KR101360670B1 - 무선 통신 중계기 시스템에서 간섭 신호 회피를 위한 이격 거리 계산 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 중계기 시스템에서 간섭 신호 회피를 위한 이격 거리 계산 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 중계 장치 간에 간섭 현상이 일어나지 않는 거리인 이격 거리를 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이격 거리 계산 장치는 무선 중계 장치가 수신한 무선 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출하면, 상기 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산하는 간섭 신호 계산부; 및 상기 무선 중계 장치가 상기 무선 중계 장치의 성능이 저하되지 않는 범위에서 허용 가능한 간섭 신호의 크기의 레벨인 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산부를 포함한다.

Description

무선 통신 중계기 시스템에서 간섭 신호 회피를 위한 이격 거리 계산 방법 및 장치{DISTANCE CALCULATION METHOD AND APPARATUS FOR AVOIDANCE INTERFERENCE SIGNAL AT THE WIRELESS COMMUNICATION REPEATER SYSTEM}
본 발명은 무선 중계 장치 간에 간섭 현상이 일어나지 않는 거리인 이격 거리를 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 한국전자통신연구원의 IT 원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다 [과제관리번호: 2008-F-013-02, 과제명: 스펙트럼공학 및 밀리미터파대 전파자원 이용 기술 개발].
국내에서 CDMA 무선 이동전화 서비스가 대중화됨에 따라 사업자의 무선망 환경도 보다 넓은 지역과 시스템 용량의 확대가 절실히 요구되기 시작했으며, 우리 나라의 지형적 특성과 인구 밀집도의 특수성으로 인해 최적의 무선 환경을 설계하는 데 있어서 기지국과 단말기간의 전파 통로가 단절된 지역인 음영지역에 대한 대책이 필요하게 됐다.
그에 따라 산이나 빌딩 혹은 기타 지형지물로 인한 전파 차단 지역 또는 터널, 지하 주차장과 같이 전파 도달이 어려운 음영 지역을 대상으로 기지국의 신호가 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 음영지역을 서비스하며, 음역 지역 단말기의 신호가 기지국에 도달할 수 있도록 연결하여 주는 무선 중계 장치가 많이 설치되었다.
그러나, 이러한 무선 중계 장치의 설치가 증가함에 따라 무선 중계 장치간의 거리가 근접하게 되었고, 일정 이상 근접한 무선 중계 장치가 다른 무선 중계 장치가 발신하는 신호를 수신하여 간섭 현상이 발생하는 경우가 발생하고 있다.
따라서, 신규 무선 중계 장치를 설치할 경우에 기존에 설치된 무선 중계 장치와 간섭 현상이 일어나지 않을 거리인 이격 거리를 확인하는 장치 및 방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 일실시예들은 무선 중계 장치 간 간섭 신호를 사용하여 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 산출하여 표시함으로써 간섭 신호를 회피할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예들은 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 표시함으로써 무선 중계 장치를 다른 중계 장치의 간섭을 받지 않는 최적의 장소에 설치하여, 보다 효율적이고 안정적인 무선 서비스를 지원할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 장치는 무선 중계 장치가 수신한 무선 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출하면, 상기 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산하는 간섭 신호 계산부; 및 상기 무선 중계 장치가 상기 무선 중계 장치의 성능이 저하되지 않는 범위에서 허용 가능한 간섭 신호의 크기의 레벨인 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산부를 포함한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산부는, 상기 허용 간섭 레벨을 상기 간섭 신호 계산부가 계산한 간섭 신호의 크기만큼 감소시켜 필요 이격도를 계산하고, 상기 필요 이격도에 상기 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 사용하여 상기 이격 거리를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 방법은 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 무선 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출하는 단계; 상기 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산하는 단계; 및 무선 중계 장치가 상기 무선 중계 장치의 성능이 저하되지 않는 범위에서 허용 가능한 간섭 신호의 크기의 레벨인 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예들은 무선 중계 장치 간 간섭 신호를 사용하여 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 산출하여 표시함으로써 간섭 신호를 회피할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예들은 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 표시함으로써 무선 중계 장치를 다른 중계 장치의 간섭을 받지 않는 최적의 장소에 설치하여, 보다 효율적이고 안정적인 무선 서비스를 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 장치가 결합되는 무선 중계 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수신 및 이격 거리 표시부의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 장치가 결합되는 무선 중계 장치의 일례를 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 장치가 결합되는 무선 중계 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 도너 안테나(110), 한 쌍의 듀플렉스(120,140), 송신부(130), 커버리지 안테나(150)와 수신 및 이격 거리 표시부(160)로 구성된다.
도너 안테나(110)는 기지국이 송신하는 기지국 신호를 수신하고, 수신한 기지국 신호를 듀플렉스(120)을 통하여 송신부(130)로 전송한다.
송신부(120)는 도너 안테나(110)로부터 수신한 기지국 신호를 증폭 및 여과하고, 증폭 및 여과된 기지국 신호를 듀플렉스(140)를 통하여 커버리지 안테나(150)로 전송한다.
구체적으로 먼저, 송신부(120)는 듀플렉스(120)를 통하여 전송 받은 기지국 신호를 저 잡음 증폭하고, 증폭된 기지국 신호는 송신부(120)에 포함된 국부 발진기의 발진 주파수와 혼합하여 중간 주파수 대역으로 다운 컨버전 할 수 있다.
다음으로 송신부(120)는 스커트(shirt) 특성이 우수한 표면 탄성과(SAW)필터를 사용하여 상기 중간 주파수대역에서 원하는 주파수 대역을 추출 할 수 있다.
마지막으로 송신부(120)는 추출한 주파수 대역을 업 컨버젼하고, 증폭하여 증폭 및 여과된 기지국 신호를 생성하고, 증폭 및 여과된 기지국 신호를 커버리지 안테나(150)로 전송할 수 있다.
커버리지 안테나(150)는 송신부(120)로부터 듀플렉스(140)를 통하여 전송된 기지국 신호를 음영 지역으로 송출한다.
또한, 커버리지 안테나(150)는 음영 지역 안의 단말기가 송신하는 단말기 신호 및 다른 무선 중계 장치가 전송하는 중계 신호를 수신하고, 수신한 신호를 듀플렉스(140)를 통하여 수신 및 이격 거리 표시부(160)로 전송한다. 이때, 커버리지 안테나(150)가 수신한 신호는 RF 신호일 수 있다.
수신 및 이격 거리 표시부(160)는 RF 신호를 증폭 및 여과한 뒤 도너 안테나(110)를 통해 기지국에 전송하는 수신부와, RF 신호를 사용하여 무선 중계 장치가 다른 무선 중계 장치와 충분한 이격 거리를 가지고 있는지 계산하고, 충분한 이격 거리를 가지고 있지 않은 경우에 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 표시하는 이격 거리 계산 장치로 구성될 수 있다.
수신 및 이격 거리 표시부(160)는 이하 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수신 및 이격 거리 표시부의 일례를 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 수신 및 이격 거리 표시부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 저 잡음 증폭기(210), 대역 필터(220), 고출력 증폭기(230), 간섭 신호 계산부(240), 허용 간섭 레벨부(250), 이격 거리 계산부(260) 및 디스플레이부(270)로 구성될 수 있다.
이때, 저 잡음 증폭기(210), 대역 필터(220), 고출력 증폭기(230)는 수신부(161)이고, 간섭 신호 계산부(240), 허용 간섭 레벨부(250), 이격 거리 계산부(260) 및 디스플레이부(270)는 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 장치(162)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 수신부(161)와 이격 거리 계산 장치(162)를 하나로 통합하여 수신 및 이격 거리 표시부(160)로 구성하였으나, 이격 거리 계산 장치(162)를 별도의 장치로 구성할 수도 있다. 이 경우에 이격 거리 계산 장치(162)는 수신부(161)와 결합하고, 수신부(161)로부터 수신부의 대역 필터(220)가 추출한 특정 대역의 신호를 수신하여 이격 거리를 계산할 수 있다.
저 잡음 증폭기(210)는 커버리지 안테나(150)가 수신하여 전송한 RF 신호를 저 잡음 증폭하여 대역 필터(220)에 전송한다. 대역 필터(220)는 저 잡음 증폭기(210)에서 증폭된 RF 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출한다. 이때, 대역 필터(220)는 추출한 특정 대역의 신호를 고출력 증폭기(230)와 간섭 신호 계산부(240)로 전송할 수 있다.
고출력 증폭기(230)는 대역 필터(220)가 추출한 특정 대역의 신호를 증폭하여 도너 안테나(110)로 전송한다.
간섭 신호 계산부(240)는 대역 필터(220)가 추출한 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산한다.
허용 간섭 레벨부(250)는 무선 중계 장치가 상기 무선 중계 장치의 성능이 저하되지 않는 범위에서 허용 가능한 간섭 신호의 크기의 레벨인 허용 간섭 레벨을 이격 거리 계산부(260)에 전송한다.
이때, 허용 간섭 레벨부(250)는 무선 중계 장치를 운용하는 사용자로부터 허용 레벨을 입력 받아 이격 거리 계산부(260)에 전송할 수 있다. 일례로, 허용 간섭 레벨부(250)는 무선 중계 장치의 초기화 시 사용자에게 소프트웨어적 또는 물리적으로 허용 간섭 레벨을 입력 받을 수 있다.
또한, 허용 간섭 레벨부(250)는 사용자로부터 허용 간섭 레벨을 입력 받지 않는 경우에는 기본 허용 간섭 레벨을 이격 거리 계산부(260)에 전송할 수 있다.
이때, 기본 허용 간섭 레벨은 수학식 1을 사용하여 계산할 수 있다.
Figure 112010007701459-pat00001
이때, B 는 무선 중계 장치의 잡음 대역폭이고, NF는 무선 중계 장치의 잡음지수이며, -174 [dBm/Hz] 은 1 [Hz] 대역폭의 백색 잡음 전력일 수 있다.
또한, -6dB는 허용 간섭 레벨을 적용하는 기준이 되는 보호비(I/N)일 수 있다.
이격 거리 계산부(260)는 허용 간섭 레벨부(250)가 전송한 허용 간섭 레벨과 간섭 신호 계산부(240)가 계산한 간섭 신호의 크기를 사용하여 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 계산한다.
구체적으로 먼저, 이격 거리 계산부(260)는 간섭 신호 계산부(240)가 계산한 간섭 신호의 크기가 허용 간섭 레벨부(250)가 전송한 허용 간섭 레벨의 값을 초과하였는지 여부를 확인한다.
이때, 간섭 신호의 크기가 허용 간섭 레벨의 값 이하인 경우에 이격 거리 계산부(260)는 상기 이격 거리를 0으로 계산할 수 있다.
또한, 간섭 신호의 크기가 허용 간섭 레벨의 값을 초과한 경우에 이격 거리 계산부(260)는 수학식 2에 허용 간섭 레벨과 간섭 신호의 크기를 사용하여 필요 이격도를 계산할 수 있다.
Figure 112010007701459-pat00002
다음으로 이격 거리 계산부(260)는 필요 이격도에 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 사용하여 이격 거리를 계산할 수 있다.
일례로, 무선 중계 장치가 실내에 설치된 경우에 이격 거리 계산부(260)는 필요 이격도에 자유 공간 손실 모델을 사용하여 이격 거리를 계산할 수 있다.
구체적으로, 이격 거리 계산부(260)는 수학식 3을 사용하여 이격 거리를 계산할 수 있다.
Figure 112010007701459-pat00003
이때, f는 무선 중계 장치의 중심 주파수이며, MHz 단위의 값일 수 있다.
또한, d는 필요한 이격 거리이며, m단위의 값일 수 있다.
디스플레이부(270)는 이격 거리 계산부(260)가 계산한 이격 거리의 값이 0이상인 경우에 이격 거리의 값을 표시하거나, 간섭 신호의 크기가 허용치 이상이라는 정보를 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이격 거리 계산 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S310)에서 저 잡음 증폭기(210)는 커버리지 안테나(150)가 전송한 신호를 수신한다.
단계(S320)에서 저 잡음 증폭기(210)는 단계(S310)에서 수신한 신호를 저 잡음 증폭하여 대역 필터(220)에 전송한다.
단계(S330)에서 대역 필터(220)는 단계(S320)에서 증폭된 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출한다.
단계(S340)에서 간섭 신호 계산부(240)는 단계(S330)에서 추출한 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산한다.
단계(S360)에서 이격 거리 계산부(260)는 단계(S340)에서 계산된 간섭 신호의 크기가 허용 간섭 레벨을 초과하는지 여부를 확인한다.
이때, 이격 거리 계산부(260)는 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨의 값 이하인 경우에 이격 거리를 0으로 계산한 다음에 단계(S370)을 실행할 수 있다.
단계(S360)에서 이격 거리 계산부(260)는 허용 간섭 레벨부(250)가 전송한 허용 간섭 레벨과 간섭 신호 계산부(240)가 계산한 간섭 신호의 크기를 사용하여 무선 중계 장치가 필요한 이격 거리를 계산한다.
구체적으로 이격 거리 계산부(260)는 수학식 2를 사용하여 필요 이격도를 계산하고, 계산된 필요 이격도에 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 사용하여 이격 거리를 계산할 수 있다.
단계(S370)에서 디스플레이부(270)는 단계(S360)에서 계산한 이격 거리의 값이 0이상인 경우에 이격 거리의 값을 표시하거나, 간섭 신호의 크기가 허용치 이상이라는 정보를 표시할 수 있다.
이때, 디스플레이부(270)는 단계(S360)에서 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨의 값 이하인 것으로 확인된 경우에 이격 거리를 0으로 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 이격 거리 계산 장치는 무선 중계 장치 간 간섭 신호를 사용하여 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 산출하여 표시함으로써 간섭 신호를 회피할 수 있다.
또한, 허용 간섭 신호 레벨을 맞출 수 있는 이격 거리를 표시함으로써 무선 중계 장치를 다른 중계 장치의 간섭을 받지 않는 최적의 장소에 설치하여, 보다 효율적이고 안정적인 무선 서비스를 지원할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 무선 중계 장치의 수신 무선 신호로부터 추출된 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산하는 간섭 신호 계산부; 및
    미리 설정된 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 무선 중계 장치의 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산부를 포함하고,
    상기 이격 거리 계산부는,
    상기 허용 간섭 레벨 및 상기 간섭 신호 계산부가 계산한 간섭 신호의 크기에 기초하여 필요 이격도를 계산하고, 상기 필요 이격도 및 상기 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 이용하여 상기 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이격 거리 계산부는,
    상기 무선 중계 장치가 실내에 설치된 경우에 상기 필요 이격도에 자유 공간 손실 모델을 사용하여 상기 이격 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이격 거리 계산 장치는,
    사용자로부터 상기 허용 간섭 레벨을 입력 받는 경우에 상기 사용자로부터 입력 받은 허용 간섭 레벨을 상기 이격 거리 계산부에 전송하고, 사용자로부터 상기 허용 간섭 레벨을 입력 받지 않는 경우에는 기본 허용 간섭 레벨을 상기 이격 거리 계산부에 전송하는 허용 간섭 레벨부
    를 더 포함하는 이격 거리 계산 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기본 허용 간섭 레벨은 상기 무선 중계 장치의 잡음 대역폭의 로그 값의 10승과 상기 이격 거리 계산 장치의 잡음 지수와 1Hz 대역폭의 백색 잡음 전력을 더한 값에서 보호비를 뺀 값인 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이격 거리 계산부는,
    상기 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨의 값을 초과하였는지 여부를 확인하고, 상기 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨의 값 이하인 경우에 상기 이격 거리를 0으로 계산하는 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이격 거리 계산 장치는,
    상기 이격 거리 계산부가 계산한 상기 이격 거리의 값이 0이상인 경우에 상기 이격 거리의 값을 표시하거나, 간섭 신호의 크기가 허용치 이상이라는 정보를 표시하는 디스플레이부
    를 더 포함하는 이격 거리 계산 장치.
  8. 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 신호를 필터링 하여 특정 대역의 신호를 추출하는 단계;
    상기 특정 대역의 신호를 측정하여 상기 특정 대역에 포함된 간섭 신호의 크기를 계산하는 단계; 및
    미리 설정된 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 무선 중계 장치의 이격 거리를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 이격 거리를 계산하는 단계는,
    상기 허용 간섭 레벨 및 상기 간섭 신호 계산부가 계산한 간섭 신호의 크기에 기초하여 필요 이격도를 계산하고, 상기 필요 이격도 및 상기 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 이용하여 상기 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이격 거리를 계산하는 단계는,
    상기 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨을 초과하였는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨을 초과한 경우에 상기 허용 간섭 레벨을 상기 간섭 신호 계산부가 계산한 간섭 신호의 크기만큼 감소시켜 필요 이격도를 계산하는 단계;
    상기 간섭 신호의 크기가 상기 허용 간섭 레벨을 이하인 경우에 상기 이격 거리를 0으로 계산하는 단계 및
    상기 필요 이격도에 상기 무선 중계 장치가 설치된 장소에 따른 소정의 모델을 사용하여 상기 이격 거리를 계산하는 단계
    를 포함하는 이격 거리 계산 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    소정의 모델을 사용하여 상기 이격 거리를 계산하는 단계는,
    상기 무선 중계 장치가 실내에 설치된 경우에 상기 필요 이격도에 자유 공간 손실 모델을 사용하여 상기 이격 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 이격 거리 계산 장치는,
    사용자로부터 상기 허용 간섭 레벨이 입력 되었는지 여부를 확인하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 이격 거리를 계산하는 단계는,
    사용자로부터 상기 허용 간섭 레벨이 입력 된 경우에 상기 사용자로부터 입력 받은 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 이격 거리를 계산하고, 사용자로부터 상기 허용 간섭 레벨을 입력 되지 않는 경우에 기본 허용 간섭 레벨과 상기 간섭 신호의 크기를 사용하여 상기 이격 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기본 허용 간섭 레벨은 상기 무선 중계 장치의 잡음 대역폭의 로그 값의 10승과 상기 이격 거리 계산 장치의 잡음 지수와 1Hz 대역폭의 백색 잡음 전력을 더한 값에서 6db를 뺀 값인 것을 특징으로 하는 이격 거리 계산 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 이격 거리의 값이 0이상인지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 이격 거리의 값이 0이상인 경우에 상기 이격 거리의 값을 표시하거나, 간섭 신호의 크기가 허용치 이상이라는 정보를 표시하는 단계
    를 더 포함하는 이격 거리 계산 방법.
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