KR101238466B1 - 버스티 무선 데이터 트래픽을 위한 적응형 폴링 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 각종 실시예들은, 하나 이상의 연속 폴들이 폴링된 국(station)이 송신할 데이터를 갖는다고 나타내는 경우에 무선 네트워크에서 적응형 폴링을 이용할 수 있다. 적응형 폴링을 수행하도록 트리거되는 경우에, 기지국은 일부 최대 인터벌이 도달될 때까지 특정 가입국에 대한 폴들 사이에서 증가하는 긴 인터벌들 동안 대기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 인터벌들은 지수함수적으로 증가할 수 있다.

Description

버스티 무선 데이터 트래픽을 위한 적응형 폴링{ADAPTIVE POLLING FOR BURSTY WIRELESS DATA TRAFFIC}
본 발명은 버스티 무선 데이터 트래픽을 위한 적응형 폴링에 관한 것이다.
각종의 무선 네트워크에서, 기지국(BS)은 네트워크의 각종 가입국(SS)이 BS에 전송할 데이터를 갖는지 여부를 판정하기 위해 SS를 폴링할 수 있다. SS가 BS에 실시간 데이터를 전송하면, SS는 해당 데이터의 실시간 흐름을 방해하지 않기에 충분한 빈도로 폴링되어야 한다. 그러나, SS가 전송할 것이 없으면, 그 SS의 반복된 빈번한 폴링(네트워크의 다른 SS의 반번한 폴링도 마찬가지임)은 비생산적인 폴링으로 많은 네트워크 대역폭을 사용해버릴 수 있다. 특정 SS가 송신할 데이터 없이 장기간동안 작동할 수 있는 버스티 트래픽 환경에서는, 이러한 비생산적인 폴링은 유효한 네트워크 대역폭을 사용해버릴 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 발명의 실시예들을 예시하기 위해 사용되는 첨부 도면 및 이하의 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 적응형 폴링의 방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 폴링된 가입국으로부터 수신된 응답들에 기초하여 변화하는 폴링 인터벌들의 챠트를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크를 도시하는 도면.
이하의 설명에서, 다수의 특정 상세들이 개시된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이들 특정 상세들 없이도 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 예에서, 공지된 회로들, 구조들 및 기법들은 이러한 설명의 이해를 모호하게 하지 않도록 상세히 도시되지 않는다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예", "각종 실시예" 등에 대한 참조는 그렇게 기재된 발명의 실시예(들)이 특정 특징들, 구조들 또는 특성들을 포함할 수 있지만, 모든 실시예들이 특정 특징들, 구조들 또는 특성들을 반드시 포함하는 것은 아님을 나타낸다. 또한, 일부 실시예들은 다른 실시예들에 기재된 특징들의 일부 또는 전부를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
이하의 설명 및 청구범위에서, "연결된(coupled)" 및 "접속된(connected)"이라는 용어 및 그 파생어가 사용될 수 있다. 이들 용어는 서로 유사어로서 의도되지 않았음을 이해해야 한다. 오히려, 특정 실시예들에서, "접속된"은 2 이상의 요소들이 서로 직접적 또는 물리적 접촉 상태에 있는 것을 나타내기 위해 사용된다. "연결된"은 2 이상의 요소들이 서로 협동하거나 상호작용하지만 직접 물리적 또는 전기적 접속 상태에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 것을 나타내기 위해 사용된다.
청구범위에서 사용된 바와 같이, 공통 요소를 기술하기 위해 서수 형용사 "제1", "제2", "제3" 등을 이용하는 것은, 달리 특정되지 않는다면, 단지 동일한 요소들의 상이한 예들을 지칭하는 것을 나타내며, 그렇게 기술된 요소들이 주어진 시퀀스로, 순위 내에서 시간, 공간적으로, 또는 임의의 다른 방식으로 존재해야 함을 암시하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 각종 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 하나 또는 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 또한 본원에 기재된 동작들을 수행할 수 있게 하기 위해 하나 이상의 프로세서들에 의해 판독되고 실행될 수 있는, 머신-판독가능 매체 내부 또는 그 위에 포함된 명령어들로서 구현될 수 있다. 머신-판독가능 매체는 정보를 머신(예를 들어, 컴퓨터)이 판독가능한 형태로 저장, 송신 및/또는 수신하기 위한 임의의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 머신-판독가능 매체는 ROM, RAM, 자기 디스크 저장 매체, 광저장 매체, 플래시 메모리 장치 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 머신-판독가능 매체는 또한 전자기, 광학 또는 음향 반송파 신호들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 명령어들을 인코딩하기 위해 변조된 전파 신호를 포함할 수 있다.
"무선"이라는 용어 및 그 파생어는 고체가 아닌 매체를 통해 변조된 전자기 방사를 이용하여 데이터를 전달하는 회로, 장치, 시스템, 방법, 기법, 통신 채널 등을 기술하기 위해 이용될 수 있다. 그 용어는 관련 장치들이 임의의 배선을 포함하지 않음을 내포하지 않지만, 일부 실시예들에서는 그렇지 않을 수도 있다. "기지국"이라는 용어는 본원에서 네트워크 내에서 전반적인 통신 제어를 수행하는 무선 네트워크에서의 노드를 기술하기 위해 사용된다. "가입국"이라는 용어는 네트워크에서의 통신이 기지국에 의해 제어되는 노드들을 기술하기 위해 이용된다. 이 용어들은 단지 편의를 위한 것이고, "액세스 포인트", "이동국" 등과 같은 다른 용어들은 동일한 장치들을 기술하기 위해 다른 것들에 의해 이용될 수도 있다.
무선 네트워크에서, 기지국(BS)은 네트워크의 각 가입국(SS)을 주기적으로 폴링하여, 폴링된 SS에게 BS에 송신할 데이터가 있는지 여부를 문의한다. SS가 송신할 데이터를 갖고 있으면, 일부 실시예들에서는 SS가 그 데이터를 BS에 송신함으로써 폴에 응답할 수 있다. 다른 실시예들에서, SS는 시간의 블록 또는 다른 대역폭 할당을 요청할 수 있고, 그동안 데이터를 BS에 전송할 수 있다. 한편, 폴링된 SS가 BS에 송신할 데이터를 갖지 않으면, SS는 그러한 데이터를 포함하지 않는 간략한 회신으로 그러한 것을 나타낼 수 있고, 또는 전혀 응답하지 않음으로써 그러한 것을 암시적으로 나타낼 수도 있다. 폴에 대해 그리고 응답에 대해 임의의 가능한 포맷이 사용될 수 있다. BS는 전형적으로 네트워크의 수많은 SS들을 폴링할 수 있지만, 본원에 포함된 기재는 BS에서 단일 SS로의 폴들에 초점을 맞춘다. 다른 SS에 대한 임의의 다른 폴들은 본 기재에서는 무시된다. 마찬가지로, 본 기재는 데이터를 전달하기 위해 사용되는 프로토콜들을 커버하지 않지만, 폴들과 그 폴링된 SS가 송신할 데이터를 갖고 있다고 응답할지 여부만을 커버한다. 송신할 데이터가 존재하는지의 여부를 나타내는 응답 그 자체는 본원에서 그 용어가 사용된 바와 같이 "데이터"로 간주되지 않지만, 다른 문서에서는 데이터로 간주될 수도 있다.
본 발명의 각종 실시예들은, 하나 이상의 폴이 폴링된 국(station)이 송신할 데이터가 없다고 나타내는 경우에 무선 네트워크에서 적응형 폴링을 이용할 수 있다. 적응형 폴링을 수행하도록 트리거되는 경우에, 기지국은 폴들 사이의 증가하는 긴 인터벌들을 대기할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 인터벌들은 선형으로, 지수함수적으로, 또는 임의의 다른 가능한 방식으로 증가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 폴링 인터벌들은 몇몇 정의된 최소값보다 작지 않고 몇몇 정의된 최대값보다 크지 않도록 한정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 폴링의 방법의 흐름도를 도시한다. 이 프로세스는 기지국에서 특정 가입국에 대한 최근 폴링 이력을 모니터하고 그 이력이 그 가입국에 대한 폴링 인터벌(폴들 사이의 지속 기간)에 어떻게 영향을 미치는지를 판정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 흐름도에서, 값 N은 특정 SS에 대한 연속적인 폴들 - 각 폴은 SS가 송신할 데이터를 갖지 않는다는 응답을 생성함- 이 폴링 인터벌의 증가를 트리거하기 전에 얼마나 많이 발생해야 하는지를 나타내기 위해 이용된다. 카운터값 n은 실제로 '데이터 없음" 응답을 생성한 그러한 연속적인 폴들의 수를 카운트하기 위해 사용된다. 값 Tmin은 여기서 SS가 송신할 데이터를 갖고 있다고 응답하는 경우에 전형적으로 이용되는 폴링 인터벌을 나타내기 위해 이용된다. Tmax로 표시된 다른 값은 여기서 폴링 인터벌이 증가하는 경우에 이용되는 최장 폴링 인터벌을 나타내기 위해 이용된다. 용어 Tmin 및 Tmax는 그들이 폴링 인터벌들에 대한 최소값 및 최대값이라는 것을 암시할 수 있지만, 이러한 가정은 본 설명의 한정된 범위 내에서만 참일 수 있다. 다른 요인에 의해 영향을 받은 동일한 SS에 대한 다른 폴링 인터벌들은 이 범위의 값들 외부에 있을 수 있다. Tmax, Tmin 및 N의 값들은 여러 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, SS 및 BS는 SS가 네트워크에 수용되는 경우에 이 값들을 협상할 수 있다. 다른 실시예들에서, SS는 네트워크에 허용되기 전에 그것의 요구되는 값들을 간단히 제공할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 이 값들은 네트워크 트래픽 레벨들에 기초하여 때때로 동적으로 변경될 수 있고, 데이터의 유형은 네트워크 내에서 또는 개개의 SS에 의해 전송된다.
도시된 흐름도(100)에서, 폴링 프로세스는 카운터 값 n을 0으로 설정하고 폴링 인터벌을 Tmin으로 설정함으로써 단계(110)에서 개시될 수 있다. 이 값은 단계(120)에서 구현되는 바와 같이, 현재 폴링 간격을 나타낼 수 있다. 폴링 인터벌이 만기한 후에, 단계(130)에서 BS는 SS를 폴링할 수 있다. 이 폴은 임의의 가능한 형식을 취할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 단독 폴이 SS에 전달될 수 있고, SS가 네트워크에서 사용되는 규정에 의해 나타낸 방식으로 응답할 수 있다. 다른 예에서, BS로부터의 단일 송신은 다수의 SS의 각각이 응답하는 특정 타임 슬롯들을 할당할 수 있고, 이 특정 SS는 그것의 할당된 시간에 응답할 수 있다.
단계(140)에서 판정된 바와 같이, 폴링된 SS로부터의 응답이 SS가 송신할 데이터를 갖는다고 나타내면, BS는 단계(150)에서 SS로부터 그 데이터를 수신하고, SS를 다시 폴링하기 전에 Tmin의 다른 인터벌동안 재초기화하고 대기함으로써 단계(110)에서 프로세스를 다시 시작할 수 있다. 그러나, 폴링된 SS로부터의 응답이 SS가 송신할 데이터를 갖지 않는다고 나타내거나, 또는 SS가 응답하지 않음으로써 송신할 데이터를 갖지 않는다고 암시하면, 카운터 값 n은 단계(160)에서 증분될 수 있다. 단계(170)에서 판정된 바와 같이 n이 N을 넘어 증가하지 않으면, 폴 응답이 SS가 송신할 데이터를 갖는다고 나타내거나 n이 N을 초과할 때까지 (먼저 오는 것이 무엇이건), 루프(120-130-140-160-170)를 반복할 수 있다
단계(170)에서 판정된 바와 같이, n이 최종적으로 N을 초과하는 경우에, 폴링 인터벌의 현재 지속 기간은 그것이 이미 Tmax에 도달했는지 여부를 알아보기 위해 단계(180)에서 체크될 수 있다. 이미 도달했다면, BS는 단계(130)에서 SS를 다시 폴링하기 전에 단계(120)에서 시간 주기 Tmax동안 대기할 수 있고, 폴링 인터벌은 폴링된 SS가 궁극적으로 송신할 데이터를 갖는다고 응답할 때까지 Tmax에 남아있을 수 있다. 그러나, 단계(180)에서 판정된 바와 같이 폴링 인터벌이 Tmax에 도달하지 않았으면, 폴링된 인터벌은 단계(190)에서 증가될 수 있다. 증가량은 여러 방식으로 판정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 증가는 선형일 수 있다 - 즉, 매번 고정량만큼 증가할 수 있다. 다른 실시예들에서, 증가는 지수함수적일 수 있다 - 즉, 특정 밑수의 거듭제곱만큼 증가될 수 있다. 도 2에 도시된 예는 2의 거듭제곱만큼 지수함수적으로 증가(즉, 매번 값이 2배가 됨)하고 있는 것을 도시한다. 다른 실시예들은 얼마나 증가될 것인지를 판정하기 위해 다른 요인을 이용할 수 있다.
특정 시퀀스들이 설명되었지만, 다른 요인들은 도시되지 않은 방법으로 이들 시퀀스를 리셋, 간섭 또는 변경할 수 있음을 주의해야 한다. 예를 들어, 1) 몇몇 조건들에 의해 단계(110)에서의 재초기화가 최근의 응답 이력에 관계없이 발생할 수 있고, 2) 네트워크 조건들의 변경에 의해 Tmin, Tmax 및 N 중 어는 것이나 모두의 값이 수정될 수 있고, 3) 대역폭 요청 효율을 향상시키기 위해, 할당된 대역폭이 SS 데이터 송신에 충분하지 않은 경우에 적응형 폴링의 과정 동안 피기백(piggyback) 또는 대역폭 스틸링(stealing) 기능들이 삽입되어 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 폴링된 가입국으로부터 수신된 응답들에 기초하여 변하는 폴링 인터벌들의 챠트를 도시한다. 1에서 18까지 매겨진 일련의 18개의 연속 폴들이 제1 컬럼에 나열되어 있다. 각 폴들에 이어, 제2 컬럼에서의 '예(yes)'는 폴링된 SS가 송신할 데이터가 있다고 응답한 것을 나타내고, '아니오(no)'는 폴링된 SS가 송신할 데이터를 갖지 않았다고 응답한 것을 나타낸다. 제3 컬럼은 BS가 그 SS의 다음 폴 전에 대기할 타이밍 인터벌을 도시한다. 이 예에서, Tmin은 20밀리초(ms)로 가정되고, Tmax는 1280 ms로 가정되고, N은 4로 가정되지만, 다른 실시예들은 이들 파라미터들 중 어느 것 또는 모두에 대해 다른 값들을 사용할 수 있다.
도 2의 예에서, SS는 그것이 송신할 데이터를 갖는다고 제1의 3개의 폴들에 응답한다. 다음 4개의 폴들에 대해, SS는 그것이 송신할 데이터를 갖지 않는다고 응답하고 n의 값은 n이 N(4)의 값에 도달할 때까지 이들 4개의 폴들 각각 이후에 증가될 것이다. 그 후, 각 폴에 대해 SS가 송신할 데이터를 갖지 않는다고 응답하면 폴링 인터벌이 2배가 될 것이다. 폴링 인터벌이 Tmax(1280ms)에 도달할 때까지 계속해서 2배가 되고, SS가 각 폴에 그것이 송신할 데이터를 갖지 않는다고 응답하는 한 그 지점에서 폴링 인터벌은 Tmax에 남아 있는다. 그러나, SS가 송신할 데이터는 갖고 있다고 응답하면(즉, 폴 16 이후에), 폴링 인터벌은 Tmin으로 리셋되고, 전체 프로세스는 초기화 상태로부터 반복될 수 있다. SS가 송신할 데이터를 갖지 않더라도, '데이터 없음' 응답을 갖는 N개의 연속 폭들이 발생하지 않기 때문에 폴 17 이후에 증가가 발생하지 않음을 주의해야 한다. 또한, 도 2의 판단 블록(180)은 그 판단을 폴링 인터벌의 값에 기초하지만, 폴링 인터벌이 Tmin에 있었던 이래로 폴링 인터벌이 증가된 횟수를 세는 것에 의해 실현될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크를 도시한다. 도시된 네트워크(300)에서, 기지국(310)은 여러 가입국(320, 330, 340, 350, 360; 각각 SS3, SS1, SS2, SS4, SS5로 표시되어 있음)과 무선 통신할 수 있다. 각 장치는 기지국 안테나(들)(315)와 같은 하나 이상의 안테나를 가질 수 있다. 기지국은 각 SS에 폴을 무선 전송하는 것을 포함하여 각 SS와 통신할 수 있다. 이 폴들은 SS가 송신할 그러한 데이터를 갖는다면, BS에 데이터를 전송할 기회를 각 SS에게 부여할 수 있다. SS가 송신할 데이터를 갖거나 갖지 않는다고 나타냄으로써 각 폴에 응답하는지 여부가 이전 설명의 주제이다.
상기 설명은 예시적이며 제한적이지 않도록 의도된다. 본 기술 분야의 당업자들에게 변화가 이루어질 것이다. 이들 변화는 발명의 각종 실시예들에 포함되도록 의도되고, 이하의 청구범위의 정신 및 변경에 의해서만 제한된다.

Claims (17)

  1. 적응형 폴링을 수행하기 위한 장치로서,
    기지국
    을 포함하고,
    상기 기지국은,
    폴(poll)들 사이의 제1의 미리 결정된 시간 인터벌에서 무선 네트워크의 가입국에 복수의 폴을 송신하고,
    상기 복수의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는지를 판정하고,
    상기 복수의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는다고 판정하는 것에 응답하여, 상기 가입국에 대한 후속하는 폴들 사이의 시간 인터벌을 증가시키는, 적응형 폴링 수행 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은, 후속하는 연속 폴들에 대해 어떠한 회신도 수신되지 않는 경우, 지수함수적으로 증가하는, 적응형 폴링 수행 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은, 후속하는 연속 폴들에 대해 어떠한 회신도 수신되지 않는 경우, 2의 거듭제곱에 기초하여 지수함수적으로 증가하는, 적응형 폴링 수행 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은,
    1) 상기 시간 인터벌이 제2의 특정 미리 결정된 시간 인터벌에 도달하거나,
    2) 상기 시간 인터벌이 특정 수의 연속 시간들에서 증가되는 경우에, 증가를 정지하는, 적응형 폴링 수행 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시간 인터벌들은 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는다고 나타내는 회신을 수신하는 것에 응답하여, 상기 제1의 미리 결정된 시간 인터벌들로 리턴하는, 적응형 폴링 수행 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 다수의 안테나를 더 포함하는, 적응형 폴링 수행 장치.
  7. 적응형 폴링을 수행하기 위한 방법으로서,
    제1의 미리 결정된 시간 인터벌에서 무선 네트워크의 가입국에 하나 이상의 폴을 송신하는 단계;
    상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는 경우, 상기 가입국으로부터 각각의 폴에 대한 무선 회신을 수신하는 단계;
    상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는 경우, 상기 가입국으로부터 각각의 폴에 대한 어떠한 회신도 수신하지 않는 단계;
    상기 하나 이상의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는지를 판정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는다고 판정하는 것에 응답하여, 상기 가입국에 대한 각각의 연속 폴 사이의 시간 인터벌을 증가시키는 단계
    를 포함하는, 적응형 폴링 수행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은, 후속하는 연속 폴들에 대해 어떠한 회신도 수신되지 않는 경우, 지수함수적으로 증가하는, 적응형 폴링 수행 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은, 후속하는 연속 폴들에 대해 어떠한 회신도 수신되지 않는 경우, 2의 거듭제곱에 기초하여 지수함수적으로 증가하는, 적응형 폴링 수행 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은 상기 시간 인터벌이 제2의 특정 미리 결정된 시간 인터벌에 도달할 때 증가를 정지하는, 적응형 폴링 수행 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 시간 인터벌들은 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는다고 나타내는 회신을 수신하는 것에 응답하여 상기 제1의 미리 결정된 시간 인터벌로 리턴하는, 적응형 폴링 수행 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 폴의 특정 개수는 하나인, 적응형 폴링 수행 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 폴의 특정 개수는 적어도 둘인, 적응형 폴링 수행 방법.
  14. 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 경우에, 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 동작들은,
    제1의 미리 결정된 시간 인터벌에서 무선 네트워크의 가입국에 다수의 폴을 송신하는 동작;
    상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는 경우, 상기 가입국으로부터 각각의 폴에 대한 무선 회신을 수신하는 동작;
    상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는 경우, 상기 가입국으로부터 각각의 폴에 대한 어떠한 무선 회신도 수신하지 않는 동작;
    상기 다수의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는지를 판정하는 동작; 및
    상기 다수의 폴에 응답하여 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖지 않는다고 판정하는 것에 응답하여, 상기 가입국에 대한 각각의 연속 폴 사이의 시간 인터벌을 증가시키는 동작
    을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은, 후속하는 연속 폴들에 대해 어떠한 회신도 수신되지 않는 경우, 지수함수적으로 증가하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 시간 인터벌은 상기 시간 인터벌이 제2의 특정 미리 결정된 시간 인터벌에 도달하는 경우에 증가를 정지하고, 상기 제2의 특정 미리 결정된 시간 인터벌은 상기 제1의 미리 결정된 시간 인터벌보다 큰, 컴퓨터-판독가능 매체.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 시간 인터벌들은 상기 가입국이 송신할 데이터를 갖는다고 나타내는 회신에 응답하여 상기 제1의 미리 결정된 시간 인터벌들로 리턴하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
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