KR19990080825A - 레이저를 이용한 무선 cdma 광중계기 - Google Patents
레이저를 이용한 무선 cdma 광중계기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 음영지역해소를 위한 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기에 관한 것으로서, 서비스 지역내에 위치하며 서비스 지역내의 기지국으로부터 송신된 소정의 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수를 수신하여 레이저 신호로 변환하여 무선송출하고, 음영지역 레이저송수신부로부터 송신된 레이저 신호를 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수 신호로 변환하여 서비스 지역내의 기지국으로 전달하는 서비스지역 레이저송수신부; 및 음영지역내에 위치하며, 서비스지역 레이저송수신부로부터 송출된 레이저 신호를 수신하여 제1송신주파수로 변환하여 음영지역 가입자 단말기에 전달하고, 음영지역 가입자 단말기로부터 수신한 제2송신주파수 신호를 레이저 신호로 변환하여 서비스지역 레이저송수신부로 무선송출하는 하나 이상의 음영지역 레이저송수신부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 저렴한 비용으로 음영지역의 가입자 단말기에 이동통신 서비스를 제공할 수 있으며, 광중계기는 고속도로 등 개활지역에서 설치가능하고, 광케이블의 설치가 비경제적이거나 큰 강과 같은 지리적인 장애요소로 인해 전송이 어려운 환경에서 효율적으로 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 이동통신 서비스를 위한 주파수 변환장치에 관한 것으로서, 특히 음영지역(RF null area)에서의 CDMA이동통신 서비스제공을 위한 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기에 관한 것이다.
CDMA이동통신의 통신 트래픽(traffic) 측면에서 볼 때, 이동통신 서비스를 제공하는 전체 면적의 5 %에 통신 트래픽의 85% 정도가 집중되고, 나머지 95%의 면적에는 15% 정도의 트래픽이 일어날 뿐이다. 따라서 트래픽은 적지만 커버리지(coverge) 측면에서 중요한 고속도로, 국도 및 개활지 등의 주요 지역에 대해 저비용으로 디지털 이동전화의 커버리지를 확장하기 위해서는 설치 및 유지보수 비용이 많이 드는 기지국 대신 중계기를 사용하는 것이 효율적이다. 그러나 기존의 중계기는 일반적으로 빌딩, 숲, 터널, 지하공간 또는 특정 장애물에 의해 생겨나는 RF Null 지역을 cover 하기 위해 사용된다. 즉, 지상과 지하가 뚜렷이 분리된 지하공간이나 대형빌딩 등의 옥내공간에서 주로 사용되고 있다.
도 1은 지상중계 또는 전파로부터 개방(open)된 지역, 즉 고속도로, 국도 및 개활지 등에 사용되는 기존의 중계기를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 기존의 중계기를 옥외에 설치할 경우 F1(1840 - 1850 MHz), F2(1750 - 1760 MHz)의 주파수를 중계기의 링크 안테나(A) 및 커버리지 안테나(B)에 동일하게 사용된다. 이렇게 할 경우, 중계기에 의해 증폭된 신호의 피드백(feedback) 현상 즉 Spill Over 현상으로 인해 사용에 많은 제한이 따른다.
이러한 현상을 해소하기 위해서는 중계기의 입력단(A)에서 기지국으로부터 수신되는 신호가 커버리지 안테나(B)로부터 출력된 신호가 루프백되는 신호에 비해 15dB 이상 커야 한다. 만일 중계기의 이득(gain)이 80dB 이고, 링크안테나의 이득이 15dB일 경우 중계기 링크안테나(A)의 수신부와 커버리지 안테나(B)의 Isolation은 80+15+15=110dB 이상으로 되어야 한다.
이러한 조건은 옥외환경에서는 매우 어려운 상황이므로 이를 극복하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 Fiber Optic 이나 Trunk cable를 이용한 지상중계 방식을 사용하고 있으나 설치 및 코딩(coding)의 한계로 인해 극히 제한적으로 사용되고 있는 실정이다. T1/E1 링크를 이용한 지상중계 방식의 경우, 이동전화 시스템이 AMPS와 같은 아날로그 시스템이거나 TDMA 방식을 사용하는 디지털 시스템에 한정적으로 응용이 가능하지만, CDMA의 경우에는 대역폭의 제한에 의해 응용이 거의 불가능하다. 그리고 Fiber Optic Cable을 이용하는 경우는 AMPS, TDMA, CDMA 등 모든 방식에 적용이 가능하지만 기지국과 중계기 사이에 각각 광케이블을 설치 하여야 한다. 즉 주파수에 따라 Optic Cable의 파장을 고려한 광케이블을 생산 및 설치하여야 하고 도심구간에서는 케이블 설치에 따른 설비 또는 관리비용이나 도시미관 및 환경을 고려하여 관련 공공기관 허가를 받아야 하는 등의 번거로움으로 인해 대부분의 이동통신 사업자들이 채택을 기피하고 있는 실정이다. 따라서 상술한 wire link를 대체할 수 있는 wireless link를 이용한 중계응용 장치가 필요하다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음영지역(RF null area)에서의 CDMA이동통신 가입자 단말기에게 이동통신 서비스를 제공하기 위해 개활지역 및 고속도로 등에서 설치가능한, 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기를 제공하는 것이다.
도 1은 지상중계 또는 전파로부터 개방(open)된 지역, 즉 고속도로, 국도 및 개활지 등에 사용되는 기존의 중계기를 도시한 것이다.
도 2는 음영지역 해소를 위해 Fiber Optic 이나 Trunk cable를 이용한 지상중계 방식을 도시한 것이다.
도 3은 중계기를 중심으로 한 CDMA이동통신 망 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기의 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 서비스지역으로부터 벗어난 음영지역으로의 CDMA이동통신 서비스 제공을 위한, 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기는, 상기 서비스 지역내에 위치하며, 상기 서비스 지역내의 기지국으로부터 송신된 소정의 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수를 수신하여 레이저 신호로 변환하여 무선송출하고, 하기 음영지역 레이저송수신부로부터 송신된 레이저 신호를 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수 신호로 변환하여 상기 서비스 지역내의 기지국으로 전달하는 서비스지역 레이저송수신부; 및 상기 음영지역내에 위치하며, 상기 서비스지역 레이저송수신부로부터 송출된 레이저 신호를 수신하여 상기 제1송신주파수로 변환하여 음영지역 가입자 단말기에 전달하고, 음영지역 가입자 단말기로부터 수신한 제2송신주파수 신호를 레이저 신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부로 무선송출하는 하나 이상의 음영지역 레이저송수신부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 서비스지역으로부터 벗어난 음영지역으로의 CDMA이동통신 서비스 제공을 위한, 레이저를 이용한 다른 무선 CDMA 광중계기는, 상기 서비스 지역내에 위치하며, 상기 서비스 지역내의 기지국으로부터 송신된 소정의 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수를 수신하여 소정의 중간 주파수로 변조하여 상기 변조된 중간주파수를 레이저 신호로 변환하여 무선송출하고, 하기 음영지역 레이저송수신부로부터 송신된 레이저 신호를 소정의 중간주파수로 변환하고, 상기 변환된 중간주파수를 상기 송수신부CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수 신호로 복조하여 상기 서비스 지역내의 기지국으로 전달하는 서비스지역 레이저 송수신부; 및 상기 음영지역내에 위치하며, 상기 서비스지역 레이저송수신부로부터 송출된 레이저 신호를 수신하여 상기 중간주파수로 복조하고, 상기 중간주파수를 상기 제1송신주파수로 변환하여 음영지역 가입자 단말기에 전달하고, 음영지역 가입자 단말기로부터 수신한 제2송신주파수 신호를 소정의 중간주파수로 변조하고 상기 중간주파수를 레이저 신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부로 무선송출하는 하나 이상의 음영지역 레이저송수신부를 포함함을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명을 설명하기 위한, 중계기를 중심으로 한 CDMA이동통신 망 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 기지국(310), 무선 CDMA 광중계기(330), 음영지역의 가입자 단말기(360)를 포함한다.
본 발명에 의한, 상기 무선 CDMA 광중계기(330)는 도 3에 도시된 바와 같이 기지국(BTS, 310)의 서비스 범위(서비스 지역, 300)내에 위치하는 서비스지역 레이저송수신부(320)와 확장하고자하는 서비스지역(음영지역, 350)의 중심에 위치하는 음영지역 레이저송수신부(340)로 구성된다.
기지국이 설치되어 있는 서비스지역(300)으로부터 기지국이 설치되어 있지 않은 음영지역(350)으로 정보를 송신하는 연결을 순방향링크(forward link)라 하고, 반대로 음영지역(350)으로부터 서비스지역(300)으로의 연결을 역방향연결(backward link)라 부르기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 상기 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기(330)의 실시예를 도시한 것이다. 먼저, 도 4a에 도시된 한 실시예를 설명하기로 한다.
상기 서비스지역 레이저송수신부(320)는 순방향링크인 경우 상기 서비스지역(300)내의 기지국(310)으로부터 송신된 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수(F1)를 수신하여 전/광변환기(400)를 통해 레이저신호로 변환하여 무선송출한다. 그리고 역방향링크인 경우에는 상기 음영지역 레이저송수신부(340)로부터 송신된 레이저 신호를 광/전변환기(410)를 통해 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수(F2) 신호로 변환하여 상기 서비스지역(300)내의 기지국(310)으로 전달한다.
상기 음영지역 레이저송수신부(340)는 순방향링크인 경우 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)로부터 송출된 레이저신호를 수신하여 광/전변환기(420)를 통해 상기 제1송신주파수(F1)로 변환하여 음영지역 가입자 단말기(360)에 전달한다. 역방향링크인 경우에는 음영지역 가입자 단말기(360)로부터 수신한 제2송신주파수(F2)신호를 전/광변환기(430)를 통해 레이저신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)로 무선송출한다. 상기 음영지역 레이저송수신부(340)는 도 3에서는 한 개만 도시되어 있지만 필요에 따라 복수의 음영지역 레이저송수신부가 연결될 수 있다.
여기서 상기 서비스지역레이저송수신부(320) 및 음영지역레이저송수신부(340)에 사용되는 광/전 변환기(410, 420) 및 전/광변환기(400, 430)는 레이저를 이용한 통상의 통신장비가 사용된다. 바람직하게는 상기 변환기는 지향성 및 간섭성을 지닌 레이저를 인체에 해롭지 않도록 변조시켜 광케이블을 사용하는 기존의 방식과는 달리 대기를 통해 음성은 물론 디지털 데이터를 동시에 혹은 개별적으로 송수신할 수 있는 장비이다. 그리고 현재 사용중인 전송 방법의 용량한계로 전송이 불가능한 대량의 정보도 신속정확하게 전달할 수 있다. 그 기본 동작원리는 수신하고자 하는 아날로그 또는 디지털 신호를 이용하여 레이저다이오드에 공급되는 전류량에 변화를 주어 레이저 비임(Laser Beam)의 강약을 조절해 주는 직접 변조방식으로 정보를 전송하며, 이 빛은 수신기에 있는 포토다이오드에 의해 다시 전기신호로 복원되어 증폭기를 통해 외부 출력장치로 나가게 된다.
그리고 상기 제1송신주파수(F1) 및 제2송신주파수(F2)는 CDMA이동통신 사업자에게 할당된 주파수 대역 내의 송신 주파수를 말한다. 상기 CDMA이동통신 주파수 대역은 PCS주파수 대역 뿐만 아니라 셀룰라 주파수 대역도 포함한다. 표 1 및 표 2는 상기 채널별 주파수를 도시한 것으로서, 표 1은 이동국 송신(기지국 수신) 주파수를 나타내고, 표 2는 기지국 송신(이동국 수신) 주파수를 나타낸 것이다. CDMA중심주파수는 1.25MHz간격으로 할당되어 있다.
| FA번호 | 중심주파수[MHz] | FA번호 | 중심주파수[MHz] | FA번호 | 중심주파수[MHz] |
| 1 | 1751.25 | 8 | 1761.25 | 15 | 1771.25 |
| 2 | 1752.50 | 9 | 1762.50 | 16 | 1772.50 |
| 3 | 1753.75 | 10 | 1763.75 | 17 | 1773.75 |
| 4 | 1755.00 | 11 | 1765.00 | 18 | 1775.00 |
| 5 | 1756.25 | 12 | 1766.25 | 19 | 1776.25 |
| 6 | 1757.50 | 13 | 1767.50 | 20 | 1777.50 |
| 7 | 1758.75 | 14 | 1768.75 | 21 | 1778.75 |
| FA번호 | 중심주파수[MHz] | FA번호 | 중심주파수[MHz] | FA번호 | 중심주파수[MHz] |
| 1 | 1841.25 | 8 | 1851.25 | 15 | 1861.25 |
| 2 | 1842.50 | 9 | 1852.50 | 16 | 1862.50 |
| 3 | 1843.75 | 10 | 1853.75 | 17 | 1863.75 |
| 4 | 1845.00 | 11 | 1855.00 | 18 | 1865.00 |
| 5 | 1846.25 | 12 | 1856.25 | 19 | 1866.25 |
| 6 | 1847.50 | 13 | 1857.50 | 20 | 1867.50 |
| 7 | 1848.75 | 14 | 1858.75 | 21 | 1868.75 |
한편, 상기 구성에 의거하여 음영지역 해소를 위한 CDMA 이동통신 서비스 제공을 위한 상기 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기의 동작을 설명하기로 한다. 먼저 순방향링크인 경우, 서비스지역(300)에 위치한 기지국(BT, 310)이 RF신호(F1)를 송출하면, 상기 RF신호(F1)는 상기 서비스 지역(300)에 위치한 서비스지역 레이저송수신부(320)에 의해 수신되어 전/광변환기(400)에 의해 레이저 신호로 변환된다. 그리고 나서 상기 레이저신호는 음영지역(350)에 위치하고 있는 음영지역 레이저송수신부(340)에 의해 수신되어 광/전변환기(420)에 의해 RF신호(F1)로 변환되어 음영지역의 가입자 단말기(360)으로 전달된다.
그리고 역방향 링크인 경우에는, 상기 음영지역(350)내의 가입자 단말기(360)로부터 전송하고자 하는 RF신호(F2)는 상기 음영지역(350) 내에 위치하고 있는 음영지역 레이저송수신부(340)에 의해 수신되어 전/광변환기(430)에 의해 레이저 신호로 변환된다. 상기 변환된 레이저신호는 상기 서비스 지역(300) 내에 있는 서비스지역 레이저송수신부(320)으로 무선송출된다. 그 다음에 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)는 상기 음영지역 레이저송수신부(340)에 의해 무선송출된 레이저신호를 수신하여 광/전변환기(410)에 의해 RF신호(F2)로 변환하되어 상기 서비스지역내의 기지국(310)으로 전달한다.
한편, 도 4b에 도시된 다른 실시예는 중간주파수변환부분을 제외하고는 상술한 첫 번째 실시예와 유사하다. 따라서 상기 중간주파수 변환부분을 상세히 설명하기로 한다. 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)는 순방향링크인 경우 상기 서비스지역(300)내의 기지국(310)으로부터 송신된 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수(F1)를 수신하여 전/광변환기(450)를 통해 레이저신호로 변환하기 전에 먼저 800 MHz 이하의 중간주파수로 변조기(455)를 통해 변조하여 이를 전/광 변환기(450)를 통해 레이저 신호로 변환한다. 이렇게 먼저 중간주파수로 변환하는 이유는 800 MHz 이하의 주파수 대역의 신호를 레이저 신호로 변환하는 전/광 변환기 및 광/전변환기가 비용이 저렴하기 때문이다.
마찬가지로 역방향링크인 경우에도 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수(F2) 신호로 변환하기 전에, 먼저 상기 음영지역 레이저송수신부(340)로부터 송신된 레이저 신호를 광/전변환기(460)를 통해 전기신호로 변환한다. 상기 변환된 전기신호는 800MHz 이하의 주파수 대역 신호가 된다. 왜냐하면, 음영지역 레이저송수신부에서 무선송출된 레이저 신호가 800 MHz 이하의 중간주파수로 변환된 신호를 변환한 것이기 때문이다. 상기 800MHz 이하의 중간주파수 신호를 중간주파수복조기(465)를 통해 상기 제2송신주파수 신호(F2)로 복조하여 상기 서비스지역(300)내의 기지국(310)으로 전달한다.
그리고 상기 음영지역 레이저송수신부(340)는 순방향링크인 경우 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)로부터 송출된 레이저신호를 수신하여 상기 제1송신주파수(F1)로 변환하기 전에 먼저 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)로부터 송신된 레이저 신호를 광/전변환기(470)를 통해 전기신호로 변환한다. 상기 변환된 전기신호는 800MHz 이하의 주파수 대역 신호이다. 왜냐하면, 서비스지역 레이저송수신부에서 무선송출된 레이저 신호가 800 MHz 이하의 중간주파수로 변환된 신호를 변환한 것이기 때문이다. 상기 800MHz 이하의 중간주파수 신호를 중간주파수 복조기(475)를 통해 상기 제1송신주파수 신호(F1)로 복조하여 음영지역 가입자 단말기(360)에 전달한다.
역방향링크인 경우에는 음영지역 가입자 단말기(360)로부터 수신한 제2송신주파수(F2) 신호를 전/광 변환기(480)를 통해 레이저신호로 변환하기 전에 먼저 800 MHz이하의 중간주파수 변조기(485)를 통해 중간주파수 신호로 변조한다. 이렇게 변조된 800 MHz이하의 전기신호를 전/광 변조기(480)를 통해 레이저 신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부(320)로 무선송출한다.
본 발명에 의한 음영지역으로의 이동통신 서비스 제공을 위한 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기는 저렴한 비용으로 음영지역의 가입자 단말기에 이동통신 서비스를 제공할 수 있게 한다.
그리고 상기 무선 CDMA 광중계기는 고속도로 등 개활지역에서 설치가능하며, 광케이블의 설치가 비경제적이거나 큰 강과 같은 지리적인 장애요소로 인해 전송이 어려운 환경에서 효율적으로 사용할 수 있다.
Claims (3)
- 기지국이 설치되어 서비스되고 있는 지역(서비스지역)으로부터 벗어난, 기지국이 설치되어 있지 않는 서비스를 제공하고자 하는 지역(음영지역)으로의 CDMA이동통신 서비스 제공을 위한 중계 장치에 있어서,상기 서비스 지역내에 위치하며, 상기 서비스 지역내의 기지국으로부터 송신된 소정의 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수를 수신하여 레이저 신호로 변환하여 무선송출하고, 하기 음영지역 레이저송수신부로부터 송신된 레이저 신호를 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수 신호로 변환하여 상기 서비스 지역내의 기지국으로 전달하는 서비스지역 레이저송수신부; 및상기 음영지역내에 위치하며, 상기 서비스지역 레이저송수신부로부터 송출된 레이저 신호를 수신하여 상기 제1송신주파수로 변환하여 음영지역 가입자 단말기에 전달하고, 음영지역 가입자 단말기로부터 수신한 제2송신주파수 신호를 레이저 신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부로 무선송출하는 하나 이상의 음영지역 레이저송수신부를 포함함을 특징으로 하는 레이저를 이용한 무선 CDMA 광중계기.
- 기지국이 설치되어 서비스되고 있는 지역(서비스지역)으로부터 벗어난, 기지국이 설치되어 있지 않는 서비스를 제공하고자 하는 지역(음영지역)으로의 CDMA이동통신 서비스 제공을 위한 중계 장치에 있어서,상기 서비스 지역내에 위치하며, 상기 서비스 지역내의 기지국으로부터 송신된 소정의 CDMA이동통신 서비스 대역내의 제1송신주파수를 수신하여 소정의 중간 주파수로 변조하여 상기 변조된 중간주파수를 레이저 신호로 변환하여 무선송출하고, 하기 음영지역 레이저송수신부로부터 송신된 레이저 신호를 소정의 중간주파수로 변환하고, 상기 변환된 중간주파수를 상기 송수신부CDMA이동통신 서비스 대역내의 제2송신주파수 신호로 복조하여 상기 서비스 지역내의 기지국으로 전달하는 서비스지역 레이저 송수신부; 및상기 음영지역내에 위치하며, 상기 서비스지역 레이저송수신부로부터 송출된 레이저 신호를 수신하여 상기 중간주파수로 복조하고, 상기 중간주파수를 상기 제1송신주파수로 변환하여 음영지역 가입자 단말기에 전달하고, 음영지역 가입자 단말기로부터 수신한 제2송신주파수 신호를 소정의 중간주파수로 변조하고 상기 중간주파수를 레이저 신호로 변환하여 상기 서비스지역 레이저송수신부로 무선송출하는 하나 이상의 음영지역 레이저송수신부를 포함함을 특징으로 하는 레이저를 이용한 무선 CDMA 광 중계기.
- 제2항에 있어서, 상기 중간주파수는800 MHz 이하 임을 특징으로 하는 레이저를 이용한 무선 CDMA 광 중계기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019980014351A KR19990080825A (ko) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 레이저를 이용한 무선 cdma 광중계기 |
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|---|---|---|---|
| KR1019980014351A KR19990080825A (ko) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 레이저를 이용한 무선 cdma 광중계기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990080825A true KR19990080825A (ko) | 1999-11-15 |
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ID=65890442
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019980014351A KR19990080825A (ko) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 레이저를 이용한 무선 cdma 광중계기 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR19990080825A (ko) |
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- 1998-04-22 KR KR1019980014351A patent/KR19990080825A/ko not_active Application Discontinuation
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