KR20020040733A - Ｃｄｍａ 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 관리하는 방법에 관한 기술로, 특히 기지국 및 기지국 제어기의 트래픽 및 보코더, 채널용량 등의 자원을 효율적으로 관리하여 자원부족이 예상되는 시스템을 미리 대비할 수 있는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법에 관한 것이다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 각 기지국 및 기지국 제어기와 통신라인을 통해 연결되는 자원관리 센터를 구비하는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법은: 자원관리 주기를 설정하는 단계; 설정된 자원 관리 주기가 되면 상기 자원관리 센터에 연결되어 있는 각 기지국 및 기지국 제어기로부터 트래픽, 보코더 및 채널용량에 대한 자원 점유상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 기지국 및 기지국 제어기 장비별 자원 점유상태 정보를 합산한 후, 이를 토대로 시간대별 또는 장비별 자원점유 상태를 분석하는 단계; 및 상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 상기 자원관리 센터의 데이터베이스에 저장한 후, 상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 시간대별 또는 장비별 결과로 분석보고서를 작성하여 출력하는 단계;를 구비함을 특징으로 한다.

Description

ＣＤＭＡ 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법{TRAFFIC AND RESOURCE MANAGEMENT METHOD OF CDMA SYSTEM}
본 발명은 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 관리하는 방법에 관한 기술로, 특히 기지국 및 기지국 제어기의 트래픽 및 보코더, 채널용량 등의 자원을 효율적으로 관리하여 자원부족이 예상되는 시스템을 미리 대비할 수 있는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법에 관한 것이다.
무선구간에서 기지국(Base Station: 이하, "기지국" 또는 "BS"라 칭함.)과 이동국(Mobile Station: 이하, "이동국" 또는 "MS"라 칭함.) 사이의 신호 전송방식 중에서 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하, "CDMA"라 칭함.) 방식을 이용한 CDMA 시스템은 크게 교환기(Mobile Switching Center: MSC), 기지국및 이동국(단말기)으로 대별할 수 있는데, CDMA 속성상 통계에 의한 기지국 자원 계산이 어렵고, 또 현재 자원 계산의 방법이 현실과 괴리가 있었다. 즉, 종래의 CDMA 시스템은 기지국 및 기지국 제어기의 트래픽(Traffic) 및 보코더, 채널용량 분석이 난해하여 증설 및 재배치가 현재 다분히 운용자의 직관이나 경험에 의존할 수밖에 없었다. 또한, 통신의 특성상 통화량은 하루 모든 시간에 대해 일정한 것이 아니라, 특정 시간대에 집중되는 점이 특징이며, 이러한 통화량 집중 현상을 잘 분석하여 시스템을 운영하여야 원활한 서비스를 고객들에게 제공할 수 있을 것이다.
물론, 자원의 신설이나 증설시 관리자들은 이러한 통화량 집중 현상을 미리 산출하여 적용하고 있으나, 일단 신설 및 증설하면 실시간으로 통화량 집중에 대한 정확한 분석을 하지 못하며, 따라서 장비별 또는 시간대별 자원 점유율을 즉각적으로 알지 못하여 기지국 수용변경이나 증설시 애로사항이 많았다.
따라서, 본 발명의 목적은 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 분석하여 장비별/시간대별 자원수량이나 자원 점유율을 분석하여 그 자료를 활용함으로써 자원부족이 예상되는 시스템을 증설 등을 통해 미리 대비할 수 있는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 분석 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 각 기지국 및 기지국 제어기와 통신라인을 통해 연결되는 자원관리 센터를 구비하는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법은:
자원관리 주기를 설정하는 단계;
설정된 자원 관리 주기가 되면 상기 자원관리 센터에 연결되어 있는 각 기지국 및 기지국 제어기로부터 트래픽, 보코더 및 채널용량에 대한 자원 점유상태 정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 기지국 및 기지국 제어기 장비별 자원 점유상태 정보를 합산한 후, 이를 토대로 시간대별 또는 장비별 자원점유 상태를 분석하는 단계; 및
상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 상기 자원관리 센터의 데이터베이스에 저장한 후, 상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 시간대별 또는 장비별 결과로 분석보고서를 작성하여 출력하는 단계;를 구비함을 특징으로 하며,
아울러, 상기 장비별 자원점유 상태 분석결과 자원부족이 예상되는 장비가 존재하면 자원부족 예상장비에 대한 분석결과만을 출력하고 알람하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 CDMA 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 교환기에 연결되는 다수의 기지국의 무선통신망의 환경을 도시한 일 예시도,
도 3은 본 발명이 적용되는 기지국 셀 및 섹터 서비스 영역을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다수의 기지국의 자원을 관리하는 자원관리 센터 환경을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 기지국 및 교환기와 연동되는 자원관리 센터의 연결 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 관리하기 위한 자원 관리 센터의 제어 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 이동국(MS)100: 기지국(BS)
110: 기지국 제어기(BSC)120: 기지국 전송기(BTS)
121: 기지국 전송기 주제어기122: 채널지원 할당기
210: 데이터 코어 네트워크(DCN)
220: 게이트웨이(G/W)230: WAP G/W
240: IP250: 인터넷
260: 교환기(MSC)270: HLR
280: 공중망(PSTN)290: 메시지 센터(MC)
300: 서버310: 셀 방송 센터(CBC)
400: 자원 관리 센터
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 CDMA 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 1은 이동통신에 사용되는 Mobile IP(Internet Protocol)망인 DCN(Data Core Network)까지 확대한 CDMA 시스템 구조를 보인 것이다.
먼저, 상기 도 1에 도시된 CDMA 시스템은 이동국(MS)(10), 기지국(BS)(100), 교환기(Mobile Switching Center: MSC)(260), HLR(Home Location Register)(270), PSDN(Public Switched Telephone Network)(280), MC(Message Center)(290), 서버(Server)(300), CBC(Cell Broadcasting Center)(310), DCN(210), 게이트웨이(G/W)(220), WAP(Wireless Application Protocol) 게이트웨이(230), IP(240) 형태로 구성된다.
상기 이동국(10), 기지국(100), 그리고 교환기(260)는 서로 통화 회선과 데이터 링크로 연결되어 있으며, 이러한 연결 구조의 CDMA 시스템은 각 이동국(10)이 통화할 때는 한 쌍의 송수신 무선 채널을 사용하지만 채널은 어떤 특정 주파수 채널로 고정되어 있지 않고 통화 중에도 단말기의 이동에 따라 다른 채널로 변경할 수 있으므로 그 지역에 할당된 채널이면 어떤 채널로든지 통화가 가능하도록 한다.
패킷데이터 서비스를 위해 상기 기지국(100)은 DCN(210)을 거쳐 게이트웨이(220), 무선 인터넷을 위한 WAP 게이트웨이(230) 및 인터넷(Internet)(250)에 접속된다.
상기 이동국(MS)(10)은 무선 송수신기, 안테나 및 제어 장치로 구성되어 음성 서비스, 패킷데이터 서비스를 이동하면서 수행할 수 있다.
상기 기지국(BS)(100)은 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC), 기지국 전송기(Base station Transceiver: BTS) 및 중계기(Cell Enhancer) 등으로 구성되는데, 상기 이동국(10)이 원하는 상대방과 통화가 이루어지도록 상기 교환기(260)와 연결되며, 패킷데이터 서비스를 위해 DCN(210)과 연결된다.
상기 교환기(Mobile Switching Center: MSC)(260)는 각 기지국 제어기(BSC)와의 연결과 가입자에 대한 정보 및 인증, 관련 부가 장비들로 구성되며, 다른 망과의 접속을 이루는 역할을 담당한다. 또한, 상기 교환기(260)는 각 기지국(100)에서의 발호, 착호를 처리하고, 모든 기지국(100)이 효율적으로 운용될 수 있도록 중앙 통제 기능과 함께 트렁크 라인(Trunk Line)을 통해 공중 전화망(Public Switching Telephone Network: PSTN)의 교환기와 연결할 수 있으며, 제어부, 통화로부 및 주변기기로 구성되어 있으며, 유지보수 및 통화가 완료된 호에 대한 과금 자료 수집기능도 갖는다. 상기 교환기(260)는 상기 HLR(Home Location Register)(270)과 연계하며, 상기 메시지 센터(290)에 연결되어 서버(300) 및 상기 CBC(Cell Broadcasting Center)(310)에 접속된다.
도 2는 본 발명이 적용되는 교환기에 연결되는 다수의 기지국의 무선통신망의 환경을 도시한 일 예시도로서, 교환기(260) 하나에 다수의 기지국(100-1~100-n)이 연결될 수 있는 환경 구조를 보인 것이다. 통상적으로, 교환기 하나에는 최대 12개의 기지국 제어기(BSC)와 각 기지국 제어기당 최대 16개의 기지국 전송기(BTS)를 배치할 수 있다. 한편, 기지국(BS)라 함은 기지국 전송기(BTS)와 기지국 제어기(BSC)를 함께 일컫는 말이지만, 일반적으로 기지국 전송기(BTS)를 지칭하는 경우에도 사용된다. 상기 도 2에서 기지국(100)의 수량은 필요에 따라 신설될 수 있는데, 이는 트래픽 및 채널용량에 의해 결정된다. 기지국 신설에 대한 결정 조건은 이하의 도면에서 설명된다.
도 3은 본 발명이 적용되는 기지국 셀 및 섹터 서비스 영역을 도시한 도면으로, 육각형들 각각은 하나의 파일럿 채널(Pilot Channel)이 관할하는 영역의 구분을 의미하며, 중앙 육각형의 구분(A, B, C)은 하나의 셀(Cell)에 대하여 3개의 섹터(Sector)가 있는 경우를 가정하여 각 섹터별로 파일럿 채널을 가지고 있음을 나타낸 것이다.
여기서, 상기 파일럿 채널은 왈쉬 코드(Walsh Code)가 적용되지 않는 채널(W0)로, 단지 숏 PN 코드(Short Pseudorandom Noise Code)만 적용하여 short PN offset으로 각 기지국을 구분하는 채널이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다수의 기지국의 자원을 관리하는 자원관리 센터 환경을 도시한 도면으로, 본 발명에 따른 자원관리 센터(400)는 기지국(BS)들과 연결되는 구조를 이룬다. 상기 자원관리 센터(400)는 본 발명의 실시 예에 의거하여 독립적으로 운용할 수도 있지만, 경우에 따라서는 상기 교환기(260) 내부에 구성하여 운용할 수도 있을 것이다.
상기 자원관리 센터(400)는 본 발명에 따라 각 기지국 및 기지국 제어기로부터의 트래픽 및 보코더, 채널 용량에 대한 자원 점유상태를 수집한 후, 각 장비별 또는 시간대별로 자원 점유율을 분석한 후 이를 출력한다. 만약, 자원 부족이 예상되는 장비가 있는 경우에 상기 자원관리 센터(400)는 자원 부족 예상 장비에 대한 자원 점유율 분석결과와 알람을 발생시켜 관리자로 하여금 조치하도록 한다. 이때, 상기 자원관리 센터(400)는 원격지의 지정된 곳으로 통신망을 통해 자원 점유율 분석 보고서를 전송할 수 있으며, 경우에 따라서는 관리자의 자원관리 센터(400)의 원격 접속에 의해 데이터베이스에 저장되어 있는 각 장비별 및 시간대별 자원 점유 상태를 출력할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 기지국(100) 및 교환기(260)와 연동되는 자원관리 센터(400)의 연결 구성을 도시한 도면이다.
상기 기지국(BS)(100)은 기지국 제어기(BSC)(110) 및 기지국 전송기(BTS)(120)를 포함하며, 상기 기지국 전송기(120)는 채널지원 할당기를 포함하는 BTS 주제어기를 비롯하여 각각의 셀 사이트에 위치된 안테나, 음성채널 송수신기 및 제어채널 송수신기 및 다른 단위 장비를 포함한다.
상기 기지국 제어기(110)는 무선 통신 자원을 운용하는 장치이며, 이것은 무선 통신 네트워크 이내에 소정의 셀에 대한 기지국 전송기(120)를 포함한다.
상기 기지국(100)은 음성 및 데이터 신호를 통신라인 및 교환기(MSC)(260)를 통해 공중교환망(PSTN)으로 전송하는데, 상기 기지국(100)과 상기 교환기(260) 간의 통신라인은 T1 라인, T3 라인, 광섬유링크, 네트워크 백본(Backbone) 커넥션 등을 포함하는 적절한 접속수단일 수 있다. 상기 통신라인 각각의 데이터 링크는 여러 기지국들 중의 하나를 상기 교환기(260)에 결합하는 수 개의 다른 데이터 링크일 수 있다.
상기 기지국 제어기(110)는 기지국 전송기(120)를 포함하는 셀 사이트에서의 자원을 운용한다.
상기 기지국 전송기(120)는 기지국 전송기의 주제어기와, 음성채널 송수신기및 제어채널 송수신기를 포함한다.
상기 BTS 주제어기는 상기 기지국 전송기(120)의 전체 동작을 제어하며, 또 상기 기지국 제어기(110)와 통신하는 동작 프로그램을 실행할 수 있는 메모리 및 처리회로를 포함한다. 정상 상태 하에서, 상기 BTS 주제어기는 도시하지 않은 채널 소자 제어기의 동작을 명령하며, 채널 소자 제어기는 다수의 채널 소자를 포함한다. 정상 상태 하에서, 상기 BTS 주제어기는 순방향 채널 및 역방향 채널로 양방향성 통신을 수행하는 대표 채널소자를 포함한 다수의 채널소자를 구비하는 채널 소자 제어기의 동작을 지시한다. 여기서, '순방향성' 채널이라 함은 기지국으로부터 이동국으로의 아웃바운드(outbound) 신호를 말함이며, '역방향성' 채널이라 함은 이동국으로부터 기지국으로의 인바운드(inbound) 신호를 말함이다.
상기 BTS 주제어기 내에 구비되는 채널 자원 할당기는 상기 채널 소자 제어기 내의 각각의 채널소자를 오버헤드 채널 또는 트래픽 채널로 할당한다. 도시되지는 않았지만 상기 BTS 주제어기에는 채널 소자가 오버헤드 채널로 사용되는지 또는 트래픽 채널로서 사용되는지를 나타내는 각각의 채널 소자에 대한 기록을 유지하는 오버헤드 채널 데이터베이스가 포함된다. 각각의 채널소자에 대한 기록은 또한 예를 들어, 디지털 신호 처리장치 또는 특정 채널카드 등의 채널소자를 제공하는 채널 소자 제어기 내의 물리적 장치를 확인한다. 각각의 채널소자에 결합되어 있는 물리적 장치에 관한 정보는 채널 자원 할당기에 의해 사용되어, 불필요한 실패의 확률을 최소화하기 위하여 그리고 실패 이후에 복구시간을 최소화하기 위하여 다른 물리적 장치 중에 오버헤드 채널을 분산시킨다.
안테나는 상기 음성채널 송수신기 또는 제어제널 송수신기로부터 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 이동국으로 수신된 순방향성 채널 신호를 전송한다. 상기 안테나는 또한 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 이동국으로부터 수신된 역방향성 채널신호를 상기 음성채널 송수신기 및 제어채널 송수신기에 보낸다.
본 발명에 따른 자원관리 센터(400)는 CDMA 시스템에서 다수의 기지국에 통신라인을 통해 연결된다. 상기 도 5에서는 하나의 기지국에 연결된 자원관리 센터를 예를 들어 도시한 것이다.
상기 자원관리 센터(400)는 연결되어 있는 각 기지국 및 기지국 제어기로부터 트래픽 및 보코더, 채널 용량에 대한 정보를 수집하여 이를 토대로 각 장비별/시간대별 자원점유 상태를 분석한다. 상기 자원관리 센터(400)는 이렇게 분석된 자원점유 상태를 토대로 보고서를 출력하거나, 자원부족이 예상되는 장비를 추출한다. 상기 자원관리 센터(400)에는 자원점유 상태 분석을 주기적으로 수행하도록 서정할 수 있는데, 이는 분석 주기를 시간대별로 설정할 수 있다.
상기 자원관리 센터(400)의 자원 관리 동작을 이하의 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다. 상기 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 관리하기 위한 자원 관리 센터의 제어 흐름도이다.
먼저, 601단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 설정된 자원관리 주기가 설정되었는가를 검사하여 설정된 자원관리 주기가 되면 603단계로 진행한다. 상기 603단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 통신라인을 통해 연결된 각 기지국 및 기지국 제어기의 트래픽 및 보코더/채널용량에 대한 자원점유 상태 정보를 수집한다. 그런후, 상기 자원관리 센터(400)는 605단계에서 수집된 자원점유 상태 정보를 통해 각 기지국 및 기지국 제어기의 자원점유율을 분석한다.
이후, 607단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 자원 점유율 분석이 완료되면 609단계로 진행하여 장비별 자원 수량 및 자원 점유율을 합산한다.
상기 자원관리 센터(400)는 장비별 자원 수량 및 자원 점유율 합산이 완료되면 611단계에서 출력이 설정되어 있는가를 검사하여 출력이 설정되어 있으면 613단계로 진행하고, 출력이 설정되어 있지 않으면 625단계로 진행하여 장비별 자원 수량 및 자원점유율 합산 결과를 장비별/시간대별로 분석하여 자체 데이터베이스에 저장한다.
상기 611단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 출력이 설정되어 있으면 613단계로 진행하여 시간대별 자원 점유상태 분석 보고서의 출력이 설정되었는가를 검사한다. 상기 613단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 시간대별 자원 점유상태 분석 보고서의 출력이 설정되었으면 615단계로 진행하고, 출력이 설정되어 있지 않으면 619단계로 진행한다. 상기 615단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 시간대별 자원점유 상태에 대한 분석보고서를 출력한 후, 617단계에서 시간대별 자원 점유 상태에 대한 분석 보고서 자료를 자체 데이터베이스에 저장한 다음 627단계로 진행한다.
한편, 상기 619단계로 진행한 상기 자원관리 센터(400)는 개별 장비별 자원점유율 상태 분석 보고서의 출력이 설정되었는가를 검사하여 출력이 설정되었으면 621단계로 진행하고, 출력이 설정되어 있지 않으면 611단계로 리턴한다. 상기 621단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 개별 장비별 자원점유 상태에 대한 분석보고서를 출력한 후, 623단계에서 상기 장비별 자원 점유 상태에 대한 분석 보고서 자료를 자체 데이터베이스에 저장한 다음 627단계로 진행한다.
상기 출력물(화면 또는 인쇄물)에는 그래프가 제공되어 분석을 위한 별도의 가공이 불필요하도록 한다.
627단계에서 상기 자원관리 센터(400)는 자원점유율 상태 분석 결과 자원부족이 예상되는 장비가 존재하는가를 검사하여 자원부족이 예상되는 장비가 존재하면 629단계로 진행하여 자원부족 예상장비에 대한 분석결과를 출력하고, 관리자가 알 수 있도록 알람을 발생시킨다.
상기와 같은 과정은 시스템이 온 되면 지속적인 반복 과정을 통해 수행하게 된다.
이렇게 시간대별 또는 장비별 자원 점유 상태를 파악하게 되면, 관리자는 그래프나 분석자료를 통해 시간대별로 트래픽을 볼 수 있으므로 기지국 제어기간 기지국 수용 변경시에 활용하여 자원 활용을 극대화 할 수 있게 된다. 또한, 자원 부족이 예상되는 시스템을 가시화함으로써 미리 증설을 준비할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원을 분석하여 장비별/시간대별 자원수량이나 자원 점유율을 분석하여 그 자료를 활용함으로써 시간대별 또는 장비별 자원 점유 상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 관리자는 그래프나 분석자료를 통해 시간대별로 트래픽을 볼 수 있으므로 기지국 제어기간 기지국 수용 변경시에 활용하여 자원 활용을 극대화 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 자원 부족이 예상되는 시스템을 가시화함으로써 미리 증설을 준비할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 각 기지국 및 기지국 제어기와 통신라인을 통해 연결되는 자원관리 센터를 구비하는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법에 있어서:
    자원관리 주기를 설정하는 단계;
    설정된 자원 관리 주기가 되면 상기 자원관리 센터에 연결되어 있는 각 기지국 및 기지국 제어기로부터 트래픽, 보코더 및 채널용량에 대한 자원 점유상태 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 기지국 및 기지국 제어기 장비별 자원 점유상태 정보를 합산한 후, 이를 토대로 시간대별 또는 장비별 자원점유 상태를 분석하는 단계; 및
    상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 상기 자원관리 센터의 데이터베이스에 저장한 후, 상기 분석된 자원점유 상태 분석결과를 시간대별 또는 장비별 결과로 분석보고서를 작성하여 출력하는 단계;를 구비함을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장비별 자원점유 상태 분석결과 자원부족이 예상되는 장비가 존재하면 자원부족 예상장비에 대한 분석결과만을 출력하고 알람하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법.
KR1020020026179A 2002-05-13 2002-05-13 Ｃｄｍａ 시스템의 트래픽 및 자원 관리 방법 KR20020040733A (ko)

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