KR20000040265A - Power control apparatus in mobile communication system - Google Patents

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KR20000040265A
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이성식
이규화
서용창
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강상훈
이계철
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Abstract

PURPOSE: A power control apparatus in a mobile communication system is provided to rapidly control the power of a signal transmitted from a terminal by estimating and controlling the power, using a synchronous burst used for frame synchronization. CONSTITUTION: A receiving signal processing part(311) converts a signal from a terminal into a mediation frequency for demodulation. A primary synchronization part(312,313) synchronizes the signal from the receiving signal processing part(311) primarily. A signal-to-noise ratio assumption part(314) assumes the signal-to-noise ratio of the signal. A power determination part(315) outputs a power control value to determine the power of the signal received from the terminal. A transmitting signal processing part(316) modulates a transmitting signal comprising the power control value output from the power determination part(315) and transmits it to the terminal. The terminal comprises a receiving signal processing part(321), a demodulation part(322), a power control part(323) and a transmitting signal processing part(324).

Description

이동통신 시스템에서의 전력제어 장치Power Control Device in Mobile Communication System

본 발명은 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치에 관한 것으로서, 특히 광대역 이동멀티미디어 시스템 등에서 프레임 동기를 위해 사용되는 동기용 버스트(Sync Burst)를 이용하여 기지국과 단말기 간에 송수신되는 신호의 전력을 제어하기 위한 전력제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control apparatus in a mobile communication system, and more particularly, to control power of a signal transmitted and received between a base station and a terminal using a synchronization burst used for frame synchronization in a broadband mobile multimedia system. It relates to a power control device.

일반적으로, 광대역 이동멀티미디어 시스템은 41 내지 43GHz 대역 부근의 주파수를 이용하여 멀티미디어 서비스를 제공하는 시스템으로서 기지국과 단말기로 구성된다.In general, a broadband mobile multimedia system is a system for providing a multimedia service using a frequency in the vicinity of the 41 to 43GHz band is composed of a base station and a terminal.

그리고, 코드분할다중접속 시스템에서는 시스템 용량을 최대화하기 위해서 전력제어를 수행하게 된다.In the code division multiple access system, power control is performed to maximize system capacity.

이때, 사용되는 전력 제어방식으로 개루프(Open-loop) 전력제어와 폐루프(Closed-loop) 전력제어 방법이 있다.At this time, there are open-loop power control and closed-loop power control methods.

그러나, 상기한 바와 같이 전력을 제어하는 경우, 멀티캐리어-코드분할다중접속 방식의 광대역 이동멀티미디어 시스템에서는 파일롯 채널이 별도로 존재하지 않기 때문에 전력제어시 이를 이용할 수 없는 문제점이 있었다.However, when the power is controlled as described above, in the broadband mobile multimedia system of the multicarrier-code division multiple access method, there is a problem in that it cannot be used during power control because the pilot channel does not exist separately.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광대역 이동멀티미디어 시스템 등에서 프레임 동기를 위해 사용되는 동기용 버스트(Sync Burst)를 이용하여 신속하게 단말기로부터 전달되는 신호대잡음비를 측정하고, 이 측정값을 통해 단말기로부터 송신되는 신호의 전력을 예측하여 제어하므로써, 단말기로부터 송신되는 신호의 전력을 신속하게 제어할 수 있는 전력제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by measuring the signal-to-noise ratio quickly transmitted from the terminal by using a synchronization burst (Burst) used for frame synchronization in a broadband mobile multimedia system, It is an object of the present invention to provide a power control apparatus capable of quickly controlling the power of a signal transmitted from a terminal by predicting and controlling the power of a signal transmitted from the terminal through this measured value.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서의 역방향 송수신 장치의 구성도.1 is a block diagram of a reverse transmission and reception apparatus in a mobile communication system to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선이동 멀티미디어 시스템의 동기용 버스트에 대한 설명도.2 is an explanatory diagram for synchronization burst of a wireless mobile multimedia system to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치의 일실시예 구성도.3 is a block diagram of an embodiment of a power control device in a mobile communication system according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

311, 321: 수신 처리부 312, 313: 일차 동기화부311, 321: Receive processing section 312, 313: Primary synchronization section

314: 신호대잡음비 추정부 315: 전력 결정부314: signal to noise ratio estimation unit 315: power determination unit

316, 324: 송신 처리부 317 내지 320: 이차 동기화부316 and 324 transmission processing units 317 to 320 secondary synchronization unit

322: 복조부 323: 전력제어부322: demodulation unit 323: power control unit

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 기지국과 단말기간의 송수신되는 신호의 전력을 제어하는 전력제어 장치에 있어서, 상기 단말기로부터 수신된 신호를 동기화하기 위한 동기화수단; 상기 동기화수단으로부터 출력된 신호를 입력받아 수신된 신호의 신호대잡음비를 추정하기 위한 신호대잡음비 추정수단; 상기 신호대잡음비 추정수단에 의해 추정된 추정값과 소정의 문턱값을 비교하여 비교 결과에 따라, 상기 단말기로부터 수신되는 신호의 전력을 결정하기 위한 전력제어값을 출력하는 전력 결정수단; 상기 전력 결정수단으로부터 출력된 전력제어값을 실은 송신신호를 변조하여 상기 단말기로 송신하는 제 1 송신 처리수단; 상기 제 1 송신 처리수단으로부터 전송된 신호를 복조하기 위한 복조수단; 상기 복조수단에 의해 복조된 신호에 실린 전력제어값에 따라, 상기 기지국으로 전송되는 신호의 전력을 제어하기 위한 전력제어수단; 및 상기 전력제어수단으로부터 전달되는 전력제어명령에 따라, 송신신호의 전력을 조절하여 상기 기지국으로 전송하는 제 2 송신 처리수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for controlling power of a signal transmitted and received between a base station and a terminal in a mobile communication system, comprising: synchronization means for synchronizing a signal received from the terminal; Signal-to-noise ratio estimating means for estimating the signal-to-noise ratio of the received signal by receiving the signal output from the synchronization means; Power determining means for comparing the estimated value estimated by the signal to noise ratio estimating means with a predetermined threshold value and outputting a power control value for determining the power of the signal received from the terminal according to a comparison result; First transmission processing means for modulating a transmission signal carrying the power control value output from said power determination means and transmitting it to said terminal; Demodulation means for demodulating a signal transmitted from said first transmission processing means; Power control means for controlling power of a signal transmitted to the base station according to a power control value carried in the signal demodulated by the demodulation means; And second transmission processing means for adjusting the power of the transmission signal and transmitting the power to the base station according to the power control command transmitted from the power control means.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서의 역방향 송수신 장치의 구성도로서, 크게 송신단과 수신단으로 나뉘어진다.1 is a block diagram of a reverse transmission and reception apparatus in a mobile communication system to which the present invention is applied, and is largely divided into a transmitter and a receiver.

상기 송신단은, 데이터 발생부(111)와, 대역 변조부(112)와, 직/병렬 변환부(113)와, 역이산여현변환부(114)와, 반복첨두신호 삽입부(115)와, 병/직렬 변환부(116)와, 스위치(117)와, 전송 필터(118)로 구성된다.The transmitting end includes a data generator 111, a band modulator 112, a serial / parallel converter 113, an inverse discrete cosine converter 114, a repetitive peak signal inserter 115, The parallel / serial conversion unit 116, the switch 117, and the transmission filter 118 are configured.

상기 수신단은, 가산기(121)와, 수신 필터(122)와, 채널 추정기(123)와, 직/병렬 변환부(124)와, 반복첨두신호 제거부(125)와, 이산여현변환부(126)와, 채널등화부(127)와, 병/직렬 변환부(128)와, 대역 복조기(129)로 이루어진다.The receiving end includes an adder 121, a reception filter 122, a channel estimator 123, a serial / parallel conversion unit 124, a repetitive peak signal removing unit 125, and a discrete cosine transforming unit 126. ), A channel equalizer 127, a parallel / serial converter 128, and a band demodulator 129.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선이동 멀티미디어 시스템의 동기용 버스트에 대한 설명도이다.2 is an explanatory diagram for synchronization burst of a wireless mobile multimedia system to which the present invention is applied.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기지국은 단말기에서 송신되는 동기용 버스트 신호를 이용해서 단말기에서 전송하는 신호의 초기 프레임동기를 맞추며, 기지국에서는 단말기의 송신전력값을 이 초기 프레임 동기용 동기 버스트를 이용해서 측정한다.1 and 2, the base station adjusts the initial frame synchronization of the signal transmitted from the terminal by using the synchronization burst signal transmitted from the terminal, and the base station converts the transmission power value of the terminal to this initial frame synchronization synchronization burst. Measure using

이와 같은, 동기용 버스트 신호는 다음과 같은 과정으로 생성한다.Such a synchronization burst signal is generated by the following process.

단말기는 역방향 링크 프레임 동기화를 위해 도 2에서와 같이 N시간마다 프레임 동기 추정용 버스트 신호를 일정시간 보낸 후 데이터 심볼을 전송하게 된다.In order to synchronize the reverse link frame, as shown in FIG. 2, the terminal transmits a data symbol after transmitting a burst signal for frame synchronization estimation every N time.

이때의 동기용 버스트 신호는 랜덤신호이고, 최대길이의 반복 주기 특성을 가진 다음 [수학식 1]의 자기상관(Autocorrelation) 특성을 가진 M-시퀀스(sequence)를 사용한다.The synchronization burst signal at this time is a random signal, and uses an M-sequence having an autocorrelation property of Equation 1 having a repetition period characteristic of maximum length.

여기서, M은 M-시퀀스의 길이이고, δfc는 M-시퀀스의 데이터 속도에 정규화된 캐리어 주파수 옵셋이다.Where M is the length of the M-sequence and δf c is the carrier frequency offset normalized to the data rate of the M-sequence.

그리고, 개방루프(Open-Loop) 전력제어의 경우 수 프레임 동안 동기용 버스트신호인 M-시퀀스 전력의 평균값을 취하여 경로손실 전력을 추정하고 송신전력을 결정한다.In the case of the open-loop power control, the path loss power is estimated and the transmission power is determined by taking the average value of the M-sequence power which is the synchronization burst signal for several frames.

또한, 폐쇄 루프(Closed-Loop) 전력제어의 경우 수신측에서 전력을 측정시 매 프레임 또는 여러 프레임 동안 이 동기용 버스트 신호의 전력을 측정하며 이 측정값을 이용해서 단말기의 전력값 조정을 위한 명령값(즉, ±1임)을 생성한다.Also, in case of closed-loop power control, the power of this synchronization burst signal is measured every frame or several frames when power is measured at the receiving side, and a command for adjusting the power value of the terminal using this measurement value is used. Produce a value (ie ± 1).

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치의 일실시예 구성도이다.3 is a configuration diagram of an apparatus for controlling power in a mobile communication system according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치는, 단말기로부터 수신된 신호를 중간 주파수 신호로 변환한 후 복조하는 수신 처리부(311)와, 수신 처리부(311)로부터 전달되는 신호를 일차적으로 동기화하기 위한 일차 동기화부(312, 313)들과, 일차 동기부(313)로부터 출력된 신호를 입력받아 수신된 신호의 신호대잡음비를 추정하기 위한 신호대잡음비 추정부(314)와, 신호대잡음비 추정부(314)에 의해 추정된 추정값과 소정의 문턱값을 비교하여 비교 결과에 따라, 단말기로부터 수신되는 신호의 전력을 결정하기 위한 전력제어값을 출력하는 전력 결정부(315)와, 전력 결정부(315)으로부터 출력된 전력제어값을 실은 송신신호를 변조하여 단말기로 송신하는 송신 처리부(316)와, 송신 처리부(316)로부터 전송된 신호를 중간 주파수신호로 변환하는 수신 처리부(321)와, 수신 처리부(321)에 의해 하향 변환된 신호를 복조하기 위한 복조부(322)와, 복조부(322)에 의해 복조된 신호에 실린 전력제어값에 따라, 기지국으로 전송되는 신호의 전력을 제어하기 위한 전력제어부(323)와, 전력제어부(323)로부터 전달되는 전력제어명령에 따라, 송신신호의 전력을 조절하여 기지국으로 전송하는 송신 처리부(324)를 구비한다.As shown in FIG. 3, the power control apparatus in the mobile communication system of the present invention transmits a signal received from a terminal to a intermediate frequency signal and then demodulates the received signal from the reception processor 311 and the reception processor 311. Primary synchronization units 312 and 313 for firstly synchronizing signals, a signal-to-noise ratio estimator 314 for estimating a signal-to-noise ratio of a received signal by receiving a signal output from the primary synchronizer 313; A power determination unit 315 for comparing the estimated value estimated by the signal-to-noise ratio estimation unit 314 with a predetermined threshold value and outputting a power control value for determining the power of the signal received from the terminal according to the comparison result; The transmission processor 316 modulates a transmission signal carrying the power control value output from the power determination unit 315 and transmits the signal to the terminal. The signal transmitted from the transmission processing unit 316 is an intermediate frequency signal. The base station according to the reception control unit 321 to be converted, the demodulation unit 322 for demodulating the signal down-converted by the reception processing unit 321, and the power control value carried in the signal demodulated by the demodulation unit 322. A power control unit 323 for controlling the power of the signal transmitted to the control unit, and a transmission processing unit 324 for controlling the power of the transmission signal and transmitting the power to the base station according to the power control command transmitted from the power control unit 323. .

여기서, 수신 처리부(311), 일차 동기화부(312, 313)들, 신호대잡음비 추정부(314), 전력 결정부(315) 및 송신 처리부(316) 등은 기지국내의 장치이다.Here, the reception processing unit 311, the primary synchronization units 312 and 313, the signal-to-noise ratio estimation unit 314, the power determination unit 315, the transmission processing unit 316, and the like are devices in the base station.

그리고, 수신 처리부(321), 복조부(322), 전력제어부(323) 및 송신 처리부(324)등은 단말기내의 장치이다.The reception processing unit 321, the demodulation unit 322, the power control unit 323, the transmission processing unit 324, and the like are devices in the terminal.

한편, 일차 동기화부(312, 313)들을 통해 동기화된 신호를 다시 동기화시키기위한 이차 동기화부(317 내지 320)들을 더 구비한다.On the other hand, it further includes a secondary synchronization unit (317 to 320) for resynchronizing the signal synchronized through the primary synchronization unit (312, 313).

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the power control device in the mobile communication system of the present invention having the structure as described above will be described in detail as follows.

우선, 기지국내의 전력 제어 과정에 대하여 설명한다.First, the power control process in the base station will be described.

단말기로부터 기지국으로 전송된 신호는 고주파 신호이므로, 기지국내의 수신 처리부(311)를 통해 중간주파수 대역의 신호로 하향 변환된 다음 일차 동기화부(312, 313)들과 이차 동기화부(317 내지 320)들을 통해 동기화된다.Since the signal transmitted from the terminal to the base station is a high frequency signal, it is down-converted into a signal of the intermediate frequency band through the reception processor 311 in the base station, and then the primary synchronization units 312 and 313 and the secondary synchronization units 317 to 320 are used. Are synchronized through the network.

그리고, 신호대잡음비 추정부(314)는 일차 동기화부(313)를 통해 동기화된 신호를 입력받아 단말기로부터 수신된 신호의 신호대잡음비를 추정하여 추정한 신호대잡음비 값을 전력 결정부(315)로 출력한다.The signal-to-noise ratio estimator 314 receives the synchronized signal through the primary synchronizer 313, estimates the signal-to-noise ratio of the signal received from the terminal, and outputs the estimated signal-to-noise ratio value to the power determination unit 315. .

이어서, 전력 결정부(315)는 추정된 신호대잡음비와 미리 설정된 문턱값을 비교하여 단말기로부터 수신된 신호의 전력 크기를 결정하고, 단말기로부터 송신되는 신호의 전력을 조절하기 위한 전력제어값을 출력한다.Subsequently, the power determiner 315 compares the estimated signal-to-noise ratio with a preset threshold to determine the power magnitude of the signal received from the terminal, and outputs a power control value for adjusting the power of the signal transmitted from the terminal. .

이때, 추정된 신호대잡음비가 문턱값보다 크면, 전력을 감소시키기 위한 논리레벨 '1'의 전력제어값을 단말기로 전달한다.At this time, if the estimated signal-to-noise ratio is greater than the threshold value, the power control value of the logic level '1' for reducing the power is transmitted to the terminal.

만일, 추정된 신호대잡음비가 문턱값보다 작으면, 전력을 증가시키기 위한 논리레벨 '0'의 전력제어값을 단말기로 전달한다.If the estimated signal-to-noise ratio is less than the threshold value, a power control value of logic level '0' for increasing power is transmitted to the terminal.

이렇게, 기지국내의 전력 결정부(315)에 의해 결정된 전력제어값은 송신 처리부(316)를 통해 변조되어 단말기로 전달된다.In this way, the power control value determined by the power determination unit 315 in the base station is modulated by the transmission processing unit 316 and transmitted to the terminal.

다음은, 단말기내의 전력 제어 과정에 대하여 설명한다.Next, a power control process in the terminal will be described.

전술한 바와 같은 과정을 통해 기지국으로부터 전력제어값을 실은 신호가 단말기로 전달되면, 기지국내의 수신 처리부(321)는 기지국으로부터 전달된 고주파 신호를 하향 변환하여 복조부(322)로 전달한다.When the signal carrying the power control value is transmitted from the base station to the terminal through the above-described process, the reception processing unit 321 in the base station down-converts the high frequency signal transmitted from the base station and delivers the demodulation unit 322.

이렇게, 하향 변환된 신호는 복조부(322)를 통해 복조되어 전력 제어부(323)로 전달된다.In this way, the down-converted signal is demodulated through the demodulator 322 and transferred to the power controller 323.

이어서, 전력 제어부(323)는 복조된 신호에 실린 전력제어값에 따라 단말기내의 송신 처리부(324)로부터 기지국으로 송신되는 신호의 전력을 제어하게 되는데, 이때 전력제어값이 논리레벨 '1'이면 송신신호의 전력을 감소시킨다.Subsequently, the power control unit 323 controls the power of the signal transmitted from the transmission processing unit 324 in the terminal to the base station according to the power control value contained in the demodulated signal. Reduce the power of the signal.

만일, 전력제어값이 논리레벨 '0'이면 송신신호의 전력을 증가시킨다.If the power control value is logic level '0', the power of the transmission signal is increased.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 단말기로부터 전달되는 신호대잡음비를 측정하고, 이 측정값을 통해 단말기로부터 송신되는 신호의 전력값을 결정하고 결정한 전력값에 따라 단말기로부터 송신되는 신호의 전력을 신속하게 제어하므로써, 광대역 이동멀티미디어 시스템 등에서 별도의 파일롯 채널없이도 기지국과 단말기 간의 전력을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention measures the signal-to-noise ratio transmitted from the terminal, determines the power value of the signal transmitted from the terminal through the measured value, and quickly determines the power of the signal transmitted from the terminal according to the determined power value. By controlling, it is possible to easily control the power between the base station and the terminal without a separate pilot channel in a broadband mobile multimedia system.

Claims (2)

이동통신 시스템에서 기지국과 단말기간의 송수신되는 신호의 전력을 제어하는 전력제어 장치에 있어서,In the power control device for controlling the power of the signal transmitted and received between the base station and the terminal in a mobile communication system, 상기 단말기로부터 수신된 신호를 동기화하기 위한 동기화수단;Synchronization means for synchronizing a signal received from the terminal; 상기 동기화수단으로부터 출력된 신호를 입력받아 수신된 신호의 신호대잡음비를 추정하기 위한 신호대잡음비 추정수단;Signal-to-noise ratio estimating means for estimating the signal-to-noise ratio of the received signal by receiving the signal output from the synchronization means; 상기 신호대잡음비 추정수단에 의해 추정된 추정값과 소정의 문턱값을 비교하여 비교 결과에 따라, 상기 단말기로부터 수신되는 신호의 전력을 결정하기 위한 전력제어값을 출력하는 전력 결정수단;Power determining means for comparing the estimated value estimated by the signal to noise ratio estimating means with a predetermined threshold value and outputting a power control value for determining the power of the signal received from the terminal according to a comparison result; 상기 전력 결정수단으로부터 출력된 전력제어값을 실은 송신신호를 변조하여 상기 단말기로 송신하는 제 1 송신 처리수단;First transmission processing means for modulating a transmission signal carrying the power control value output from said power determination means and transmitting it to said terminal; 상기 제 1 송신 처리수단으로부터 전송된 신호를 복조하기 위한 복조수단;Demodulation means for demodulating a signal transmitted from said first transmission processing means; 상기 복조수단에 의해 복조된 신호에 실린 전력제어값에 따라, 상기 기지국으로 전송되는 신호의 전력을 제어하기 위한 전력제어수단; 및Power control means for controlling power of a signal transmitted to the base station according to a power control value carried in the signal demodulated by the demodulation means; And 상기 전력제어수단으로부터 전달되는 전력제어명령에 따라, 송신신호의 전력을 조절하여 상기 기지국으로 전송하는 제 2 송신 처리수단Second transmission processing means for adjusting the power of a transmission signal and transmitting the power to the base station according to a power control command transmitted from the power control means; 을 포함하여 이루어진 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치.Power control device in a mobile communication system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력 결정수단은,The power determining means, 상기 추정된 신호대잡음비 값이 상기 소정의 문턱값보다 크면, 전력을 감소시키기 위한 논리레벨 '1'의 전력제어값을 출력하고,If the estimated signal to noise ratio value is greater than the predetermined threshold value, output a power control value of logic level '1' for reducing power, 상기 추정된 신호대잡음비 값이 상기 소정의 문턱값보다 작으면, 전력을 증가시키기 위한 논리레벨 '0'의 전력제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 전력제어 장치.And output a power control value of a logic level '0' for increasing power when the estimated signal to noise ratio value is smaller than the predetermined threshold value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100701747B1 (en) * 2001-06-09 2007-03-29 엘지전자 주식회사 Method for transmitting data of reverse link
KR100795463B1 (en) * 2000-07-26 2008-01-17 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Radio communication system, station for use in such a radio communication system, and method of operating such a radio communication system

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