 출력과 상기 위상쉬프터127의 출력을 혼합하여 출력한다. 가산기130은 상기 I 채널 혼합기128과 상기 Q 채널 혼합기 129의 출력들을 가산하여 출력한다.The Walsh
상기 도 1에서 가산기112, 119, 122, 123은 논리적 가산기로서 입력된 신호들을 배타적논리합 연산을 수행한다. 여기서, 배타적 논리합 연산은 입력된 신호가 서로 다르면 1을 출력하고, 입력된 신호가 서로 동일하면 0을 출력하는 연산을 수행한다. 상기와 같은 구성을 갖는 이동 통신시스템에서 종래의 제어 명령 전송 방법은 전송하고자 하는 명령에 따라 "+1" 값과 "-1" 값을 송신한다. 상기와 같은 제어 명령을 신속하게 처리하기 위해서는 채널 복호화 이전에 명령의 내용을 검출할 수 있어야 한다. 즉, 빨리 처리되어야 할 제어 명령들은 송신측에서 채널 부호화를 하지 않고 전송하고 수신측에서 채널 복호화 이전에 제어 명령의 내용을 판단하여 시스템을 해당 명령에 맞추어 조정한다. 따라서 채널 부호화를 하지 않고 전송하기 때문에 채널 환경에 의하여 오류가 발생할 수 있다. 이런 오류를 극복하기 위하여 이런 비트들은 상대적으로 다른 비트들 보다 강한 전력을 사용하여 보낸다. 이는 CDMA 시스템과 같이 간섭이 민감한 시스템에서는 상대방에게 간섭을 강하게 미치기 때문에 좋지 않은 결과를 야기시킨다. 또한 IS-95와 같은 BPSK 데이타 변조의 경우 송신측에서 천공으로 인하여 고의적인 오류를 만들고 이 오류는 채널복호기를 통하여 복구된다.In FIG. 1, the
따라서 본 발명의 목적은 이동 통신시스템의 송신장치에서 트래픽 데이타에 간섭을 줄이면서 제어명령 정보를 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting control command information while reducing interference to traffic data in a transmission apparatus of a mobile communication system.
본 발명의 다른 목적은 이동 통신시스템의 송신장치에서 I채널과 Q채널의 제어명령 정보가 삽입되는 위치의 값 차이를 이용하여 제어명령을 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting a control command by using a difference between a position at which control command information of I and Q channels is inserted in a transmitting apparatus of a mobile communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 BPSK 변조 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 송신장치에서 천공으로 인하여 야기되는 고의적인 오류의 영향을 줄이면서 제어명령을 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for transmitting a control command while reducing the effect of intentional error caused by puncturing in a transmission apparatus of a mobile communication system using a BPSK modulation scheme.
본 발명의 또 다른 목적은 QPSK 변조 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 송신장치에서 이미 알려진 비트를 전송하고 제어 명령은 상기 비트와의 차이를 이용하여 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and a method for transmitting a known bit and transmitting a control command using a difference from the bit in a transmitter of a mobile communication system using a QPSK modulation scheme.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동 통신시스템 송신기의 제어명령 전송장치가, I 채널 및 Q 채널에 트래픽 데이타를 대역확산하여 전송할 시, 상기 I 채널과 Q 채널의 부호차를 이용하여 제어 명령을 추출할 수 있도록 상기 위상 채널 중 특정 한 채널에 설정된 전송율로 제어명령을 삽입하여 전송하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a control command transmission apparatus of a mobile communication system transmitter of the present invention transmits a control command using the code difference between the I channel and the Q channel when spreading and transmitting traffic data to the I channel and the Q channel. The control command may be inserted and transmitted at a transmission rate set in a specific channel among the phase channels for extraction.
도 1은 종래의 이동 통신시스템에서 제어명령을 전송하는 장치의 구성을 도시하는 도면1 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for transmitting a control command in a conventional mobile communication system.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동 통신시스템에서 제어명령을 전송하는 장치의 구성을 도시하는 도면2 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for transmitting a control command in a mobile communication system according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 이동 통신시스템에서 제어명령을 전송하는 장치의 구성을 도시하는 도면3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for transmitting a control command in a mobile communication system according to a second embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 이동 통신시스템에서 제어 명령을 I 채널과 Q 채널의 부호차를 이용하여 전송하는 제1실시예의 구성을 도시하고 있다.2 is a block diagram of a first embodiment in which a control command is transmitted using a code difference between an I channel and a Q channel in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 트래픽 데이터 발생기211은 트래픽 채널을 통해 전송하고자 하는 데이터를 출력한다. 긴 부호 발생기213은 상기 트래픽 데이터의 보안용 코드(encryption code)인 긴 부호를 발생한다. IS-95에서는 상기 긴 부호는 트래픽 데이터의 64배 전송 속도를 갖는다. 제1데시메이터214는 상기 긴 부호의 전송율을 상기 트래픽 데이터의 전송율과 일치시키기 위하여 1:64로 데시메이팅하여 출력한다. 가산기212는 상기 제1데시메이팅된 긴 부호와 상기 트래픽 데이터를 가산 출력한다. 상기 가산기212에서 출력되는 트래픽 데이터와 긴 부호가 가산된 트래픽 데이터이다. 제2데시메이터215는 상기 제1데시메이팅된 긴 부호를 전력 제어명령의전송율과 일치시키기 위하여 1:24로 데시메이팅한다. 전력제어비트 발생기216은 외부의 전력측정기(예를 들면 RSSI 검출기 등)에 측정된 전력 세기에 따른 제어신호에 대응되는 전력 제어 비트를 발생하며, 상기 제2데시메이터 215의 출력에 의해 상기 전력 제어 비트를 출력한다. 즉, 상기 제2데이메이팅 신호에 의한 출력 시점에서 상기 전력 제어 비트를 출력한다. 가산기217은 상기 가산기212의 출력과 상기 전력제어비트 발생기216의 출력을 가산하여 두 신호의 부호차에 따른 신호를 발생한다.Referring to FIG. 2, the
월시 직교부호 발생기223은 상기 트래픽 데이터의 채널 구분을 위한 월시 직교부호를 발생한다. I채널 PN시퀀스 발생기218 및 Q채널 PN시퀀스 발생기219는 각각 대응되는 위상 채널의 PN 시퀀스를 발생한다. 가산기221은 상기 가산기212에서 출력되는 트래픽 데이타와, 상기 I채널 PN시퀀스 발생기220에서 출력되는 I 채널 PN 시퀀스와, 상기 월시직교부호를 가산하여 I 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 가산기222는 상기 가산기217에서 출력되는 트래픽 데이타와 전력제어비트의 가산신호와, 상기 Q채널 PN시퀀스 발생기219에서 출력되는 Q 채널 PN 시퀀스와, 상기 월시직교부호를 가산하여 Q 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 기저대역필터224 및 225는 상기 가산기221 및 222에서 각각 출력되는 대역확산된 I 채널 및 Q 채널의 신호를 기저대역으로 여파하여 출력한다. 발진기226은 로컬 주파수를 발생한다. I채널 혼합기228은 상기 기저대역필터224의 출력과 상기 발진기226의 출력 주파수를 혼합하여 출력한다. 위상쉬프터(phase shifter)227은 상기 발진기226의 출력을 π/2 쉬프트시켜 출력한다. Q채널 혼합기229는 상기 기저대역필터225의 출력과 상기 위상쉬프터227의 출력을 혼합하여 출력한다. 가산기230은 상기 I채널 혼합기228과 상기 Q채널 혼합기229의 출력들을 가산하여 출력한다.The Walsh
상기 도 2에서 가산기212, 217, 221, 222는 논리적 가산기로서 배타적논리합 연산을 수행한다.In FIG. 2,
상기 도 2와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예는 제어명령 전송시 I 채널과 Q 채널에 전송되는 심볼의 부호차를 이용하여 제어명령을 전송하는 예를 도시하고 있으며, 상기 제어명령은 전력 제어 명령, 전송 제어 명령 등이 될 수 있다.The first embodiment of the present invention having the configuration as shown in FIG. 2 shows an example of transmitting a control command by using a code difference between symbols transmitted on an I channel and a Q channel when the control command is transmitted. It may be a power control command, a transmission control command, or the like.
상기 도 2는 BPSK 데이타 변조 방식을 사용하여 전력 제어비트를 전송하는 송신장치의 구성을 도시하고 있다. 상기와 같이 BPSK 데이타 변조 방식을 사용하는 경우 I 채널은 원래의 트래픽 데이타를 그대로 전송하고, Q 채널에만 전력 증가를 명령할 시 "0"("+1")을 "1"("-1")로 또는 "1"("-1")을 "0"("+1")로 바꾸면 된다. 이런 경우 수신측에서 제어 명령이 들어간 위치에서만 Q채널 트래픽 데이타를 이용하지 않고 I 채널 트래픽 데이타 만을 이용할 수 있기 때문에 천공으로 인한 의도적인 비트 오류 발생을 완화시킬 수 있다.2 illustrates a configuration of a transmitter for transmitting power control bits using a BPSK data modulation scheme. In the case of using the BPSK data modulation scheme as described above, when the I channel transmits original traffic data as it is and commands power increase to the Q channel only, “0” (“+1”) is set to “1” (“-1”). ) Or "1" ("-1") to "0" ("+1"). In this case, intentional bit error caused by puncturing can be alleviated because only I channel traffic data is available instead of Q channel traffic data only at the position where the control command is input at the receiving side.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이동 통신시스템에서 제어 명령을 I 채널과 Q 채널의 부호차를 이용하여 전송하는 제2실시예의 구성을 도시하고 있다.3 is a block diagram of a second embodiment in which a control command is transmitted using a code difference between an I channel and a Q channel in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 트래픽 데이터 발생기311은 트래픽 채널을 통해 전송하고자 하는 데이터를 출력한다. 스위치312는 트래픽 데이터를 스위칭 출력한다. 전력제어비트 발생기313은 외부의 전력측정기(예를들면 RSSI 검출기 등)에 측정된 전력 세기에 따른 제어신호에 대응되는 전력 제어 비트를 발생한다. 멀티플렉서314는 "0" 데이타와 상기 스위치312에서 스위칭되는 트래픽 데이타를 입력하며, 전력 제어비트 출력시점에서 상기 "0" 데이타를 선택하고 나머지 구간에서는 상기 트래픽 데이타를 선택 출력한다. 여기서 상기 "0" 데이타는 제어명령이 출력됨을 알리기 위한 데이타로서, 수신측에서는 상기 "0" 데이타를 알고 있어야 한다. 멀티플렉서315는 상기 스위치312에서 스위칭되는 트래픽 데이타와 상기 전력제어비트 발생기313의 출력을 입력하며, 상기 제어명령 전송 시점에서 상기 전력제어비트를 선택 출력하고 나머지 구간에서는 상기 트래픽 데이타를 선택 출력한다.Referring to FIG. 3, the
월시 직교부호 발생기323은 상기 트래픽 데이터의 채널 구분을 위한 월시 직교부호를 발생한다. I채널 PN시퀀스 발생기318 및 Q채널 PN시퀀스 발생기319는 각각 대응되는 위상 채널의 PN 시퀀스를 발생한다. 가산기321은 상기 다중화기 314에서 출력되는 트래픽 데이타와, 상기 I채널 PN시퀀스 발생기318에서 출력되는 I 채널 PN 시퀀스와, 상기 월시 직교부호 발생기323로부터 출력되는 월시직교부호를 가산하여 I 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 가산기322는 상기 다중화기315에서 출력되는 트래픽 데이타와 전력제어비트의 가산신호와, 상기 Q채널 PN시퀀스 발생기319에서 출력되는 Q 채널 PN 시퀀스와, 상기 월시직교부호를 가산하여 Q 채널의 대역확산된 트래픽 데이터를 발생한다. 기저대역필터324 및 325는 상기 가산기321 및 322에서 각각 출력되는 대역확산된 I 채널 및 Q 채널의 신호를 기저대역으로 여파하여 출력한다. 발진기326은 로컬 주파수를 발생한다. I채널 혼합기328은 상기 기저대역필터324의 출력과 상기 발진기326의 출력 주파수를 혼합하여 출력한다. 위상쉬프터(phase shifter)327은 상기 발진기326의 출력을 π/2 쉬프트시켜 출력한다. Q채널 혼합기329는 상기 기저대역필터325의 출력과 상기 위상쉬프터327의 출력을 혼합하여 출력한다. 가산기330은 상기 I채널 혼합기328과 상기 Q채널 혼합기329의 출력을 가산하여 출력한다.Walsh
상기 도 3에서 가산기 321, 322는 논리적 가산기로서 배타적논리합 연산을 수행한다.In FIG. 3, the
상기 도 3과 같은 구성을 갖는 본 발명의 제2실시예는 제어명령 전송시 I 채널과 Q 채널에 전송되는 심볼의 부호차를 이용하여 제어명령을 전송하는 예를 도시하고 있으며, 상기 제어명령은 전력 제어 명령, 전송 제어 명령 등이 될 수 있다.The second embodiment of the present invention having the configuration as shown in FIG. 3 illustrates an example of transmitting a control command by using a code difference between symbols transmitted on an I channel and a Q channel when the control command is transmitted. It may be a power control command, a transmission control command, or the like.
상기 도 3은 QPSK 변조 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 송신장치에서 이미 알려진 비트를 전송하고 제어 명령은 상기 비트와의 차이를 이용하여 전송하는 예를 도시하고 있으며, 제어명령은 전력 제어를 가정하고 있다. 상기 QPSK 데이타 변조인 경우 I 채널에는 제어명령이 들어갈 위치에 고정적인 값을 할당하고("0" 또는 "1": 도 3에서는 "0"으로 예시하고 있음), Q 채널에는 전력제어비트 발생기313의 출력에 따라 "0" 또는 "1"을 할당한다.3 illustrates an example of transmitting a known bit in a transmitting apparatus of a mobile communication system using a QPSK modulation scheme and transmitting a control command using a difference from the bit. The control command assumes power control. have. In the case of the QPSK data modulation, a fixed value is assigned to a position where a control command is to be input to the I channel (“0” or “1”: illustrated as “0” in FIG. 3), and a power
상기 제1실시예 및 제2실시예에서 전술한 바와 같이 송신측이 수신측에 대한 제어 명령을 전송하고자 할 때, 명령을 "0" 또는 "1"("+1" 또는 "-1")과 같이 직접 전송하는 것이 아니라 I 채널과 Q 채널의 심볼 차를 이용하여 전송한다. 상기한 바와 같이 전력 제어명령의 경우, 전송하고자 하는 명령을 "0" 또는 "1"로 표현한다면, 상기 I 채널과 Q 채널의 값을 배타적 논리합 했을 때 "1"(I 채널 ≠ Q 채널)이면 송신 전력 증가를 의미하고, "0"(I 채널 = Q 채널)이면 송신 전력 감소를 의미한다. 또한 "+1"과 "-1"로 표현했을 경우 (I채널)X(Q채널)<0이면 송신 전력 증가를 의미하고, (I채널)X(Q채널)>0이면 송신전력 감소를 의미한다. 이때 제어명령은 I 채널의 값과 Q 채널의 값에 따라 "00", "01", "10", "11"과 같은 최대 4가지로 전송될 수 있다. 그러나 상기 I 채널과 Q 채널에 실려 전송되는 값의 차이에 의해 정보를 전송하고자 할 때에는 "같다"와 "다르다"의 2가지 경우가 가능하다.As described above in the first and second embodiments, when the transmitting side wants to transmit a control command to the receiving side, the command is set to "0" or "1" ("+1" or "-1"). Instead of transmitting directly, as shown in FIG. 3, the symbol difference between the I channel and the Q channel is used. As described above, in the case of the power control command, if the command to be transmitted is expressed as "0" or "1", when it is "1" (I channel ≠ Q channel) when exclusively ORing the values of the I channel and the Q channel, The transmission power is increased, and if "0" (I channel = Q channel), the transmission power is decreased. Also, when expressed as "+1" and "-1", if (I channel) X (Q channel) <0, transmission power is increased, and if (I channel) X (Q channel)> 0, transmission power is decreased. do. At this time, the control command may be transmitted in a maximum of four types such as "00", "01", "10", and "11" according to the value of the I channel and the Q channel. However, two cases of "same" and "different" are possible when information is to be transmitted due to a difference between values transmitted on the I channel and the Q channel.
상술한 바와 같이 IS-95와 같은 BPSK 데이타 변조를 하고 제어 명령을 천공 삽입하여 전송하는 방식의 경우, I 채널과 Q 채널에 실리는 정보가 천공으로 인하여 파괴되지만 상기 제1실시예에서와 같은 방식으로 제어명령을 전송하면 임의 한 채널에는 정보가 파괴되지 않기 때문에 수신측에서 오류를 발생하지 않게 된다. 또한 QPSK 데이타 변조의 경우에는 I 채널과 Q 채널 모두를 천공하여야 한다. 그러나 상기 I 채널 또는 Q 채널 중의 어느 한 채널에 제어명령을 삽입하기 위하여 천공하고 특정 값을 삽입하고 나머지 채널에는 수신측에서 알고 있는 특정 값을 삽입한다. 이런 경우 수신측에서는 송신측에서 어느 채널에 어떤 값을 삽입했는지 알 수 있으며, 이로인해 수신측은 동기 복조를 수행할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 데이타 변조가 BPSK이든지 아니면 QPSK 이든지 간에 I 채널과 Q 채널의 심볼 차에 의하여 제어 명령을 전송하기 때문에 특별히 제어 명령을 삽입하는 위치에 송출 제어 명령을 다른 심볼에 비하여 크게 할 필요는 없으며, 이로인해 다른 채널에 대한 간섭을 줄일 수 있다.As described above, in the case of modulating BPSK data such as IS-95 and punctually inserting and transmitting control commands, the information carried on the I and Q channels is destroyed by puncturing, but the same method as in the first embodiment. If a control command is sent to the receiver, no error occurs on the receiving side because the information is not destroyed on any one channel. In addition, QPSK data modulation requires puncturing both I and Q channels. However, in order to insert a control command in either one of the I channel or the Q channel, a puncture is performed to insert a specific value, and a specific value known to the receiver is inserted into the other channel. In this case, the receiving side can know which channel has inserted what value in the transmitting side, which enables the receiving side to perform synchronous demodulation. Therefore, in the embodiment of the present invention, since the control command is transmitted by the symbol difference between the I channel and the Q channel whether the data modulation is BPSK or QPSK, the transmission control command is made larger than other symbols at the position where the control command is inserted. There is no need, and this can reduce interference to other channels.
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