JP2000504525A - 周波数ホッピング方法および無線システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、周波数ホッピング方法および無線システムに関する。周波数ホッピングは、放送制御チャンネルの周波数に対してダウンリンクにて行われる。無線システムは、ネットワーク部分(100)、加入者端末機(102)および送信路としての無線接続(104)を備える。新規な点は、放送制御チャンネルが通常は周波数ホッピングを行わないということにある。このシステムの最も簡単な実施は、ネットワーク部分(100)および加入者端末機(102)におけるソフトウエア変更である。本発明は、周波数ホッピングを使用するすべての無線システムに適用でき、特に、GSM/DCS1800システムおよびUMTSシステムに適用しうる。
Description
【発明の詳細な説明】
周波数ホッピング方法および無線システム
発明の分野
本発明は、ネットワーク部分、加入者端末機およびネットワーク部分と加入者
端末機との間の送信路としての無線接続を備える無線システムにおいて放送制御
チャンネルの周波数に対するダウンリンク周波数ホッピングを行う方法に関する
ものである。
背景技術
周波数ホッピングは、盗聴を難しくし且つ干渉を除去するため、軍用無線シス
テムに対して開発されたものである。干渉を除去するについて、周波数ダイバー
シティおよび干渉ダイバーシティが周波数ホッピングによって達成されることに
注目すべきである。周波数ホッピングは、所定の周波数で所定の量の無線情報を
送信する送信機によって行われる。その送信機は、別の周波数で情報を送信し続
ける。その周波数は、何回か変えられうる。通常、その周波数は、ある既知のシ
リースとして変えられ、これは、周波数ホッピングシーケンスと称される。
無線システムにおいては、各ベースステーションは、放送チャンネルと称され
る1つの搬送波を有している。用語「制御チャンネル」も使用されうる。実際に
、この用語は、加入者端末機およびネットワーク部分によって使用され、それら
のオペレーションを制御するためのいくつかのチャンネルを意味している。ダイ
バーシティ放送チャンネルは、放送制御チャンネルと称される。これらに加えて
、接続の確立後に音声やデータの如きユーザペイロードが転送される実際のトラ
ヒックチャンネルを送信するのに、同じ搬送波が使用されている。必要とされる
場合には、シグナリングデータも、トラヒックチャンネル内で転送される。
用語「チャンネル」は、2つの異なる意味において使用されている。ここでは
、チャンネルは、それを特徴付けるデータを含む論理チャンネルを意味している
。チャンネルのもう一つの意味は、論理チャンネルを搬送するために使用される
物理チャンネルを意味するものである。この場合において、物理チャンネルは、
タ
イムスロットと称される。
GSMシステムにおいては、1つの物理チャンネルは、TDMAフレームの1
つのタイムスロットである。論理チャンネルは、共通チャンネルまたは専用チャ
ンネルである。TDMAフレームは、8つのタイムスロットを含む。専用チャン
ネルに対して、26TDMAフレームの長さの26多重フレームが定められてい
る。同様に、共通チャンネルに対して、51TDMAフレームの長さの51多重
フレームが定められている。
共通チャンネルは、BCHチャンネル(放送チャンネル)およびCCCHチャ
ンネル(共通制御チャンネル)からなる。BCHチャンネルは、FCCCHチャ
ンネル(周波数訂正チャンネル)、SCHチャンネル(同期チャンネル)および
BCCHチャンネル(放送制御チャンネル)からなる。CCCHチャンネルは、
PCHチャンネル(ページングチャンネル)およびAGCHチャンネル(アクセ
ス許可チャンネル)およびRACHチャンネル(ランダムアクセスチャンネル)
からなる。専用チャンネルは、トラヒックチャンネルおよびDCHチャンネル(
専用制御チャンネル)からなる。DCHチャンネルは、SDCCHチャンネル(
スタンドアローン専用制御チャンネル)、SACCHチャンネル(低速関連制御
チャンネル)およびFACCHチャンネル(高速関連制御チャンネル)からなる
。
本発明に関しては、必須のチャンネルは、FCCHチャンネル、SCHチャン
ネル、BCCHチャンネル、およびCCCHチャンネル(PCHおよびAGCH
チャンネル)を含む放送制御チャンネルである。FCCHチャンネルは、加入者
端末機に対する周波数訂正情報を含む。SCHチャンネルは、フレーム同期情報
を含む。BCCHチャンネルは、一般ベースステーション専用情報を含む。CC
CHチャンネルのうち、PCHチャンネルは、呼情報および加入者端末機へのト
ラヒックチャンネルの割当てについてのAGCHチャンネル情報を含む。
放送制御チャンネルは、送信機のパワー一杯において同じ周波数で送信される
。すなわち、周波数ホッピングは使用できない。このため、無線システムを計画
し使用するのに問題が生ずる。
主たる問題は、二重ネットワーク計画である。先ず第一に、通常の搬送波の使
用が計画される。これは、周波数ホッピング、不連続送信およびパワーコントロ
ールによって高めることができる。第二に、放送制御チャンネルの搬送波の使用
が計画される。
もう一つ別の主たる問題は、放送制御チャンネルと同じ搬送波にあるトラヒッ
クチャンネルが周波数ホッピング、不連続送信およびパワーコントロールを使用
することができないので、システムの容量が減少してしまうということである。
発明の概要
本発明の目的は、放送制御チャンネルの周波数への周波数ホッピングを行うこ
とであり、前述したような問題を避けるような方法を提供することである。
これは、序文に記載し、次のようなステップを含むことを特徴とする方法によ
って達成される。
ステップA)ネットワーク部分が所定の周波数で加入者端末機へ第1の信号グル
ープを放送制御チャンネルにて送信する。この第1の信号グループは、この第1
の信号グループが次回にてどの第2の周波数で送信されるかを記述している。
ステップB)それから、ネットワーク部分は、周波数ホッピングを使用して加入
者端末機へ既知数の他の信号を放送制御チャンネルにて送信する。第1の周波数
ホップのオフセットは前もって了承されており、他の周波数ホップのオフセット
が前もって了承される。
ステップC)ステップAがエンターされ、ネットワーク部分は、第2の周波数で
加入者端末機へ続く第1の信号グループを送信する。
ステップD)ステップAからステップCが繰り返され、周波数ホッピングシーケ
ンスは、所定の数のステップAからステップCで形成される。
本発明は、また、ネットワーク部分、加入者端末機および該ネットワーク部分
と該加入者端末機との間の送信路としての無線接続を備える無線システムにおい
て放送制御チャンネルの周波数へのダウンリンク周波数ホッピングを行うための
システムにも関する。
このシステムは、ネットワーク部分が所定の周波数で加入者端末機へ第1の信
号グループを放送制御チャンネルにて送信するようにされており、前記第1の信
号グループがそれが次回にどの第2の周波数で送信されるかを記述しており、前
記ネットワーク部分が周波数ホッピングを使用して加入者端末機へ他の信号を前
記放送制御チャンネルにて送信するようにされており、前記第1の周波数ホップ
のオフセットが前もって了承されており、前記他の周波数ホップのオフセットが
前もって了承され、前記加入者端末機が前記第1の信号グループの送信周波数の
周波数ホッピングシーケンス、前記第1の周波数ホップのオフセットおよび前記
他の周波数ホップのオフセットを発生するようにされていることを特徴とする。
本発明の方法は、幾つかの効果を与える。周波数ホッピングが使用されうるの
で、放送制御チャンネルの搬送波に関するすべてのチャンネルの性能が相当に改
善される。
ネットワーク計画がはるかに容易となることにより、相当の効果が得られる。
二重ネットワーク計画はもはや必要とされない。何故ならば、ネットワーク部分
によって送信されるチャンネルのすべてが、周波数ホッピングを使用することが
できるからである。セル周波数計画を行う必要をなくし、ベースステーションが
周波数ホッピングシーケンスをアトランダムに選択できるようにもすることがで
きる。隣接ベースステーションが同じ周波数を使用する場合には、周波数ホッピ
ングにより、その性能は十分良好に維持されうるようにすることができる。
本発明のシステムは、方法に関して前述したような効果と同じ効果を有する。
本発明の好ましい実施例および他のより詳細な実施例によれば、本発明のより高
い効果が得られる。好ましい実施例および他の詳細な実施例は、所望の技術的効
果を達成するために、種々組み合わされうることは明らかであろう。
図面の説明
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本発明をより詳細に説明
する。
第1図は、無線システムを示す。
第2図は、本発明による周波数ホッピングの実施を示す図である。
第3図は、GSMシステムにおける周波数ホッピングを行う仕方を示す図であ
る。
第4図は、GSMシステムにおける周波数ホッピングを行う別の仕方を示す図
である。
第5図は、GSMシステムにおける周波数ホッピングを行うさらに別の仕方を
示す図である。
第6図は、システムの実施例を示す図である。
好ましい実施例の説明
第1図は、本発明に必須な無線システムの部分を示す。この無線システムは、
ネットワーク部分100および加入者端末機102を備える。ネットワーク部分
100と加入者端末機102との間の無線接続104は、送信路を構成する。実
際に、無線システムは、数百、または、数千ものベースステーションと、非常に
多くの加入者端末機を含む。
第2図は、X軸に周波数f1からf6を示し、Y軸に時間を示している。本発
明の周波数ホッピング方法は、次のようにして行われる。
A)ネットワーク部分100は、周波数f1で加入者端末機102へ第1の信
号グループ200Aを放送制御チャンネルにて送信する。その信号グループ20
0は、1つまたはそれ以上の単一信号によって形成されるエンティティを言って
いる。第1の信号グループ200Aは、この第1の信号グループ200Bが次回
にどの第2の周波数で送信されるかを記述している。
B)それから、ネットワーク部分100は、周波数ホッピングを使用して加入
者端末機102へ所定の数の他の信号202A、204Aを放送制御チャンネル
にて送信する。この他の信号の数は、1またはそれ以上であり、この実施例では
、2である。第1の他の信号202Aは、周波数f2で送信され、第2の他の信
号204Aは、周波数f3で送信される。第1の周波数ホップのオフセット、す
なわち、周波数f1から周波数f2までの周波数のオフセットは、前もって了承
されている。すなわち、それは、加入者端末機にとっても、ネットワーク部分に
とっても、知られている。他の周波数ホップのオフセット、すなわち、この実施
例では、周波数f2から周波数f3までのオフセットも、前もって了承されてい
る。
C)それから、ネットワーク部分100は、前の第1の信号グループ200A
において記述された第2の周波数f2で加入者端末機102へ次の第1の信号グ
ループ200Bを送信する。それから、他の信号202B、204が周波数f3
およびf4で送信される。
D)ステップAからステップCが繰り返され、周波数ホッピングシーケンス2
10は、ステップAからステップBの所定の数によって形成される。この実施例
では、したがって、周波数ホッピングシーケンス210は、f1−f2−f3−
f2−f3−f4−f3−f4−f5−f4−f5−f6である。それから、周
波数ホッピングシーケンス210は、スタートから再開される。
加入者端末機102は、周波数を聴取することにより、その周波数ホッピング
シーケンスを知る。加入者端末機が第1の信号グループ200を見出すとき、こ
の加入者端末機は、第1の信号グループ200によって与えられる周波数に同調
することによって、そのチェーンに追従し始める。ある時間の間そのチェーンに
追従しているときに、その加入者端末機は、その繰り返しを観測し、したがって
、その周波数ホッピングシーケンスを知る。
本発明の好ましい実施例においては、第1の信号グループ200は、その第1
の周波数ホップのオフセットを記述する。これによって得られる効果は、そのオ
フセットが前もって了承されたデホールト値である必要がなく、その環境に最も
適したものとされうるということである。
第2の好ましい実施例において、第1の信号グループ200は、この第1の信
号グループ200が少なくとも次の回およびそれに続く回にどの少なくとも2つ
の他の周波数で送信されるのかを記述する。したがって、加入者端末機102は
、次の第1の信号グループ200を聴取するのに失敗したとしても、全周波数ホ
ッピングシーケンス210を失うことはない。
次に、GSMシステムにおける本発明の実施について説明するが、本発明をこ
のシステムに限定するというわけではない。本発明は周波数ホッピングを使用し
て種々な無線システム、例えば、エンハンスドGSMシステム、DCS1800
システム、およびUMTSシステムにおいて実施されうるものであることは明か
であろう。GSMシステムにおいては、第1の信号グループ200は、少なくと
も1つのFCCH信号および少なくとも1つのSCH信号を含む。他の信号20
2、204は、BCCH信号および/またはCCCH信号を含む。51多重フレ
ームの典型的な構造は、タイムスロット0が共通チャンネルを含み、タイムスロ
ット1から7が専用チャンネルを含むようなものである。従来の方法はタイ
ムスロット1から7において専用チャンネルに適用され、周波数ホッピングシー
ケンスがBCCHチャンネルにてそれらのチャンネルへと通知されているのに対
して、本発明に関して、タイムスロット0における共通チャンネルがどのように
して周波数ホップを行うのかについて説明する必要がある。
第3図は、この方法がGSMシステムにおいてどのように実施されるかを示し
ている。X軸は、周波数f1からf6を示している。Y軸は、時間、この場合に
おいては、ゼロ0から50の順数としての51多重フレームのタイムスロット0
の番号0から50として示している。第1の信号グループは、最初に、周波数f
1で送信される。このグループは、FCCHチャンネルおよび2つのSCHチャ
ンネルを含む3つの信号からなる。通常、1つのSCHチャンネルしかないが、
本発明のこの実施例では、1つのCCCHチャンネルが1つのSCHチャンネル
によって置き換えられている。次に、4つのBCCH信号が、周波数f2、f3
、f4、およびf5で送信される。それから、3つのCCCH信号が、周波数f
6、f1、およびf2で送信される。それから、次の第1の信号グループは、周
波数f2で送信され、続いて、7つのCCCH信号が周波数f3、f4、f5、
f6、f1,f2、およびf3で送信される。FCCH信号、2つのSCH信号
および7つのCCCH信号のこのグループは、この実施例の周波数ホッピングシ
ーケンス210においてはなおも二回繰り返される。最後の51多重フレームの
タイムスロット0においては、なにも送信されない。前述したように、この第2
のSCH信号は、第1の信号グループ、すなわち、1つのFCCH信号および2
つのSCH信号が次回にどの第2の周波数で送信されるかについて記述している
。
本発明の一つの実施例では、特別なSCH信号を必要としないが、その代わり
、第1のSCH信号は、その第1の信号グループ、すなわち、1つのFCCH信
号および2つのSCH信号が次回にどの第2の周波数で送信されるのかを記述す
る。この効果は、既存のタイムスロットの区分を変える必要がないということで
ある。本発明のこの実施例は、第4図に示されている。周波数ホッピングシーケ
ンス210は、第3図に示されるように繰り返される。その違いは、1つのSC
H信号しかなく、CCCH信号の数を減少させる必要がないということである。
第5図は、周波数同期を改善するために、FCCH信号が常に所定の周波数で
送信されるような本発明の実施例を示している。FCCH信号は、したがって、
周波数ホッピングの外側に残される。第5図は、FCCH信号が常に周波数f1
でどのようにして送信されるかを示している。この図は、第3図のように、2つ
のSCH信号を示している。しかし、この実施例は、第4図の実施例と組み合わ
せることができ、SCH信号の数は、1つのみであることは明かであろう。
SCH信号は、BSIC(ベースステーション識別コード)およびTDMAフ
レーム番号を含む。第3図に示した実施例によれば、第1のSCH信号は、TD
MAフレーム番号を含み、第2のSCH信号は、BSICおよび次に送信される
べき第1の信号グループの周波数を含む。
ダウンリンク周波数ホッピングシーケンスは、また、共通アップリンクチャン
ネル、例えば、GSMシステムにおけるRACHチャンネルに対しても使用され
る。
本発明は、また、この方法を実施するための無線システムにも関する。ネット
ワーク部分および加入者端末機は、本発明の方法を実施するようにされている。
第1図によれば、このシステムの必須の部分は、ネットワーク部分100、加入
者端末機102、およびそれらの間の無線接続104である。ネットワーク部分
は、ベースステーション、ベースステーションコントローラおよび移動電話交換
機を備える。第6図は、このシステムがどのようにして必要なプロシージャを実
施するようにされるかの例を示している。ベースステーションコントローラ60
0は、ベースステーション610に関連している。ベースステーションコントロ
ーラ600は、グループスイッチングフィールド602と、トランスコーダ60
4と、コントロールユニット606とを備える。グループスイッチングフィール
ド602は、音声およびデータを切り換え且つシグナリング回路を接続するのに
使用される。トランスコーダ604は、公衆電話回路網と移動通信ネットワーク
との間に使用される異なるデジタルエンコーディング形式を互いに適した形式へ
と変換する。コントロールユニット606は、呼制御、移動性管理、統計データ
収集、およびシグナリングを行う。ベースステーション610は、フレームユニ
ット612、周波数ホッピングユニット614、搬送波ユニット616およびア
ンテナ618を含む。フレームユニット612は、チャンネルエンコーディ
ング、チャンネルインターリービィング、データ暗号化、およびバースト発生の
ために使用される。周波数ホッピングユニット614は、ベースバンド搬送波へ
の周波数ホッピングのために使用される。搬送波ユニット616は、送信される
べき信号に対する変調およびA/D変換を行う。加入者端末機102は、アンテ
ナ620、デュープレックスフィルタ622、受信機624およびコントロール
部分626を備える。受信機624は、復調器628、チャンネルデコーダ63
0、解読器632およびソースデコーダ634を備える。
この方法の使用例としては、ベースステーション610が、所定の周波数で加
入者端末機102へ第1の信号グループ200を放送制御チャンネルにて送信し
、その第1の信号グループ200は、その信号グループ200が次回にどの第2
の周波数で送信されるかを記述するようにするものがある。そのベースステーシ
ョンは、付加的に、周波数ホッピングを使用して加入者端末機102へ他の信号
202、204を放送制御チャンネルにて送信し、その第1の周波数ホップのオ
フセット220は、前もって了承されており、他の周波数ホップのオフセット2
22は、前もって了承されている。本発明を実施する最も簡単な仕方は、本発明
の方法の各ステップを実行可能なソフトウエアへ変換することである。それから
、そのソフトウエアを、例えば、ベースステーションコントローラ600のコン
トロール部分606のメモリに記憶させることができる。このコントロール部分
606は、それから、必要なデータが送信されるべきチャンネルへのフレームユ
ニット612に記憶されたことを、ベースステーション610へ合図する。周波
数ホッピングユニット614は、また、その周波数ホッピングシーケンスをどの
ように実施せねばならないかについて合図される。これは、一般的または信号プ
ロセッサまたは離散ロジックによって実施されうる。
加入者端末機102は、第1の信号グループ200の送信周波数、第1の周波
数ホップのオフセット220および他の周波数ホップのオフセット222の周波
数ホッピングシーケンス210を形成する。本発明を実施する最も簡単な仕方と
しては、本発明の方法の各ステップを実行可能なソフトウエアへと変換してしま
うことである。このような仕方において、ソフトウエアは、コントロール部分6
26のメモリに記憶され、同じコントロール部分626にて実行されうる。そ
のソフトウエアは、受信機624から必要な情報を受け取る。これは、一般また
は信号プロセッサ、または離散ロジックによって実施されうる。
添付図面に関して本発明を実施例について説明してきたのであるが、本発明は
、これらに限定されるものでなく、本請求の範囲に記載された発明思想の範囲内
で種々変更しうるものであることは明かであろう。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),UA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP
,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,
LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M
W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD
,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,
TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ネットワーク部分(100)、加入者端末機(102)および該ネットワー ク部分(100)と該加入者端末機(102)との間の送信路としての無線接続 (104)を備える無線システムにおいて放送制御チャンネルの周波数へのダウ ンリンク周波数ホッピングを行う方法において、 A)前記ネットワーク部分(100)は、所定の周波数で前記加入者端末機( 102)へ第1の信号グループ(200)を前記放送制御チャンネルにて送信し 、前記第1の信号グループ(200)は、その第1の信号グループ(200)が 次回にどの第2の周波数で送信されるかを記述し、 B)前記ネットワーク部分(100)は、それから、周波数ホッピングを使用 して前記加入者端末機(102)へ既知の数の他の信号(202,204)を前 記放送制御チャンネルにて送信し、前記第1の周波数ホップのオフセット(22 0)は、前もって了承されており、前記他の周波数ホップのオフセット(222 )は、前もって了承されており、 C)前記ステップAがエンターされ、前記ネットワーク部分(100)は、第 2の周波数で前記加入者端末機(102)へ続く第1の信号グループ(200) を送信し、 D)前記ステップAからステップCを繰り返し、周波数ホッピングシーケンス (210)は、前記ステップAから前記ステップCの所定の数で形成される、各 ステップを含むことを特徴とする方法。 2.前記第1の周波数ホップのオフセット(220)は、前記第1の信号グルー プ(200)にも記述されている請求項1記載の方法。 3.前記第1の信号グループ(200)は、前記第1の信号グループ(200) が少なくとも次回およびそれに続く回において、少なくともどの2つの他の周波 数で送信されるかを記述する請求項1記載の方法。 4.前記ダウンリンク周波数ホッピングシーケンスは、共通アップリンクチャン ネルに対しても使用される請求項1記載の方法。 5.GSMシステムにおいて、前記第1の信号グループは、少なくとも1つの FCCH信号および少なくとも1つのSCH信号を含む請求項1から4のうちの いずれか1つに記載の方法。 6.GSMシステムにおいて、前記他の信号は、BCCH信号および/またはC CCH信号を含む請求項1から5のうちのいずれか1つに記載の方法。 7.前記第1のSCH信号は、前記第1の信号グループ(200)が次回にどの 第2の周波数で送信されるかを記述する請求項5記載の方法。 8.前記第2のSCH信号は、前記第1の信号グループ(200)が次回にどの 第2の周波数で送信されるかを記述する請求項5記載の方法。 9.前記FCCH信号は、常に、同じ所定の周波数で送信される請求項5記載の 方法。 10.現在のSCH信号は、BSICおよびTDMAフレーム番号を含み、本発明 により、前記SCH信号は、BSICおよび次回に送信されるべき前記第1の信 号グループの周波数を含む請求項7記載の方法。 11.現在のSCH信号は、BSICおよびTDMAフレーム番号を含み、本発明 により、前記SCH信号は、TDMAフレーム番号を含み、前記第2のSCH信 号は、BSICおよび次回に送信されるべき第1の信号グループの周波数を含む 請求項8記載の方法。 12.ネットワーク部分(100)、加入者端末機(102)および該ネットワー ク部分(100)と前記加入者端末機(102)との間の送信路としての無線接 続(104)を含む無線システムにおいて放送制御チャンネルの周波数へのダウ ンリンク周波数ホッピングを行うためのシステムにおいて、前記ネットワーク部 分は、所定の周波数で前記加入者端末機(102)へ第1の信号グループ(20 0)を前記放送制御チャンネルにて送信するように構成されており、前記第1の 信号グループ(200)は、該第1の信号グループ(200)が次回にどの第2 の周波数で送信されるかを記述し、また、前記ネットワーク部分は、周波数ホッ ピングを使用して、前記加入者端末機(102)へ他の信号(202,204) を前記放送制御チャンネルにて送信するように構成されており、前記第1の周波 数ホップのオフセット(220)は、前もって了承されており、前記他の周波数 ホップのオフセット(222)は、前もって了承され ており、前記加入者端末機(102)は、前記第1の信号グループ(200)の 送信周波数、前記第1の周波数ホップのオフセット8220)および前記他の周 波数ホップの周波数ホッピングシーケンス(210)を発生するように構成され ていることを特徴とするシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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