KR100828215B1 - 이동통신 망에서의 ｉｐ 멀티캐스트 패킷 전송방법 - Google Patents

이동통신 망에서의 ｉｐ 멀티캐스트 패킷 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 기지국 정보를 부가하여 기지국 시스템이 지정된 기지국으로 멀티캐스트/브로드캐스트 데이터를 전송할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 방법은, 패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하고, IP 멀티캐스트 링크 채널의 개설을 요구하는 단계; 상기 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 최종 수신할 기지국 정보를 부가하는 단계; 패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 부가된 기지국 정보로부터, 최종단 기지국을 제어하는 기지국제어기/패킷제어기로 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계 및, 상기 기지국제어기/패킷제어기에서 수신한 IP 멀티캐스트 패킷 데이터를 하위에 연결된 최종단 기지국에 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 같은 본 발명에 의하면, IP 멀티캐스트/브로드캐스트 패킷의 헤더에 특정 기지국 정보를 부가하여 전송함으로써, 그 기지국 정보로부터 최종 수신할 기지국으로 패킷을 전송해 주어, 특정한 기지국의 이동국에게만 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 할 수 있도록 함에 있다.

Description

이동통신 망에서의 ＩＰ 멀티캐스트 패킷 전송방법{Transmission method for Internet Protocol multicast packet cellular network}
도 1은 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 종래 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 흐름도.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법을 나타낸 플로우 챠트.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP멀티캐스트 패킷 포맷을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...인터넷 111...멀티캐스트 센터
115,301...MSC 121,122,201,201...PDSN
131,132,133...BSC/PCF 141,142,143,144,231...BTS
151,152,153...이동국 211...PCF
221...BSC
본 발명은 이동통신 망에서 인터넷 데이터의 멀티캐스트/브로드캐스트 전송방법에 있어서, 특히 멀티캐스트/브로드캐스트 패킷의 헤더에 최종단 기지국 정보를 부가하여, 기지국 시스템이 셀 식별자를 확인하여 지정된 기지국 셀로 멀티캐스트/브로드 캐스트 데이터를 복사하여 전송할 수 있도록 한 이동통신 망에서의 멀티캐스트 패킷 전송 방법에 관한 것이다.
도 1은 인터넷 패킷 접속 서비스를 위한 이동통신망 구성도를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 인터넷(100)과; 이동 IP사용자가 접속하기 위한 게이트 웨이 기능하는 HA(Home Agent) 및 사용자에 대한 인증, 권한 검증, 과금기능을 담당하는 AAA(Authertication, Authorization, and Accounting) 서버로 이루어진 캐리어 인터넷(101)과; 인터넷 IP 데이터그램을 서비스하는 IP 멀티캐스트 센터(111)와; 인터넷 IP 데이터그램을 전달받아 멀티캐스트 패킷으로 서비스하는 패킷서빙노드(PDSN: Packet Data Serving Node)(201)와; 이동국의 무선 통신을 위해 PPP 링크로 상기 PDSN과 연결된 기지국제어기/패킷제어기(BSC/PCF)(131~133) 및 기지국(141~144)와; 교환국(MSC)/비스터 로케이션 레지스터(VLR)(115) 및 단문메시지 센터(SMC); 무선통신 및 패킷 서비스를 제공받는 이동국(151,152,153)으로 구성된다.
이러한 이동통신 망에서의 인터넷 패킷 접속 서비스는 이동국(151~153)이 기지국(BTS)(221), 기지국제어기/패킷제어기(BSC/PCF)(211)로 이루어진 이동통신 망을 통해, 인터넷으로부터 송신된 멀티캐스팅/브로드캐스팅 IP 데이터그램(Datagram) 또는 메시지를 패킷 서빙노드(121,122)에 의해 멀티캐스팅/브로드캐스팅(M/B: Multicasting/Broadcating, 이하 멀티캐스트라 약칭함) 패킷 서비스를 제공받게 된다.
상세하게 도 1 및 도 2를 참조하면, 인터넷(100) 또는 IP 멀티캐스트 센터로부터 패킷서빙노드(121,122)로 송신된 멀티캐스트 IP 데이터그램(Datagram)을 패킷 서빙노드(121,122)에서 수신하고(S201), 이동국(151~153)에 송신하고자 할 때, 교환국(MSC, 115)과 패킷서빙노드(121,122)는 무선접속망(RAN)으로 멀티캐스트 패킷 을 송신하게 된다.
이때, 이동국(151~153)이 기지국(141~144), 기지국제어기/패킷제어기(PCF: Packet Control Function)(131~13)를 통해 패킷서빙노드(121,122)에 방문하여 PPP(Point to Point Protocol) 링크를 개설하면(S202), 패킷서빙노드(121,122)는 수신된 IP 데이터그램을 멀티캐스트 패킷으로 상기 개설된 PPP 링크를 통해 이동국에 개별적으로 전송하게 된다(S203).
그러면, 이동국(151~153)은 상기 설정된 PPP링크로부터 IP 데이터그램을 수신하게 된다.
이와 같이, 인터넷 상의 멀티캐스트 데이터를 이동국으로 멀티캐스팅 또는 브로드캐스팅될 때, 인터넷 IP 데이터그램을 패킷서빙노드(PDSN: Packet Data Serving Node)에서 수신한 후, 방문 등록된 모든 이동국으로 PPP 링크를 통하여 점 대 점의 개별 IP 데이터그램을 송신하는 방식이다.
이동국이 패킷 서비스를 요구하는 경우, 이동국으로부터 기지국, 기지국제어기/패킷제어기를 통해 서빙 PDSN과 개별 링크를 설정하고, 패킷서빙노드는 개별 이동국과 설정된 모든 PPP 링크로 IP 데이터그램을 송신한다.
따라서, 인터넷상에서 멀티캐스트 패킷이 이동국으로 멀티캐스팅/브로드캐스팅 될 때 무선망에서는 모든 동보 이동국들이 무선 트래픽 채널을 각각 점유하게 되므로, 무선 망 측면에서는 멀티캐스팅이 아니고 개별 회선 접속과 같으므로 무선 자원의 낭비가 심하게 된다.
그리고, 개별적인 유선(BTS-BSC-PCF-PDSN) 접속에 따른 유선 자원도 이동국의 숫자 만큼 사용되므로, 동일한 멀티캐스팅 메시지를 통보하는데 아주 비 효율적이다.
이와 같이, 멀티캐스트 패킷을 서비스 받기 위한 모든 이동국들이 개별적으로 패킷서빙노드에 방문하여 PPP링크를 개설하고 그 PPP링크를 통하여 브로드 캐스팅 메시지를 송신하기 때문에 모든 이동국의 개별 PPP 데이터그램을 송신하기 위한 채널이 각각 할당되어 많은 채널 자원을 낭비하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, IP 멀티캐스트 링크 채널을 요구하는 교환국 또는 패킷서빙노드에 개설 요구할 경우 서비스할 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 최종 송신할 기지국의 영역 식별정보를 부가하 여 송신함으로써, 기지국의 영역 식별정보로부터 지정된 해당 기지국으로의 IP 멀티캐스트 패킷을 서비스할 수 있도록 한 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 최종 송신할 기지국에서 IP 멀티캐스트 패킷 요구시 최상위 송신 노드인 IP 멀티캐스트 센터 혹은 인터넷 IP 주소, 교환국등의 정보를 전송하여 줌으로써, 직접 라우팅 경로를 확보할 수 있도록 한 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 방법은,
패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하고, IP 멀티캐스트 링크 채널의 개설을 요구하는 단계;
상기 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 최종 수신할 기지국 정보를 부가하는 단계;
패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 부가된 기지국 정보로부터, 최종단 기지국을 제어하는 기지국제어기/패킷제어기로 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계 및,
상기 기지국제어기/패킷제어기에서 수신한 IP 멀티캐스트 패킷 데이터를 하위에 연결된 최종단 기지국에 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 기지국제어기/패킷제어기는 IP 멀티캐스트 패킷을 복사하여 저장한 후 전송하고, 패킷제어기의 하위 기지국제어기로부터의 수신확인응답 및, 기지국제어기의 하위 기지국으로부터의 수신확인응답이 있을 경우, 저장된 IP 멀티캐스트 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 기지국 정보는 IP 멀티캐스트 패킷을 최종 수신할 기지국의 그룹 리스트 및 라우팅 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법은, 최종 송신노드에서 IP 멀티캐스트 패킷을 송신할 기지국이 IP 멀티캐스트 링크 채널 개설 요구시 기지국 시스템에 개설 요구하는 발신측의 라우팅 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송 흐름도이고, 도 4는 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법을 나타낸 플로우 챠트이며, 도 5는 본 발명 실시 예에 따른 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 포맷을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, IP 멀티캐스트 센터(IP M/B Center)(111) 또는 인터넷(100)으로부터 IP 멀티캐스트 패킷을 이동국으로 멀티캐스팅/브로드캐스팅할 때, 패킷서빙노드(201)는 상기 IP 멀티캐스트 센터 또는 인터넷 서버로부터 IP 데이터그램을 수신한다.
패킷서빙노드(201)는 IP 데이터그램을 수신하면 기지국 시스템(BSC/PCF, BTS, MS)의 멀티캐스트 데이터 링크 통신을 위해 IP 멀티캐스트 링크 채널(IP M/B Link Channel)을 개설 요구하게 된다.
이때 패킷서빙노드(201)는 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더(Cellular M/B Header)에 최종단 기지국의 영역 식별정보(Cell ID)를 부가하게 된다.
이러한 IP 멀티캐스트 패킷은 도 5와 같이 PPP 프레임 포맷으로 작성된 바디 데이터(Body), PPP 프레임 포맷의 헤더에 프로토콜 식별자(ID)로서 셀룰라 멀티캐스트를 의미하는 식별자(Cellular M/B Header)와 기지국 영역 식별정보(Cell ID)를 포함한다.
여기서의 기지국 영역 식별정보는 최종단에서 이동국으로 패킷을 송신할 기지국 식별자와 전송 경로(Routing path), 수신할 기지국의 그룹 리스트를 포함하고 있다.
그러면, 패킷제어기(PCF)(211)에서 패킷서빙노드(201)로부터 기지국 정보를 가지는 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하면(S201), 패킷제어기(211)는 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 복사하여 내부 버퍼에 저장하고(S202), 헤더 정보에 포함된 기지국 정보에 따라 하위에 연결 접속된 기지국제어기(221)로 전송한다(S203).
이때, 패킷제어기(211)는 상기 기지국제어기(221)로부터 수신확인 응답이 오면(S204), 버퍼에 저장된 IP 멀티캐스트 패킷을 제거하게 된다.
그리고, 기지국제어기(221)는 수신된 IP 멀티캐스트 패킷을 복사하여 내부 버퍼에 저장하고(S205), 상기 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 포함된 기지국 정보에 따라 해당 기지국(231)으로 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하게 된다(S206).
여기서, 상기 기지국제어기/패킷제어기(221,211)는 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하려고 할 때, 패킷제어기(PCF,211)는 기지국 영역 식별정보로부터 기지국의 방문자 리스트를 비교하여 해당 기지국제어기(BSC,221)로 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하며, 기지국제어기(BSC)도 마찬가지로 다수의 기지국의 방문자 리스트를 비교하여 해당 기지국으로 IP 멀티캐스트 패킷을 전송해 준다.
기지국(BTS, 231)은 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하면 그 응답정보를 기지국제어기(221)에 전달하고, 기지국제어기(221)는 수신확인 응답에 따라 저장된 IP 멀티캐스트 패킷을 삭제하게 된다.
그리고, 기지국(231)은 수신한 IP 멀티캐스트 패킷을 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통하여 이동국에 송신함으로써, 멀티캐스트 서비스에 가입한 이동국이 공통 데이터 채널(CDCH)을 검색하여 IP 멀티캐스트 데이터를 수신하게 된다.
설명의 편의를 위해 도 1을 참조하면, 제 2패킷서빙노드(122)에서 IP 멀티캐스트 패킷을 특정한 제 4기지국(144)에만 전송하고자 하는 경우, 기지국 식별정보에는 제 4기지국 영역 정보와 함께 라우팅 경로(b2, abc4) 등이 부가되며, 이러한 제 4기지국 영역 정보와 라우팅 경로를 갖고, 하위 기지국 시스템(MS-BTS-BSC-PCF)에 IP 링크 채널을 요구한 후, 해당 라우팅 경로에 전송함으로써, 최종단 제 4기지국(144)에서 수신하게 된다. 이러한 전송 경로상의 존재하는 노드(BSC/PCF)들은 IP 멀티캐스트 패킷를 하위 노드 즉, PCF-BSC-BTS 상호간에 수신응답확인을 통해서 전송할 수 있도록, 내부 버퍼에 수신된 IP 멀티캐스트를 복사하여 저장한 후 전송하고 수신응답확인이 있으면 제거하는 방식을 사용하게 된다.
한편, 단문 메시지 센터(SMC)에서 송신하는 멀티캐스트/브로드캐스트 데이터를 이동국에 송신하고자 할 때, 교환국(MSC: Mobile Switching Center)(도 3, 301)에서 최종 송신할 기지국 정보(Cell ID)를 도 5과 같이 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 부가하고, IP 멀티캐스트 링크 채널의 개설을 요구하여 전송 경로상에 있는 기지국제어기(221)로 전송해 준다.
그러면, 기지국제어기(221)는 상기 IP 멀티캐스트 링크 채널의 개설을 요구하는 교환국(301)으로부터 수신되는 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 부가된 기지국 정보(Cell ID)를 이용하여 저장된 방문자 리스트와 비교하고, 다수의 기지국(BTS)으로 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 복사하여 전송해 준다.
이때, 기지국제어기(221)는 기지국(231)으로부터 수신확인응답이 있을 때까지 내부 버퍼에 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 저장해 두고, 수신 확인 응답이 있으면 상기 저장된 IP 멀티캐스트 패킷을 삭제한다.
최종 수신한 기지국(231)은 관할 영역내에 있는 이동국으로 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통하여 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하고 이동국은 공통 데이터 채널(CDCH)을 검색하여 멀티캐스트 패킷을 수신하게 된다.
도 4는 이동통신 망에서의 인터넷 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법을 나타낸 플로우 챠트로서, 패킷서빙노드는 인터넷 또는 IP 멀티캐스트 센터(M/B Center)로부터 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하면(S401), 기지국 시스템에 IP 멀티캐스트 링크채널의 개설을 요구한다(S402).
그리고, IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 최종단 기지국 정보를 부가한 후(S403), 기지국 정보에 따라 IP M/B 패킷을 기지국제어기/패킷제어기로 전송한다(S404).
그러면, 기지국제어기/패킷제어기는 수신된 IP 멀티캐스트 패킷을 복사하여 내부 버퍼에 저장하고(S405), 하위 노드(PCF-BSC-BTS)로 전송하고(S406), 그 하위 노드에서의 수신응답확인이 있으면 내부 버퍼에 저장된 IP 멀티캐스트 데이터를 삭제하게 된다. 즉, 기지국제어기는 패킷제어기에 수신확인응답을, 기지국은 기지국제어기에 수신확인응답을 줌으로써, 패킷 전송이 이루어진다(S407).
이후, 최종단 기지국이 수신한 IP 멀티캐스트 패킷을 이동국으로 전송하면, IP 멀티캐스트 패킷 서비스에 가입한 이동국은 채널을 통해 서비스 받게 된다.
이와 같이, 본 발명은 인터넷 또는 IP 멀티캐스트 센터로부터 서빙 PDSN으로 송신된 IP 데이터그램, 또는 SMC(Short Message Center)에서 송신하는 IP 데이터그램을 이동국에 송신하고자 할 때, 교환국과 패킷서빙노드는 무선 억세스 네트워크(RAN : Radio Access Network)로 멀티캐스트(M/B) 패킷에 최종 송신할 기지국 정보를 부가하여 송신함으로써, 멀티캐스트(M/B) 패킷을 수신한 기지국은 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통하여 멀티캐스트 패킷을 송신함으로써, 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 가입한 이동국이 공통 데이터 채널을 검색하여 M/B 데이터 패킷을 수신하게 된다.
즉, 멀티캐스트 데이터 패킷 전달을 위한 기지국(BTS)과 기지국제어기(BSC), 기지국제어기(BSC)와 패킷제어기(PCF), 기지국제어기(BSC)와 교환국(MSC) 사이의 멀티캐스트 패킷을 기지국 시스템 내에서 채널 자원의 낭비 없이 효과적으로 전달할 수 있다.
한편, 본 발명은 최종 목적 경로상의 식별 정보를 포함시켜 전송함으로써, 목적 경로 상에 있는 기지국과 기지국제어기, 기지국제어기와 교환국 혹은 패킷제어기, 패킷제어기와 패킷서빙노드와의 경로를 지정해 줄 수 있어, 특정 패킷서빙노드 및 교환국으로 링크될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 망에서 IP 멀티캐스트 패킷 전송 방법은 IP 멀티캐스트 패킷에 최종 송신할 기지국 정보를 부가하여 전송함으로서, 기지국 시스템 내의 전달 경로 상에 있는 기지국과 기지국제어기, 기지국제어기와 패킷제어기들의 채널 자원 낭비 없이 효과적으로 멀티캐스트 패킷을 전송해 줄 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. IP 멀티캐스트 센터(IP M/B Center), 인터넷 또는 단문메시지 센터(SMC)의 적어도 하나이상으로 부터 수신되는 IP 멀티캐스트 패킷 헤더에, 최종단 기지국 정보를 패킷서빙노드 또는 교환국의 적어도 하나 이상에서 부가하여 패킷제어기 및 기지국제어기로 순차적으로 전송하고, 상기 최종단 기지국 정보에 의거하여 최종 송신할 목적 노드 상에 구성된 상기 패킷제어기 및 기지국제어기를 통해, 해당 최종단 기지국으로 IP 멀티캐스트 패킷이 전송되고, 상기 최종단 기지국이 이동국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 제어기는 상기 수신된 IP 멀티캐스트 패킷을 상기 기지국 제어기로 전송하기 전에 복사하여 저장하고 상기 기지국제어기로 부터 수신확인이 오면 상기 저장된 패킷을 삭제하며, 상기 기지국제어기는 상기 수신된 패킷을 상기 기지국으로 전송하기 전에 복사하여 저장하고 상기 기지국으로 부터 수신확인이 오면 상기 저장된 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법.
  3. 패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷을 수신하고, 기지국 시스템에 IP 멀티캐스트 링크 채널의 개설을 요구하는 단계;
    상기 패킷서빙노드에서 상기 수신된 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 최종 수신할 기지국 정보를 부가하는 단계;
    패킷서빙노드에서 IP 멀티캐스트 패킷의 헤더에 부가된 기지국 정보로부터, 최종단 기지국을 제어하는 기지국제어기/패킷제어기로 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계 ;
    상기 기지국제어기/패킷제어기에서 수신한 IP 멀티캐스트 패킷 데이터를 하위에 연결된 최종단 기지국에 상기 IP 멀티캐스트 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 IP 멀티캐스트 패킷을 수신한 최종단 기지국이 이동국에 전송하는 단계;를 포함하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 패킷 제어기는 상기 수신된 IP 멀티캐스트 패킷을 상기 기지국 제어기로 전송하기 전에 복사하여 저장하고, 상기 기지국제어기로 부터 수신확인이 오면 상기 저장된 패킷을 삭제하며, 상기 기지국제어기는 상기 수신된 패킷을 상기 기지국으로 전송하기 전에 복사하여 저장하고, 상기 기지국으로 부터 수신확인이 오면 상기 저장된 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 패킷 전송방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 IP 멀티캐스트 패킷은 단문 메시지센터로부터 수신한 교환국이 그 패킷의 헤더에 최종 수신할 기지국 정보를 부가하는 것을 특징으로 하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 전송방법.
  6. 제 1항, 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 기지국 정보는 IP 멀티캐스트 패킷을 최종 수신할 기지국 식별자,전송 경로 및 수신할 기지국의 그룹 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 망에서의 IP 멀티캐스트 전송방법.
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