KR102322903B1 - Interworking method for mitigation of interference between unlicensed communication for train operation and unlicensed communication for passenger service - Google Patents
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Abstract
본 기술은 복수의 통신 채널들을 이용하여 기지국과 통신하는 열차 통신 시스템을 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 기지국이 이용하거나 또는 이용할 통신 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 수신하는 차상 통신 장치, 상기 복수의 통신 채널들 중에서 적어도 하나의 통신 채널의 품질을 나타내는 정보를 포함하는 채널 목록 품질 정보를 생성하는 차내 상용 무선 통신 장치, 자원 선점 신호를 상기 열차 내에 송신하는 차내 통신 장치 및 상기 채널 목록 품질 정보와 상기 채널 목록을 비교하여, 상기 통신 채널이 상기 기지국과 통신하는 데에 전용으로 사용되도록 제어하는 연동 장치를 포함한다. The present technology relates to a wireless communication system including a train communication system that communicates with a base station using a plurality of communication channels, and a channel including information about a communication channel used or to be used by the base station among the plurality of communication channels. An on-vehicle communication device for receiving the list, an in-vehicle commercial wireless communication device for generating channel list quality information including information indicating the quality of at least one communication channel among the plurality of communication channels, and transmitting a resource preemption signal in the train and an in-vehicle communication device and a companion device that compares the channel list quality information with the channel list, and controls the communication channel to be used exclusively for communication with the base station.
Description
본 발명은 철도 차량의 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 철도 차량에 설치된 승객 서비스용 비면허 채널 통신 장치와 열차 제어 및 운행용 통신 장치간에 주파수 채널의 간섭을 방지하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system for a railroad vehicle, and more particularly, to an apparatus for preventing interference of a frequency channel between an unlicensed channel communication device for passenger service installed in a railroad vehicle and a communication device for train control and operation.
국내 철도 시스템은 승객 서비스를 위해서 통신사가 Wi-Fi AP(Access Point)를 설치하여 운영되고 있다. 통신사 Wi-Fi AP는 2GHz 채널과 5GHz 채널의 ISM 밴드를 이용하여 철도 시스템 내의 승객에게 Wi-Fi 통신 서비스를 제공하고 있다. 이뿐만 아니라, Wi-Fi 통신 기술은 승객 서비스 이외에도 철도 운행 및 제어를 위해서도 활용되고 있다. 예를 들어, 국내의 신분당선을 포함하는 도시철도는 Wi-Fi 기반의 CBTC(communication-Based Train Control) 기술을 적용하여 철도 시스템을 운영하고 있다. 또한, 이 밖에도 서울 2호선의 열차의 칸과 칸 사이의 통신에 Wi-Fi 통신 기술을 적용하고 있다. In the domestic railway system, for passenger service, telecommunications companies install and operate Wi-Fi APs (Access Points). The Wi-Fi AP of the telecommunication company provides Wi-Fi communication service to passengers in the railway system using the ISM bands of the 2 GHz channel and the 5 GHz channel. In addition to this, Wi-Fi communication technology is being utilized not only for passenger service, but also for railway operation and control. For example, domestic urban railways including the Shinbundang Line operate a railway system by applying Wi-Fi-based CBTC (communication-Based Train Control) technology. In addition, Wi-Fi communication technology is applied to communication between the trains of Seoul Line 2 trains.
Wi-Fi 통신 기술은 비면허 주파수 채널을 이용하는 무선 통신 기술의 하나일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 Wi-Fi 통신 기술은 면허를 필요로 하지 않는 비면허 주파수 채널인 2GHz 채널 또는 5GHz 채널을 이용하여 정보를 전달하는 통신 기술일 수 있다.The Wi-Fi communication technology may be one of wireless communication technologies using an unlicensed frequency channel. For example, the Wi-Fi communication technology described herein may be a communication technology that transmits information using a 2 GHz channel or a 5 GHz channel that is an unlicensed frequency channel that does not require a license.
Wi-Fi 통신 기술에는 서로 다른 장치가 주파수 채널을 공유하기 위해서 LBT(Listen Before Talk; 이하 LBT) 방식이 적용될 수 있다. LBT 방식이란, 무선 통신 기술을 사용하는 기기가 정보 전송을 위한 주파수 채널을 이용하기 전에, 이용할 주파수 채널이 비어 있음을 확인 한 뒤에 해당 채널을 이용하여 정보를 전송하는 방식일 수 있다. 채널이 비어 있다는 것은 다른 무선 통신을 사용하는 기기가 해당 채널을 사용하지 않고 있는 상태를 의미할 수 있다. A Listen Before Talk (LBT) scheme may be applied to the Wi-Fi communication technology in order for different devices to share a frequency channel. The LBT method may be a method in which a device using a wireless communication technology transmits information using the corresponding channel after confirming that the frequency channel to be used is empty before the device using the wireless communication technology uses the frequency channel for information transmission. The empty channel may mean that a device using another wireless communication is not using the corresponding channel.
열차 제어 및 운행에 Wi-Fi 통신 기술이 적용되는 경우가 늘어남에 따라서, 승객 서비스용 Wi-Fi 통신과 열차 제어 및 운행을 위한 Wi-Fi 통신 간에 간섭이 일어날 가능성이 높아질 수 있다. 예를 들어, 승객 서비스용 Wi-Fi 통신에 사용되는 주파수 채널과 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 전송하는 Wi-Fi 통신에 사용되는 주파수 채널이 공통되는 경우에 간섭이 일어날 수 있다. 통신 간에 간섭이 발생하는 경우에, 통신 성능이 저하될 수 있다. 또는, LBT 방식이 적용 되는 경우, 승객 서비스용 Wi-Fi 통신에 사용되는 주파수 채널이 많아질수록 열차 제어 및 운행을 위한 Wi-Fi 통신의 성능이 저하될 수 있다. 열차 제어 및 운행을 위한 Wi-Fi 통신 성능이 저하되는 경우에 승차 중인 승객의 안전에 위협이 될 수 있다. 본 발명의 실시 예는 안정적으로 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달되는 열차의 무선 통신 시스템이 제공된다. As Wi-Fi communication technology is increasingly applied to train control and operation, the possibility of interference between Wi-Fi communication for passenger service and Wi-Fi communication for train control and operation may increase. For example, interference may occur when a frequency channel used for Wi-Fi communication for passenger service and a frequency channel used for Wi-Fi communication for transmitting information for train control and operation are common. When interference occurs between communications, communication performance may be degraded. Alternatively, when the LBT method is applied, as the number of frequency channels used for Wi-Fi communication for passenger service increases, the performance of Wi-Fi communication for train control and operation may deteriorate. If the performance of Wi-Fi communication for train control and operation is degraded, it may pose a threat to the safety of passengers on board. An embodiment of the present invention provides a wireless communication system for a train in which information for train control and operation is transmitted stably.
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 통신 채널들을 이용하여 기지국과 통신하는 열차 통신 시스템을 포함하는 무선 통신 시스템은, 상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 기지국이 이용하거나 또는 이용할 통신 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 수신하는 차상 통신 장치, 상기 복수의 통신 채널들 중에서 적어도 하나의 통신 채널의 품질을 나타내는 정보를 포함하는 채널 목록 품질 정보를 생성하는 차내 상용 무선 통신 장치, 자원 선점 신호를 상기 열차 내에 송신하는 차내 통신 장치 및 상기 채널 목록 품질 정보와 상기 채널 목록을 비교하여, 상기 통신 채널이 상기 기지국과 통신하는 데에 전용으로 사용되도록 제어하는 연동 장치를 포함한다.A wireless communication system including a train communication system for communicating with a base station using a plurality of communication channels according to an embodiment of the present invention includes information on a communication channel used or used by the base station among the plurality of communication channels An on-vehicle communication device for receiving a channel list of and an in-vehicle communication device that transmits and a companion device that compares the channel list quality information with the channel list, and controls the communication channel to be used exclusively for communication with the base station.
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 통신 채널들을 이용하여 기지국과 통신하는 열차의 무선 통신 시스템은, 제1 인터페이스를 통해서 상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 기지국이 사용하거나 또는 사용할 통신 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록이 전송되는 제1 시스템, 상기 통신 채널에 관한 정보가 생략된 가용 채널 목록이 전송되는 제2 시스템 및 상기 통신 채널에 관한 정보가 포함된 선점 채널 목록이 전송되는 제3 시스템을 포함한다. The wireless communication system of a train that communicates with a base station using a plurality of communication channels according to an embodiment of the present invention receives information about a communication channel to be used or to be used by the base station among the plurality of communication channels through a first interface. A first system to which a list of channels including the information is transmitted, a second system to which a list of available channels in which information about the communication channel is omitted, and a third system to which a list of preempted channels including information about the communication channel is transmitted, is included. do.
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 통신 채널들을 이용하여 기지국과 통신하는 열차의 무선 통신 시스템은, 제1 인터페이스를 통해서 상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 기지국이 사용하는 통신 채널을 포함하는 채널 목록을 제공하는 차상 통신 장치 및 상기 채널 목록을 수신하는 연동 장치를 포함하는 제1 시스템, 상기 통신 채널이 상기 기지국에 의해서 선점되도록 가용 채널 목록을 생성하는 상기 연동 장치 및 상기 가용 채널 목록에 포함된 채널을 이용하여 통신을 수행하는 차내 상용 무선 통신 장치를 포함하는 제2 시스템 및 상기 통신 채널이 상기 기지국에 의해서 선점되도록 상기 통신 채널을 포함하는 선점 채널 목록을 생성하는 상기 연동 장치 및 상기 선점 채널 목록에 포함된 채널을 이용하여 통신을 수행하는 차내 통신 장치를 포함하는 제3 시스템을 포함한다.The wireless communication system of a train communicating with a base station using a plurality of communication channels according to an embodiment of the present invention includes a channel list including a communication channel used by the base station among the plurality of communication channels through a first interface. A first system including an on-vehicle communication device for providing and a companion device for receiving the channel list, the companion device for generating an available channel list so that the communication channel is preempted by the base station, and a channel included in the available channel list A second system including an in-vehicle commercial wireless communication device performing communication using the companion device and the companion device for generating a preemption channel list including the communication channel so that the communication channel is preempted by the base station and the preemption channel list and a third system including an in-vehicle communication device that performs communication using the selected channel.
본 기술의 실시 예에 따르면, 안정적으로 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달되는 열차의 무선 통신 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present technology, there is provided a wireless communication system of a train in which information for stably controlling and operating a train is transmitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열차 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에서 설명된 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 4에서 설명된 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 1에 도시된 차내 상용 Wi-Fi 장치 및 차내 통신 장치가 열차 내에 함께 존재하는 상황에서 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a train communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a resource preemption method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating the resource preemption method described in FIG. 2 .
4 is a block diagram illustrating a resource preemption method according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating the resource preemption method described in FIG. 4 .
6 is a flowchart illustrating a resource preemption method according to an embodiment in a situation in which the in-vehicle commercial Wi-Fi device and the in-vehicle communication device shown in FIG. 1 exist together in a train.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification or application are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and implementation according to the concept of the present invention Examples may be embodied in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in the present specification or application.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. .
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열차 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a train communication system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 열차 무선 통신 시스템(10)은 열차 통신 시스템(100) 및 기지국 통신 시스템(200)을 포함할 수 있다. 열차 통신 시스템(100)과 기지국 통신 시스템(200) 사이에서 다양한 정보가 전달될 수 있다. 예를 들어, 기지국 통신 시스템(200)과 열차 통신 시스템(100) 사이에서 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달될 수 있다. 또는 열차 통신 시스템(100) 내에 설치된 CCTV로부터 영상 정보가 생성되고, 생성된 영상 정보가 기지국 통신 시스템(200)에 전달될 수 있다. Referring to FIG. 1 , a train wireless communication system 10 may include a
열차 통신 시스템(100)은 차상 통신 장치(110) 및 연동 장치(120)를 포함할 수 있다. 또한, 열차 통신 시스템(100)은 차내 상용 무선 통신 장치 또는 차내 통신 장치(140) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 차내 상용 무선 통신 장치는 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)를 포함하는 개념일 수 있다. 차내 상용 무선 통신 장치는 다양한 무선 통신 방식을 이용하여 통신할 수 있다. 이하에서, 무선 통신 방식 중 Wi-Fi 방식을 이용하는 것을 예시로 본 실시 예를 설명한다. The
차상 통신 장치(110)는 열차가 이동하는 선로 주변에 설치된 기지국 또는 앞선 열차와 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 주거나 받는 통신 장치일 수 있다. 예를 들어, 차상 통신 장치(110)는 열차 내 승객 서비스 용도가 아닌 열차 제어 및 운행 용도의 정보를 송수신하는 통신 장치일 수 있다. The in-
차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 통신 운영사가 열차 내 승객 서비스용 Wi-Fi 통신을 제공하기 위해 설치된 장치일 수 있다. 구체적으로 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 통신 운영사가 열차 내 승객 서비스 용도로 설치한 Wi-Fi AP(Access Point)일 수 있다. The in-vehicle commercial Wi-
차내 통신 장치(140)는 차상 통신 장치(110)가 안정적으로 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 주고 받을 수 있도록 자원 선점 신호를 열차 내에 송신하는 장치일 수 있다. 자원 선점 신호는 차상 통신 장치(110)가 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 주거나 받을 때 사용하는 통신 채널에 의해서 열차 내에 송신될 수 있다. 자원은 무선 통신을 수행하기 위해 필요한 요소를 의미할 수 있다. 예를 들어, 자원은 무선 통신에 이용되는 통신 채널을 포함할 수 있다. The in-
연동 장치(120)는 서로 다른 통신 장치를 서로 연동시키는 장치일 수 있다. 실시 예에서, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)가 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)와 연동하기 위한 장치일 수 있다. 또는, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)가 차내 통신 장치(140)와 연동하기 위한 장치일 수 있다. 또는, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)가 차내 상용 Wi-Fi 장치(130) 및 차내 통신 장치(140)와 연동하기 위한 장치일 수 있다. 도 1을 참조하면, 연동 장치(120)와 차상 통신 장치(110)가 서로 분리된 것으로 도시 되어 있으나, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)와 결합되어 동작할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 연동 장치(120)가 차상 통신 장치(110)와 분리된 것으로 가정하고 설명한다. The
제1 인터페이스(S1)는 차상 통신 장치(100)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스일 수 있다. 제1 인터페이스(S1)를 통해서 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달될 수 있다. 제2 인터페이스(S2)는 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스 일 수 있다. 제2 인터페이스(S2)를 통해서 채널 정보가 전달될 수 있다. 제3 인터페이스(S3)는 차내 통신 장치(140)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스 일 수 있다. 제3 인터페이스(S3)을 통해서 차내 통신 장치(14)가 사용할 채널에 관한 정보가 전달될 수 있다. 제1 내지 제3 인터페이스(S1~S3)를 통해서 전달되는 정보에 관해서는 후술하는 도면들에서 상세히 설명될 것이다.The first interface S1 may be an interface between the on-
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a resource preemption method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 열차 통신 시스템(100)은 차상 통신 장치(110), 연동 장치(120) 및 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)를 포함할 수 있다. 제1 인터페이스(S1)는 차상 통신 장치(100)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스일 수 있다. 제2 인터페이스(S2)는 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스 일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
지상에 설치된 기지국은 선로 위의 열차 통신 시스템(100)에 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 제공할 수 있다. 열차 제어 및 운행을 위한 정보는 무선 통신 기술을 이용하여 전달될 수 있다. 무선 통신 기술은 다양한 방식으로 이루어질 수 있으나, 본 명세서에서는 그 중에서 비면허 대역을 이용한 무선 통신 기술을 예시적으로 설명한다. 특히, 비면허 대역을 이용한 무선 통신 기술 중에서 Wi-Fi 통신 기술을 예시적으로 설명하나, 실시 예에 제한되어 해석되지 않는다. Wi-Fi 통신 기술은 적어도 하나의 채널을 이용하여 정보를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, Wi-Fi 통신 기술에서 이용되는 주파수 대역은 N개의 통신 채널(N은 양의 정수)로 구분될 수 있다. 즉 서로 다른 채널 번호는 서로 다른 통신 채널을 나타낼 수 있다. 그리고 N개의 통신 채널 중에서 적어도 하나의 통신 채널을 이용하여 정보가 전달될 수 있다. A base station installed on the ground may provide information for train control and operation to the
특정 채널을 이용하여 열차 통신 시스템(100)에 포함된 차상 통신 장치(100)와 기지국 간에 정보가 전달될 수 있다. 이 때 사용되는 채널에 변화가 생기면, 차상 통신 장치(100)는 이를 감지하고, 제1 인터페이스(S1)를 통해서 연동 장치(120)로 채널 번호를 전달할 수 있다. 채널 번호는 기지국과 열차 통신 시스템(100) 사이에서 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달되는 주파수 대역을 나타낼 수 있다. 전달되는 정보에 따라서 채널 번호는 하나 이상일 수 있다.Information may be transmitted between the on-
구체적으로, 차상 통신 장치(110)가 열차 제어 및 운행을 위한 정보를 기지국으로 전송하는 경우, 단일 Wi-Fi 채널을 이용하더라도 충분할 수 있다. 이 때에는, 하나의 채널만이 사용되고, 이 채널에 해당하는 번호가 연동 장치(120)에 제공될 수 있다. 한편, 차상 통신 장치(110)가 열차 통신 시스템(100) 내의 CCTV 영상을 기지국 통신 시스템(200)으로 전송하는 경우, 크기가 큰 정보의 원활한 전송을 위해서 다수 개의 채널이 동시에 사용될 수 있다. 예를 들어, 채널 본딩 기법이 적용될 수 있다. 이 때에는, 차상 통신 장치(100)는 다수의 채널을 사용할 수 있고, 사용된 채널에 해당하는 번호들이 연동 장치(120)에 제공될 수 있다. Specifically, when the on-
다음으로, 연동 장치(120)는 제2 인터페이스(S2)를 통해서 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 채널의 품질 정보를 요청하고, 이에 대응하여 채널의 품질 정보를 수신할 수 있다. 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)로부터 수신한 채널의 품질 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, N개의 채널 번호를 포함하는 Wi-Fi 채널 목록을 차내 상용 Wi-Fi(130)로부터 수신할 수 있고, Wi-Fi 채널 목록에 기재된 순서가 각각의 채널의 품질을 의미하도록 열차 통신 시스템(100)에서 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 연동 장치(120)가 {제9 채널, 제1 채널, 제5 채널}을 포함하는 Wi-Fi 채널 목록을 수신한 경우, 제9 채널이 상대적으로 우월한 품질을 갖고, 제5 채널이 상대적으로 열등한 품질을 가질 수 있다. 다른 실시 예에서 Wi-Fi 채널 목록은 채널의 품질 정보를 나타내는 인덱스를 함께 포함할 수 있다. 즉, 연동 장치(120)는 {(제 9채널, 0dB}, (제1 채널, -3dB), (제5 채널, -10dB)}을 포함하는 Wi-Fi 채널 목록을 수신할 수 있다. Next, the
연동 장치(120)는 Wi-Fi 채널 목록을 제2 인터페이스(S2)를 통해서 수신하고, 그 중에서 제1 인터페이스(S1)를 통해 수신한 채널 번호를 제외할 수 있다. 또는, 연동 장치(120)는 Wi-Fi 채널 목록을 제2 인터페이스(S2)를 통해서 수신하고, 그 중에서 제1 인터페이스(S1)를 통해 수신한 채널 번호를 생략한 가용 채널 목록을 생성할 수 있다. 다른 실시 예에서, 연동 장치(120)는 자체적인 알고리즘을 이용하여 제1 인터페이스(S1)로부터 수신한 채널 번호를 포함하여 추가적으로 채널 번호를 더 제외할 수 있다. 또는, 연동 장치(120)는 자체적인 알고리즘을 이용하여 제1 인터페이스(S1)로부터 수신한 채널 번호를 포함하여 추가적으로 채널 번호가 더 생략된 가용 채널 목록을 생성할 수 있다. 그리고 연동 장치(120)는 남은 채널 번호를 포함하는 가용 채널 목록을 다시 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공할 수 있다. 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 수신한 채널 번호에 해당하는 채널을 사용할 수 있다.The
예를 들어, 제2 인터페이스(S2)를 통해서 수신한 Wi-Fi 채널 목록이 {제9 채널, 제1 채널, 제5 채널}이고, 제1 인터페이스(S1)를 통해서 수신한 채널 번호가 제9 채널인 경우를 가정한다. 연동 장치(120)는 제9 채널을 제외한 제1 채널 및 제5 채널 번호를 포함하는 가용 채널 목록을 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공할 수 있다. 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 제1 채널 및 제5 채널 만을 사용할 수 있다. For example, the list of Wi-Fi channels received through the second interface S2 is {the ninth channel, the first channel, the fifth channel}, and the channel number received through the first interface S1 is the ninth It is assumed that it is a channel. The
다른 예로, 제1 인터페이스(S1)를 통해서 수신한 채널 번호가 제9 채널이고, 제9 채널과 제5 채널 사이에 채널 본딩이 적용될 것으로 예상되는 경우를 가정한다. 혹은, 제9 채널과 제5 채널 간에 간섭이 발생할 가능성이 높은 경우를 가정한다. 이 때, 연동 장치(120)는 제9 채널뿐 만 아니라 제5 채널 또한 자체적으로 제외할 채널 번호로 판단할 수 있다. 그리고 연동 장치(120)는 제1 채널 번호를 포함하는 가용 채널 목록을 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공할 수 있다. 이 경우, 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 가용 채널 목록에 포함된 제1 채널을 사용할 수 있다. As another example, it is assumed that the channel number received through the first interface S1 is the ninth channel, and it is expected that channel bonding is applied between the ninth channel and the fifth channel. Alternatively, it is assumed that there is a high possibility that interference occurs between the ninth channel and the fifth channel. In this case, the
차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 연동 장치(120)로부터 제2 인터페이스(S2)를 통해서 채널 번호를 포함하는 가용 채널 목록을 수신할 수 있다. 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 가용 채널 목록에 포함된 채널 번호 중에서 적어도 하나의 채널을 선택해서 통신에 사용할 수 있다. 이미 통신이 수행 중인 경우에도, 제2 인터페이스(S2)를 통해서 가용 채널 목록이 갱신되면, 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 이에 대응하여 바로 채널 변경을 수행할 수 있다. 설명한 방식으로, 차상 통신 장치(100)가 기지국과 정보를 주고 받기 위해 사용되는 통신 채널은 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)가 이용할 수 없으므로, 해당 통신 채널은 차상 통신 장치(100) 또는 기지국에 의해서 선점된 것으로 판단할 수 있다. 또는, 차상 통신 장치(100)가 기지국과 정보를 주고 받기 위해 사용되는 통신 채널은 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)가 이용할 수 없으므로, 해당 통신 채널은 차상 통신 장치(100) 또는 기지국 사이의 통신에 전용으로 사용될 수 있다. The in-vehicle commercial Wi-
도 3은, 도 2에서 설명된 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating the resource preemption method described in FIG. 2 .
S310단계에서, 차상 통신 장치(110)는 기지국과 사용 중이거나 사용할 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 갱신하고, 연동 장치(120)에 채널 목록을 제공할 수 있다. 예를 들어, 차상 통신 장치(110)는 기지국과 제1 채널을 이용해서 통신하는 중에, 추가적으로 제5 채널을 더 사용할 수 있다. 이 때, 차상 통신 장치(110)는 제1 채널 및 제5 채널을 포함하도록 채널 목록을 갱신하고, 갱신된 채널 목록을 연동 장치(120)에 제공할 수 있다. 채널 목록은 일정한 주기마다 갱신될 수 있다. 또는 갑작스럽게 정보 전송량이 증가하는 경우에, 비주기적으로 채널 목록이 갱신될 수도 있다. In step S310 , the in-
S320단계에서, 연동 장치(120)는 제2 인터페이스(S2)를 통해서 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 채널 목록 품질 정보를 요청할 수 있다. In step S320 , the
S330단계에서, 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 연동 장치(120)의 요청에 응답하여, 채널 목록 품질 정보를 제공할 수 있다. 이 때에도 제2 인터페이스(S2)를 통해서 채널 목록 품질 정보가 제공될 수 있다. 채널 목록 품질 정보에 포함된 채널 번호의 순서는 각각의 채널의 품질을 나타내는 것으로 미리 정해질 수 있다. 예를 들면, 채널 목록 품질 정보는 {제5 채널, 제9 채널, 제7 채널, 제8 채널}일 수 있다. In step S330 , the in-vehicle commercial Wi-
S340단계에서, 연동 장치(120)는 수신한 채널 목록 품질 정보에서 차상 통신 장치(110)로부터 수신한 채널 번호를 제외하고, 차내 상용 Wi-Fi 장치가 사용할 수 있는 가용 채널 목록을 생성할 수 있다. 그리고 연동 장치(120)는 생성된 가용 채널 목록을 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공할 수 있다. 예를 들면, {제5 채널, 제9 채널, 제7 채널, 제8 채널} 중에서 제1 채널 및 제5 채널을 제외한, {제9 채널, 제7 채널, 제8 채널}을 포함하는 가용 채널 목록이 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공될 수 있다. 다른 예로, 채널 목록의 순서가 채널의 품질을 의미하므로, 상대적으로 품질이 우월한 {제9 채널}을 포함하는 가용 채널 목록이 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공될 수 있다. 가용 채널 목록을 수신한 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 가용 채널 목록에 포함된 채널을 이용하여 열차 내의 사용자 단말과 통신을 수행할 수 있다. In step S340, the
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a resource preemption method according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 열차 통신 시스템(100)은 차상 통신 장치(110), 연동 장치(120) 및 차내 통신 장치(140)를 포함할 수 있다. 제1 인터페이스(S1)는 차상 통신 장치(100)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스일 수 있다. 제3 인터페이스(S3)는 차내 통신 장치(130)와 연동 장치(120) 사이의 인터페이스 일 수 있다. 도 2와 중복되는 내용은 제외하고, 차이점을 위주로 설명한다. Referring to FIG. 4 , the
차내 통신 장치(140)는 차상 통신 장치(110)가 기지국과 통신에 사용할 채널을 선점하는 동작을 수행할 수 있다. 무선 통신 기술의 특성상, 특정 주파수 채널이 이미 특정 무선 통신 기기에 의해서 사용중인 것이 감지되는 경우 다른 무선 통신 기기는 해당 주파수 채널을 사용하지 않는다. 이를 이용하여 채널이 선점될 수 있다.The in-
구체적으로, 특정 채널을 이용하여 열차 통신 시스템(100)에 포함된 차상 통신 장치(100)와 기지국 간에 정보가 전달될 수 있다. 차상 통신 장치(100)는 제1 인터페이스(S1)를 통해서 사용 중이거나 사용할 채널 번호를 포함하는 채널 목록을 연동 장치(120)로 전달할 수 있다. 채널 번호는 기지국과 열차 통신 시스템(100) 사이에서 열차 제어 및 운행을 위한 정보가 전달되는 주파수 대역을 나타낼 수 있다. 전달되는 정보에 따라서 채널 번호는 하나 이상일 수 있다. Specifically, information may be transmitted between the on-
연동 장치(120)는 선점 채널 목록을 제3 인터페이스(S3)를 통해서 차내 통신 장치(140)에 제공할 수 있다. 제3 인터페이스(S3)를 통해서 제공되는 선점 채널 목록은 제1 인터페이스(S1)를 통해서 수신한 채널 목록에 포함된 채널 번호와 동일하거나, 몇 개의 채널 번호가 더 추가될 수 있다. 예를 들면, 선점 채널 목록은 제1 인터페이스(S1)를 통해서 수신한 채널 번호와 간섭을 일으킬 가능성이 높은 채널 번호를 더 포함할 수 있다. The
연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)가 주기적으로 제공하는 열차 제어 신호의 동작 시점, 전송 주기, 전송 시간, 패킷 사이즈 등의 정보를 제1 인터페이스(S1)를 이용하여 요청 및 수신할 수 있다. 동작 시점 정보는 주기적으로 보내는 열차 제어 신호의 절대 시간을 파악하기 위한 정보일 수 있다. 전송 시간 및 패킷 사이즈 정보는 더미 데이터를 생성하기 위한 정보일 수 있다. 그리고 연동 장치(120)는 더미 데이터를 생성할 수 있다. 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)가 주기적으로 열차 제어 신호를 보내는 시점보다 T(s) 만큼 앞선 시간에 생성된 더미 데이터를 차내 통신 장치(140)에 제공할 수 있다. 차내 통신 장치(140)는 더미 데이터를 수신하고, 연동 장치(120)로부터 수신한 선점 채널 번호에 대응하는 채널을 이용해서 무선 자원 접속을 시도할 수 있다. 무선 자원 접속에 성공하면 차내 통신 장치(140)는 더미 데이터를 전송할 수 있다. 열차 내의 무선 통신 기기는 차내 통신 장치(140)가 더미 데이터를 전송하는데 이용하는 주파수를 감지하고, 해당 채널을 이용하지 못할 것이다. 예를 들어, 열차 내의 승객의 LTE egg 등의 개인용 라우터는 차내 통신 장치(140)가 이용하는 주파수를 감지하고, 해당 채널을 통신에 사용하지 않을 것이다. 따라서, 해당 채널은 차상 통신 장치(110) 또는 기지국에 의해서 선점될 수 있다. 즉, 해당 채널은 차상 통신 장치(100) 또는 기지국 사이의 통신에 전용으로 사용될 수 있다. 이 때, 차내 통신 장치(140)는 지향성 안테나를 이용하여 설계될 수 있다. 지향성 안테나에 의해서 주파수가 전송되는 영역이 제어될 수 있으므로, 차상 통신 장치(110)와 간섭이 최소화 될 수 있다.The
도 5는 도 4에서 설명된 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating the resource preemption method described in FIG. 4 .
S510단계에서, 차상 통신 장치(110)는 기지국과 사용 중이거나 사용할 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 갱신하고, 연동 장치(120)에 채널 목록을 제공할 수 있다. 예를 들어, 차상 통신 장치(110)는 기지국과 제1 채널을 이용해서 통신하는 중에, 추가적으로 제5 채널을 더 사용할 수 있다. 이 때, 차상 통신 장치(110)는 제1 채널 및 제5 채널을 포함하도록 채널 목록을 갱신하고, 갱신된 채널 목록을 연동 장치(120)에 제공할 수 있다. 채널 목록은 일정한 주기마다 갱신될 수 있다. 또는 갑작스럽게 정보 전송량이 증가하는 경우에, 비주기적으로 채널 목록이 갱신될 수도 있다. In step S510 , the on-
S520단계에서, 연동 장치(120)는 차내 통신 장치(140)에 선점 채널 목록을 제공할 수 있다. 선점 채널 목록은 차내 통신용 채널 정보를 포함할 수 있다. 선점 채널 목록은 차상 통신 장치(110)가 제공한 채널 목록에 포함된 채널 번호 및 추가적으로 더 채널 번호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차상 통신 장치(110)로부터 수신한 채널 목록에 제1 채널 및 제5 채널이 포함된 경우, 연동 장치(120)는 제2 채널 내지 제4 채널, 제6 채널 및 제7 채널을 더 포함하는 선점 채널 목록을 차내 통신 장치(140)에 제공할 수 있다. 이는 2GHz 대역에서 인접한 채널 사이에서 간섭이 발생할 가능성이 높으므로, 연동 장치(120)가 자체적으로 추가로 채널을 더 포함할 것을 판단한 결과이다. In operation S520 , the
S530단계에서, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)에 제어 정보를 요청할 수 있다. 제어 정보는 차상 통신 장치(110)가 주기적으로 제공하는 열차 제어 신호의 동작 시점, 전송 주기, 전송 시간, 패킷 사이즈 등의 정보를 포함할 수 있다. In step S530 , the
S540단계에서, 차상 통신 장치(110)는 연동 장치(120)로부터 수신한 요청에 응답하여 제어 정보를 연동 장치(120)에 제공할 수 있다. In step S540 , the on-
S550단계에서, 연동 장치(120)는 제어 정보를 수신하고, 더미 데이터를 생성할 수 있다. 연동 장치(120)는 제어 신호의 전송 주기보다 T(s) 만큼 앞선 시간에 생성된 더미 데이터를 차내 통신 장치(140)에 제공할 수 있다. In operation S550 , the
S560단계에서, 차내 통신 장치(140)는 수신한 더미 데이터를 선점 채널 목록에 포함된 채널을 통해서 전송할 수 있다. 이에 따라, 열차 내의 무선 통신 기기는 해당 채널이 이미 사용 되고 있음을 감지하고, 해당 채널을 사용하지 않을 것이다. 해당 채널은 차상 통신 장치(110)에 의해서 선점될 수 있다.In operation S560 , the in-
도 6은, 도 1에 도시된 차내 상용 Wi-Fi 장치 및 차내 통신 장치가 열차 내에 함께 존재하는 상황에서 실시 예에 따른 자원 선점 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a resource preemption method according to an embodiment in a situation in which the in-vehicle commercial Wi-Fi device and the in-vehicle communication device shown in FIG. 1 exist together in a train.
S610단계에서, 차상 통신 장치(110)는 기지국과 사용 중이거나 사용할 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 갱신하고, 제1 인터페이스(S1)를 통해서 연동 장치(120)에 채널 목록을 제공할 수 있다.In step S610, the on-
S620단계에서, 연동 장치(120)는 제2 인터페이스(S2)를 통해서 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 채널 목록 품질 정보를 요청할 수 있다. In step S620 , the
S630단계에서, 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 연동 장치(120)의 요청에 응답하여, 채널 목록 품질 정보를 제공할 수 있다. 이 때에도 제2 인터페이스(S2)를 통해서 채널 목록 품질 정보가 제공될 수 있다. 채널 목록 품질 정보에 대해서는 앞에서 이미 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다. In step S630 , the in-vehicle commercial Wi-
S640단계에서, 연동 장치(120)는 수신한 채널 목록 품질 정보에서 차상 통신 장치(110)로부터 수신한 채널 번호를 제외하고, 차내 상용 Wi-Fi 장치가 사용할 수 있는 가용 채널 목록을 생성할 수 있다. 그리고 연동 장치(120)는 생성된 가용 채널 목록을 제2 인터페이스(S2)를 통해서 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 제공할 수 있다. 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 가용 채널 목록에 포함된 채널을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 가용 채널 목록에 포함된 채널은 차상 통신 장치(110)가 기지국과 사용하는 채널과는 상이할 것이다. 즉, 차상 통신 장치(110)가 기지국과 사용하는 채널은 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)가 사용할 수 없으므로, 차상 통신 장치(110)에 의해 선점될 수 있다. 선점된 채널은 열차 제어 및 운행을 위한 정보만이 전송될 수 있으므로, 안정적이고 안전한 열차 운행이 가능할 수 있다.In step S640, the
S650단계에서, 연동 장치(120)는 차내 통신 장치(140)에 선점 채널 목록을 제공할 수 있다. 선점 채널 목록은 차내 통신용 채널 정보를 포함할 수 있다. 선점 채널 목록은 차상 통신 장치(110)가 제공한 채널 목록에 포함된 채널 번호를 포함할 수 있다. In operation S650 , the
S660단계에서, 연동 장치(120)는 차상 통신 장치(110)에 제어 정보를 요청할 수 있다.In step S660 , the
S670단계에서, 차상 통신 장치(110)는 연동 장치(120)로부터 수신한 요청에 응답하여 제어 정보를 연동 장치(120)에 제공할 수 있다. In step S670 , the on-
S680단계에서, 연동 장치(120)는 제어 정보를 수신하고, 더미 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 더미 데이터는 차내 통신 장치(140)에 제공될 수 있다. In operation S680 , the
S690단계에서, 차내 통신 장치(140)는 수신한 더미 데이터를 선점 채널 목록에 포함된 채널을 통해서 전송할 수 있다. 선점 채널 목록에 포함된 채널은 차상 통신 장치(110)가 사용하거나 사용할 채널과 동일한 채널이거나, 또는 그와 인접하는 채널일 것이다. 열차 내의 무선 통신 기기는 차내 통신 장치(140)가 선점 채널 목록에 포함된 채널을 이용함에 따라서, 해당 채널이 이미 사용 되고 있음을 감지할 수 있다. 그리고 열차 내의 무선 통신 기기는 해당 채널을 사용하지 않을 것이다. 즉, 해당 채널은 차상 통신 장치(110)에 의해서 선점될 수 있다. In operation S690 , the in-
도 6을 참조하면, 연동 장치(120)는 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)에 차상 통신 장치(110)가 사용하거나 사용할 채널을 제외한 가용 채널 목록을 제공할 수 있다. 이후에 연동 장치(120)는 차내 통신 장치(140)에 차상 통신 장치(110)가 사용하거나 사용할 채널을 포함하는 선점 채널 목록을 제공할 수 있다. 이는 차내 상용 Wi-Fi 장치(130)는 항상 통신을 수행하고 있으므로, 간섭이 발생할 가능성이 높으므로 우선적으로 채널 선점을 수행하기 위함이다. 반면 개인용 라우터인 휴대용 단말 기기의 핫스팟이나 LTE egg는 존재하지 않을 수 도 있다. 따라서 차내 통신 장치(140)에 선점 채널 목록을 제공하는 것은 가용 채널 목록을 제공하는 것보다 나중에 수행될 수 있다. Referring to FIG. 6 , the
10: 열차 무선 통신 시스템
100: 열차 통신 시스템
200: 기지국 통신 시스템
110: 차상 통신 장치
120: 연동 장치
130: 차내 상용 Wi-Fi 장치
140: 차내 통신 장치10: Train wireless communication system
100: train communication system
200: base station communication system
110: on-board communication device
120: interlocking device
130: In-vehicle commercial Wi-Fi device
140: in-vehicle communication device
Claims (11)
상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 기지국이 이용하거나 또는 이용할 제1 통신 채널에 관한 정보를 포함하는 채널 목록을 수신하는 차상 통신 장치;
상기 복수의 통신 채널들 중에서 적어도 하나의 통신 채널의 품질을 나타내는 정보를 포함하는 채널 목록 품질 정보를 생성하는 차내 상용 무선 통신 장치;
더미 데이터를 포함하는 자원 선점 신호를 상기 열차 내에 송신하는 차내 통신 장치; 및
상기 채널 목록 품질 정보와 상기 채널 목록을 비교하여, 상기 제1 통신 채널이 상기 기지국과 통신하는 데에 전용으로 사용되도록 제어하는 연동 장치;를 포함하되,
상기 연동 장치는,
상기 더미 데이터를 생성하고, 상기 더미 데이터를 상기 차내 통신 장치에 제공하되,
상기 차상 통신 장치가 주기적으로 제공하는 열차 제어 신호의 전송 주기를 포함하는 제어 정보를 상기 차상 통신 장치에 요청하고, 상기 차상 통신 장치로부터 상기 제어 정보를 수신하고,
상기 전송 주기보다 미리 정해진 시간만큼 앞서서 상기 더미 데이터를 상기 차내 통신 장치에 제공하는, 무선 통신 시스템.
In the wireless communication system of a train communicating with a base station using a plurality of communication channels,
an in-vehicle communication device for receiving a channel list including information on a first communication channel to be used or used by the base station among the plurality of communication channels;
an in-vehicle commercial wireless communication device for generating channel list quality information including information indicating the quality of at least one communication channel among the plurality of communication channels;
an in-vehicle communication device for transmitting a resource preemption signal including dummy data in the train; and
Comparing the channel list quality information with the channel list, a companion device for controlling the first communication channel to be used exclusively for communication with the base station;
The interlocking device is
generating the dummy data and providing the dummy data to the in-vehicle communication device;
request control information including a transmission period of a train control signal periodically provided by the on-board communication device to the on-board communication device, and receive the control information from the on-board communication device,
and providing the dummy data to the in-vehicle communication device in advance of the transmission period by a predetermined time.
상기 차상 통신 장치는 상기 채널 목록을 상기 연동 장치에 제공하고,
상기 연동 장치는 상기 차내 상용 무선 통신 장치가 상기 채널 목록 품질 정보를 제공하도록 요청하는, 무선 통신 시스템.
The method of claim 1,
The on-board communication device provides the channel list to the companion device,
and the companion device requests the in-vehicle commercial wireless communication device to provide the channel list quality information.
상기 채널 목록 품질 정보는 기재된 순서대로 양호한 품질을 가지는 제2 통신 채널들의 목록을 포함하고,
상기 연동 장치는 상기 제2 통신 채널들에서 상기 제1 통신 채널이 생략된 가용 채널 목록을 상기 차내 상용 무선 통신 장치에 제공하는, 무선 통신 시스템.
The method of claim 1,
The channel list quality information includes a list of second communication channels having good quality in the order described,
and the companion device provides a list of available channels in which the first communication channel is omitted from the second communication channels to the in-vehicle commercial wireless communication device.
상기 복수의 통신 채널들 중에서 상기 제1 통신 채널과 채널 본딩이 적용될 제3 통신 채널을 판단하고, 상기 제2 통신 채널들에서 상기 제1 통신 채널 및 상기 제3 통신 채널이 모두 생략된 가용 채널 목록을 상기 차내 상용 무선 통신 장치에 제공하는, 무선 통신 시스템.
According to claim 4, The linkage device,
A list of available channels in which the first communication channel and a third communication channel to which the channel bonding is applied are determined from among the plurality of communication channels, and the first communication channel and the third communication channel are omitted from the second communication channels A wireless communication system for providing the in-vehicle commercial wireless communication device.
상기 가용 채널 목록에 포함된 통신 채널을 이용하여 통신을 수행하는, 무선 통신 시스템.
According to claim 4, wherein the in-vehicle commercial wireless communication device,
A wireless communication system for performing communication using a communication channel included in the available channel list.
상기 제1 통신 채널이 포함된 선점 채널 목록을 상기 차내 통신 장치에 제공하는, 무선 통신 시스템.
According to claim 1, wherein the linkage device,
and providing a list of preemption channels including the first communication channel to the in-vehicle communication device.
상기 선점 채널 목록에 포함된 통신 채널을 이용하여 상기 자원 선점 신호를 송신하는, 무선 통신 시스템.
The method of claim 7, wherein the in-vehicle communication device comprises:
A wireless communication system for transmitting the resource preemption signal using a communication channel included in the preemption channel list.
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KR1020190151591A KR102322903B1 (en) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | Interworking method for mitigation of interference between unlicensed communication for train operation and unlicensed communication for passenger service |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JP2002344478A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Network connection system in train |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210063097A (en) | 2021-06-01 |
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