KR20110002078A - 디스커버리 채널에서 데이터 송신을 선취하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20110002078A
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Abstract

본 발명은 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법(300)을 제공한다. 상기 방법은 슈퍼프레임의 비컨 슬롯들(230) 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하기 위하여 디스커버리 채널을 스캐닝하는 단계(S310); 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하는 단계(S320); 및 상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 비컨을 선취하는 단계(S330)를 포함한다.

Description

디스커버리 채널에서 데이터 송신을 선취하기 위한 방법{A METHOD FOR PRE-EMPTING DATA TRANSMISSION IN A DISCOVERY CHANNEL}
본 출원은 2008년 4월 9일에 제출된 미국 가출원 번호 61/043,464의 이점을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 네트워크들에서 디바이스(device)들의 디스커버리(discovery)에 관한 것이다.
60GHz는 고속 데이터 송신들에 사용될 수 있는 비인가된 주파수 대역이다. 통신 표준들은 60GHz 주파수 대역에 걸쳐 벌크 데이터(bulk data) 전송 및 멀티미디어 스트리밍(multimedia streaming)을 운반하는 고속 무선 개인 영역 네트워크(high rate wireless personal area network: WPAN)를 제공하기 위해 개발되었다. 이 통신 표준들 중 하나가 에크마 인터내셔널 TC48(Ecma International TC48)(이후에는 "에크마(Ecma)")이다.
도 1은 에크마 표준에 따라 동작하는 WPAN(100)의 도를 도시한다. WPAN(100)은 다수의 N 디바이스들(100-1 내지 110-N)을 포함하고, 여기서 디바이스들(110-X: X는 1 이상인 정수이다) 사이의 폭(range)은 최대 10미터이다. 세 상이한 유형의 디바이스들이 WPAN(100)에서 동작할 수 있다. 유형-A 디바이스는 10미터 범위 내에서 조향 가능(steerable) 및 트레이닝 가능(trainable) 안테나로 비디오 스트리밍 및 WPAN 애플리케이션(application)들을 지원한다. 유형-B 디바이스는 비 트레이닝 가능 안테나로 더 짧은 거리(1 내지 3미터)의 포인트 대 포인트 링크들을 통해 비디오 및 데이터 애플리케이션들을 제공한다. 유형-C 디바이스는 비 트레이닝 안테나로 1미터 미만의 범위에서 포인트 대 포인트 링크들을 통해 데이터 애플리케이션들만을 지원한다. 각각의 디바이스 유형은 데이터를 상이한 속도로 송신하고 상이한 물리적 모드를 이용한다. 물리적 모드는 송신 모드(예를들면, 단일 반송파 블록 송신(single carrier block transmission: SCBT), 단일 반송파, OFDM, 등) 및 변조 모드(예를 들어, QAM, 진폭 시프트 키잉(amplitude-shift-keying: ASK), BPSK 등)의 결합을 규정한다.
디바이스(110-X)는 비컨(beacon)들을 모든 인접하는 디바이스들로 송신하여 채널 시간의 예약들 또는 동기화 시간과 같은 조정 정보(coordination information)를 교환한다. 비컨들은 동시 접속들을 지원하기 위해 방향성 안테나들을 사용하여 송신된다. 디바이스들(110-X)은 비컨들을 슈퍼프레임(superframe)에서 규정된 비컨 기간(beacon period: BP) 내에 있는 고유의 비컨 슬롯들 내에서 송신한다. 슈퍼프레임은 분산형 예약 프로토콜(distributed reservation protocol: DRP) 기반 데이터 송신에서 사용되는 타이밍(timing) 구조이다.
도 2a에 도시되는 바와 같이, 슈퍼프레임(200)은 비컨 기간(250)에서 시작해서 데이터 구간(220)에서 종료한다. 슈퍼프레임 타이밍 구조는 시간에 따라 주기적으로 발생한다. 비컨 기간(250)의 최대 길이는 비컨 슬롯들(230)의 수에 따라 미리 규정된다. 각각의 비컨 슬롯의 길이 또한 미리 구성된다. 어나운싱(anouncement)된 비컨 기간(240) 내의 비컨 슬롯들(230)은 영(0)에서 시작해서 순차적으로 번호가 매겨진다. 비컨 기간의 다수의 M(M은 1보다 큰 정수이다)개의 초기의 비컨 슬롯들은 시그널링 슬롯들(210)로 칭해지고 이웃들의 비컨 기간 길이를 확장하는데 사용된다. 비컨 슬롯들(230) 내에서 송신된 비컨들은 데이터 비컨들로서 칭해지는데, 왜냐하면 이들 비컨들은 DRP 기반 데이터 송신을 어나운싱하는데 사용되기 때문이다.
DRP 기반 데이터 송신에서, 액티브 디바이스(110-X)는 데이터 비컨을 송신하고 각각의 슈퍼프레임(200)에서의 디바이스의 비컨 기간 길이에 의해 지정된 모든 비컨 슬롯들(230) 내에 있는 이웃하는 디바이스들의 비컨들을 청취한다. 비컨 슬롯(230) 내에서 송신할 때, 디바이스는 비컨 슬롯(230)의 초기에는 무선 매체를 통해 프레임을 송신하기 시작한다. 디바이스(100-X)는 디바이스(100-X)의 물리적 모드에 따라 미리 규정된 속도로 데이터 비컨들을 송신한다.
슈퍼프레임(200)은 전형적으로 유형-A 및 유형-B 디바이스들에 의해서 송신된다. 유형-C 디바이스들은 도 2b에 도시된 슈퍼프레임 구조(260)를 사용한다. 슈퍼프레임(260)은 마스터-슬레이브(master-slave) 기간이라 칭하고 명령들을 교환하기 위한 시간 기간(262) 및 마스터 디바이스(110-X) 및 슬레이브 디바이스(110-Y)(여기서 Y는 1 이상의 정수이다) 사이에서 데이터를 교환하기 위한 데이터 시간 기간(263)을 포함한다. 양 디바이스들(110-X 및 110-Y)은 시간 기간(262) 동안 무선 매체를 청취할 필요가 있으므로, 이는 선취(pre-empting)에 사용되는 비컨 기간과 동일하다. 선취를 위해, 명령 교환 기간(262)의 제 1 부분들은 시그널링 슬롯들(261)로 고려된다.
에크마 TC-48 표준은 디바이스들의 디스커버리에 전용되는 고유 채널(이후에 "디스커버리 채널")을 규정한다. 슈퍼프레임들 및 디스커버리 비컨들을 사용하는 데이터 트랜잭션(transaction)들은 디스커버리 채널에 송신되고 공존할 수 있다. 디스커버리 비컨들은 슈퍼프레임의 일부는 아니지만(데이터 비컨들이 아니다), 오히려 디바이스들에 의해 WPAN(100) 내의 다른 디바이스들을 발견하는데 이용된다. 디스커버리 비컨들은 경합 기반 매체 액세스 메커니즘(contention based medium access mechnisim: CSMA/CA)을 사용하여 디스커버리 채널에 액세스하며, 상기 액세스 메커니즘에서는 디바이스(100-X)가 우선 무선 매체를 청취하고, 만일 그것이 자유롭다면, 디바이스(110-X)는 자체의 디스커버리 비컨들을 송신한다.
디스커버리 채널이 디바이스들의 디스커버리에 전용되므로, 디스커버리 비컨들은 DRP 기반 송신을 통해 우선 순위(precedence)를 취해야만 한다. 그러나, DRP 기반 송신에서, 디바이스(110-X)는 데이터를 송신하기 전에 매체를 청취하지 않아도 된다. 그러므로, DRP 기반 송신은 더 높은 우선 순위를 갖는다.
따라서, 디바이스가 디스커버리 비컨들을 송신하기 전에 기존 데이터 송신을 선취하고 디스커버리 채널을 비우도록 하는 송신 로버스트(robust) 선취 매커니즘을 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 어떤 실시예들은 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 상기 디스커버리 채널을 스캔하여 슈퍼프레임의 비컨 슬롯들 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하는 단계; 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 선취 비컨을 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 어떤 실시예들은 또한 프로세서로 하여금 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하는 프로세스를 실행하도록 하는 컴퓨터 실행 가능 코드를 내부에 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 프로세스는 상기 디스커버리 채널을 스캔하여 슈퍼프레임의 비컨 슬롯들 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하는 단계; 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 선취 비컨을 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 어떤 실시예들은 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)에서 접속되고 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취할 수 있는 디바이스를 추가로 포함한다. 상기 디바이스는 상기 디스커버리 채널을 스캔하여 슈퍼프레임의 비컨 슬롯들 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하기 위한 수신기; 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하기 위한 결정 유닛; 및 상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 선취 비컨을 송신하기 위한 송신기를 포함한다.
본 발명으로 간주되는 주요 내용은 특히 명세서의 종결부에 있는 청구항들에서 지적되고 명확하게 주장된다. 본 발명의 상술한 그리고 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 디바이스가 디스커버리 비컨들을 송신하기 전에 기존 데이터 송신을 선취하고 디스커버리 채널을 비우도록 하는 송신 로버스트한 선취 매커니즘을 제공된다.
도 1은 WPAN의 개략도.
도 2a 및 도 2b는 슈퍼프레임들의 개략도들.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법을 기술하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 디스커버리 채널 내의 디스커버리 비컨 송신을 도시하는 도면.
본 발명에 의해 개시되는 실시예들은 단지 본원에서의 신규 내용들의 많은 유용한 사용예들 중의 예들임에 주목하는 것이 중요하다. 일반적으로, 본 출원의 명세서에서 행해진 진술들은 다양한 청구된 발명들의 어떤 것을 반드시 제한하는 것은 아니다. 더욱이, 어떤 진술들은 어떤 발명의 특징들에 적용될 수 있으나 다른 특징들에는 적용될 수 없다. 일반적으로, 달리 표시되지 않으면, 단일 요소들은 복수 상태일 수 있고 일반성을 잃지 않고 역도 마찬가지이다. 도면들에서, 동일한 참조번호들은 여러 도면들을 통해 동일한 부분들을 병기한다.
본 발명의 특정한 실시예들은 디스커버리 채널에서 기존 데이터 송신을 선취하는 로버스트 메커니즘을 제공한다. 데이터는 상이한 유형들의 디바이스들(110-X)에 의해 다양한 물리적 모드들(즉, 다양한 송신 및 변조 기술들)을 사용하여 송신된다. 물리적 모드들은 선험적으로 공지되어 있다. 디스커버리 채널에서의 데이터 송신들의 선취는 디스커버리 비컨들을 송신하기 전에 필수적인데, 왜냐하면 데이터 비컨들 및 디스커버리 비컨들이 디스커버리 채널에서 공존할 때, 데이터 프레임들 및 데이터 비컨들은 매체 액세스 메커니즘 "말하기 전 청취(listen before talk: LBT)"로 인해 디스커버리 비컨들로부터 송신 기회들을 박탈하기 때문이다. 이는 디바이스의 디스커버리 프로세스에서의 현저한 지연들 또는 실패들을 야기할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구현되는 바와 같이 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법을 기술하는 예시적이고 비제한적인 흐름도(300)를 도시한다. 본 방법은 디스커버리 채널 상에서 디스커버리 비컨들을 송신하려고 의도하는 디바이스(100-X)에 의해 수행된다. 디바이스(110-X)의 유형은 유형-A 디바이스, 유형-B 디바이스, 및 유형 C-디바이스일 수 있고, 이들 각각은 위에서 더욱 자세하게 상술된다.
S310에서, 디바이스(110-X)는 채널을 스캔하여 슈퍼프레임(200)의 비컨 슬롯들(230) 내에서 송신되는 데이터 비컨들을 검출한다. 스캐닝은 적어도 하나의 슈퍼프레임 동안 수행되는데, 여기서 디바이스(110-X)는 모든 유형들의 데이터 비컨들, 즉, 모든 상이한 유형들의 디바이스들(110-Y)에 의해 송신될 수 있는 비컨들을 수신하려고 시도한다. 다른 실시예에서, 디바이스(110-X)는 특정 유형의 데이터 비컨을 동시에, 즉, 슈퍼프레임 동안 수신하려고 시도할 수 있다. 단계 S320에서, 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되는지를 결정하기 위해 검사가 수행되고, 데이터 비컨들이 검출되지 않았으면 S340으로 실행이 진행되고; 그렇지 않으면 실행은 S330로 계속 실행된다. 상술한 바와 같이, 데이터 비컨들은 데이터 송신들을 위해서 DRP 예약들에 대한 요청들을 포함한다. S330에서, 선취 비컨은 시그널링 슬롯들(210 또는 261) 중 하나의 슬롯 내에서 발생되고 송신된다. 선취 비컨이 송신되는 시그널링 슬롯은 수신된 데이터 비컨에 의해 표시되는 시그널링 슬롯들 중에서 무작위로 선택된다. 다른 실시예에서, 선취 비컨은 수신된 데이터 비컨에 의해 어나운싱되는 비컨 기간(240) 동안 비컨 슬롯들(230) 중 하나의 슬롯 내에서 송신된다. 시그널링 슬롯들(210)은 각각의 비컨 기간들 동안 모든 디바이스들(110-Y)이 청취하는 슬롯들이다. 선취 비컨을 수신하는 디바이스(110-Y)는 디스커버리 채널에서 자체의 데이터 송신을 중지한다.
S340에서, 디바이스(110-X)는 경합 기반 매체 액세스를 사용해서 디스커버리 채널을 통해 디스커버리 비컨들을 송신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스커버리 비컨들을 송신하기 전에, 디바이스(110-X)는 진행중인 디스커버리 비컨 송신이 존재하는지를 결정하기 위해 채널을 감지한다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 디스커버리 비컨 송신이 검출되면, 디바이스(110-X)는 검출된 비컨 송신이 완료된 후에 시간 기간(410) 동안 지연된다. 그리고나서, 디바이스(110-X)는 비컨들을 송신하기 전에 추가 지연 시간 동안 랜덤 백오프(random backoff) 시간(420)을 계산한다. 백오프 시간은 다음과 같이 계산될 수 있다:
백오프 시간 =aSlotTime*RI
여기서 RI는 미리 규정된 시간 기간 간격 동안 일정한 분포로부터 무작위로 선정된 수이고, aSlotTime은 백오프 슬롯(425)의 지속기간이다. 모든 백오프 슬롯들(425)은 매체가 유휴라고 결정되는 지연된 시간 기간(410) 이후에 발생한다. 특정한 백오프 슬롯의 지속기간 동안 송신이 검출되지 않으면, 백오프 시간을 계산하는 백오프 타이머의 값은 aSlotTime 값만큼 감소된다. 백오프 슬롯 동안 어떤 송신이 아무 때나 검출되는 경우, 백오프 타이머는 변경되지 않는다. 디스커버리 비컨들의 송신은 백오프 타이머가 영(0)에 도달할 때 시작한다.
디스커버리 비컨을 송신한 후에, 디바이스(110-X)는 송신된 비컨들에 대한 응답이 수신될 때까지, 미리 규정된 시간 간격 동안 일정한 분포로부터 무작위로 선택된 시간의 기간 내에 동일한 디스커버리 비컨의 송신을 스케줄링한다.
상술한 상세한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 많은 형태들 중 몇몇의 형태들을 설명하였다. 상술한 상세한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 선택된 형태들 중 실례로서 이해되지만 본 발명의 정의를 제한하는 것으로 이해되지 않도록 의도된다. 이는 단지 본 발명의 범위를 규정하도록 의도된 모든 등가물들을 포함하는 청구항들이다.
가장 바람직하게는, 본 발명의 원리들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현된다. 더욱이, 소프트웨어는 바람직하게는 프로그램 저장 유닛 또는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에서 실제적으로 구현되는 애플리케이션 프로그램으로 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적절한 아키텍처를 포함하는 기계로 업로드되거나 상기 기계에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 기계는 하나 이상의 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU)들, 메모리, 및 입력/출력 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼(platform)상에서 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 시스템 및 마이크로인스트럭션(microinstruction) 코드를 포함할 수 있다. 본원에서 기술된 다양한 프로세스들 및 기능들은 마이크로인스터럭션 코드의 일부 또는 애플리케이션 프로그램의 일부, 또는 이들의 임의의 결합일 수 있고, 이들은 그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명백하게 도시되지 않아도, CPU가 에 의해 실행될 수 있다. 게다가, 다양한 다른 주변 유닛들이 추가 데이터 저장 유닛 및 인쇄 유닛과 같은 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법(300)에 있어서:
    슈퍼프레임(S310)의 비컨 슬롯들(230) 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하기 위해 상기 디스커버리 채널을 스캐닝하는 단계(S310);
    적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하는 단계(S320); 및
    상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면, 선취 비컨을 송신하는 단계(S330)를 포함하는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되지 않았다면, 디스커버리 비컨들을 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스커버리 비컨들은 임의 추출 기간 동안 경합 기반 매체 액세스를 사용하여 송신되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스커버리 채널의 스캐닝 단계는 적어도 하나의 슈퍼프레임(220) 동안 수행되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 데이터 비컨은 적어도 에크마 표준에 따라 동작가능한 임의의 유형의 디바이스에 의해 송신될 수 있는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 상기 디스커버리 채널을 통해 데이터를 송신하는 모든 디바이스들에게 데이터 송신들로부터의 상기 디스커버리 채널을 비울 것을 통지하는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 상기 슈퍼프레임(200, 260)에서의 시그널링 슬롯(210, 261) 동안 송신되고, 상기 시그널링 슬롯은 상기 수신된 데이터 비컨에 의해 표시되는 복수의 시그널링 슬롯들 중에서 무작위로 선택되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 상기 슈퍼프레임(200) 내에서 어나운싱되는(anounced) 비컨 기간 동안 송신되고, 상기 비컨 기간은 상기 수신된 데이터 비컨에 의해 어나운싱되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 상기 슈퍼프레임(260) 내에서 명령 교환 기간(262) 동안 송신되고, 상기 명령 교환 기간(262)은 상기 수신된 데이터 비컨에 의해 어나운싱되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 어나운싱된 비컨 기간(240) 동안 비컨들을 송신하기 위해 이용되는 매체 액세스를 이용하여 송신되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 선취 비컨은 상기 명령 교환 기간(262) 동안 비컨들을 송신하기 위해 이용되는 매체 액세스를 이용하여 송신되는, 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하기 위한 방법.
  12. 컴퓨터로 하여금 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취하는 프로세스를 수행하도록 하는 컴퓨터 실행 가능 코드를 내부에 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서:
    슈퍼프레임의 비컨 슬롯들(230) 내에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하기 위해 상기 디스커버리 채널을 스캐닝하고(S310);
    적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정하고(S310);
    상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 선취 비컨을 송신(S330))하는 것을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
  13. 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)에서 접속되고 디스커버리 채널에서 데이터 송신들을 선취할 수 있는 디바이스(110-X)에 있어서:
    슈퍼프레임(200)의 비컨 슬롯들(230)에서 송신되는 적어도 하나의 데이터 비컨을 검출하기 위해 상기 디스커버리 채널을 스캐닝하는 수신기;
    적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었는지를 결정(S320))하기 위한 결정 유닛; 및
    상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되었다면 선취 비컨을 송신하기 위한 송신기를 포함하는, 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 적어도 하나의 데이터 비컨이 검출되지 않았다면, 디스커버리 비컨들을 추가로 송신하고, 상기 디스커버리 비컨들은 임의 추출 기간 동안 경합 기반 매체 액세스를 사용하여 송신되는, 디바이스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    각각 적어도 에크마 표준에 따라 동작가능한 유형-A 디바이스, 유형-B 디바이스, 및 유형-C 디바이스 중 하나인, 디바이스.
KR1020107024892A 2008-04-09 2009-04-07 발견 채널에서 데이터 송신을 선취하는 방법 KR101529474B1 (ko)

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US61/160,375 2009-03-16
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