KR20130043597A - 단말 및 그 통신 방법 - Google Patents

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KR20130043597A
KR20130043597A KR1020120116777A KR20120116777A KR20130043597A KR 20130043597 A KR20130043597 A KR 20130043597A KR 1020120116777 A KR1020120116777 A KR 1020120116777A KR 20120116777 A KR20120116777 A KR 20120116777A KR 20130043597 A KR20130043597 A KR 20130043597A
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김은경
김성경
장성철
윤미영
김석기
이현
윤철식
임광재
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한국전자통신연구원
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Abstract

복수의 중계모드 다중기능 단말이 존재하는 경우 중계모드 다중기능 단말의 이동에 의해 하부 단말에게 전파 간섭이 발생할 수 있다. 이 경우 전파 간섭을 유발하는 중계모드 다중기능 단말의 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 줄임으로써 전파 간섭을 최소화 할 수 있다.

Description

단말 및 그 통신 방법{TERMINAL AND COMMUNICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 단말 및 그 통신 방법에 관한 것이다.
재난이나 재해가 발생하는 경우 중요한 사회 기반 시설이 파괴되거나 손상될 수 있다. 사회 기반 시설에는 무선 전화, 유선 전화 및 인터넷 네트워크 등 다양한 통신 시설이 중요한 기발 시설로 꼽히는데, 이러한 통신 시설이 파괴 되거나 손상되면 사회 혼잡도가 높아지고 사회 복구력의 확보가 어려울 수 있다.
따라서 이러한 상황에도 통신 시설을 빨리 복구하거나 대체할 수 있는 방법을 제공하는 고신뢰성(High Reliability) 지원이 중요하다.
특히 이동 단말의 통신의 핵심적인 역할을 수행하는 기지국이 손상되거나 전력선이 파괴되어 기지국으로서의 역할을 수행하지는 못하는 경우 서비스 불능지역이 발생할 수 있다.
이와 같이 기지국의 손상으로 인한 서비스 불능지역에 무선 통신 서비스를 제공할 수 있는 수단을 마련하는 것이 필요하다.
본 발명이 해결하고 하는 과제는 기지국이 손상된 경우에도 계속하여 무선 통신 서비스를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말의 통신 방법이 제공된다. 상기 단말의 통신 방법은, 중계기 역할을 수행하는 단말로 선택되는 단계; 하부 단말로 전파 간섭 발생 측정을 요청하는 단계; 상기 하부 단말에 의해 기지국으로 송부되는 상기 전파 간섭 발생 측정에 대한 보고한 메시지를 통해, 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 제1 전력으로 변경하는 단말로 선택되는 단계; 상기 제1 전력에 대응하는 구성 변경 정보 메시지를 상기 상위 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 구성 변경 정보 메시지에 대응하여 구성 정보를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 전력은 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력과 크기가 다를 수 있다.
상기 제1 전력은 상기 업링크 중계 영역의 최대 전송 전력보다 작을 수 있다.
상기 제1 전력은 상기 하부 단말에 의해 측정되는 전파 간섭 정도와 상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 변경하였을 때 발생할 수 있는 하부 단말들의 접속해제를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 요청하는 단계는 상기 기지국의 스케줄링 정보에 따라 동적 링크 테스트 요청 메시지를 상기 하부 단말로 방송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동적 링크 테스트 요청 메시지는 후보 단말 목록, 링크 테스트 시퀀스 송신 전력 및 링크 테스트 시퀀스 전송 스케줄링 정보를 포함할 수 있다.
상기 구성 변경 정보 메시지는 AAI-ARS-CONFIG-CMD 메시지일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 단말이 제공된다. 상기 단말은, RF 모듈; 및 상기 RF 모듈과 연결되는 프로세스를 포함하며, 상기 프로세스는, 중계기 역할을 수행하던 중 하부 단말에게 전파 간섭을 발생시키는 단말로 선택된 경우, 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기와 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력의 크기가 다르도록 할 수 있다.
상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력의 크기보다 작을 수 있다.
상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 전파 간섭을 발생시키기 전보다 줄어들 수 있다.
상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 전파 간섭의 정도와 상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 변경하였을 때 발생할 수 있는 상기 하부 단말들의 접속 해제를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 중계모드 다중기능 단말이 서비스 불능 지역에 임시망을 구축하여 하부 단말들에게 계속하여 통신 서비스를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 중계모드 다중 기능 단말 간의 전파 간섭을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 임시망 환경에 따라 다중 기능 단말들의 최대 송신 전력을 제안함으로써 불필요한 전력소모를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 기지국이 손상된 경우를 나태는 도면이다.
도 2는 임시망이 형성된 경우 복수의 중계모드 다중기능 단말간에 전파 간섭이 발생하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말이 전파간섭을 회피하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말이 전파간섭을 회피하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말(130)을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단말 및 그 통신 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 기지국이 손상된 경우를 나태는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템은 기지국(200), 기지국(200)이 서비스하는 셀 내의 하부 단말(110, 120, 130)을 포함한다. 여기서 기지국(200)은 기지국의 역학을 제대로 수행하지 못하는 손상된 기지국으로서, 이하에서는 '상위 기지국'이라 한다.
상위 기지국(200)이 손상된 경우 서비스 불능지역이 발생하여 하부 단말(110, 120, 130)은 이동통신 서비스에 문제가 발생하나, 본 발명의 실시예에서는 하부 단말(110, 120, 130) 중 중계기(relay) 역할을 수행하는 단말이 선택된다. 중계기 역할을 수행하는 단말로 선택된 단말을 이하에서는 '중계모드 다중기능 단말(Mobile Station acting as relay, HR-MS acting as relay)'라고 한다. 이와 같이 선택된 중계모드 다중기중 단말(HR-MS acting as relay, 130)이 중계기 역할을 수행함으로써 임시망이 구축되어 운영되며, 하부 단말들(110, 120)이 계속하여 서비스를 받을 수 있다.
상기와 같이 단말이 중계기 역할을 수행할 수 있지만 상위 기지국(200)과 통신하는 별도의 이동 중계기(Mobile Relay Station, Mobile RS)가 임시망을 구축하여 운영할 수 있다. 도 1에서는 이동 중계기(Mobile RS)를 도시하지 않았으나 상위 기지국(200)이 서비스하는 셀 내부에 위치한다. 이러한 이동 중계기(Mobile RS)에 의해 하부 단말(110, 120, 130)은 계속하여 서비스를 받을 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상 중계모드 다중기능 단말의 경우에 대해서만 설명하지만 아래의 설명은 이동 중계기에도 동일하게 적용될 수 있다.
중계모드 다중기능 단말이 복수 개 존재하는 경우, 중계 모드 다중기능 단말의 이동성으로 인해 복수의 중계모드 다중기능 단말간에 전파 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 전파 간섭을 줄이는 방법과 절차가 필요하다.
도 2는 임시망이 형성된 경우 복수의 중계모드 다중기능 단말간에 전파 간섭이 발생하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 2에서 중계모드 다중기능 단말(130, 130')이 복수 개 존재한다.
영역 A는 중계모드 다중기능 단말(130)이 이동한 경우 그에 따른 서비스 영역을 나타내며, 영역 B는 중계모드 다중기능 단말(130')의 서비스 영역을 나타낸다.
중계모드 다중기능 단말(130)의 서비스 영역(영역 A)에 있는 단말은 단말(140, 180, 190)이며, 중계모드 다중기능 단말(130')의 서비스 영역(영역 B)에 있는 단말은 단말(140, 150, 160, 170)이다. 여기서 단말(140)은 중계모드 다중기능 단말(130)에 이동에 의해, 중계모드 다중기능 단말(130)의 서비스 영역(영역 A)뿐만 아니라 중계모드 다중기능 단말(130')의 서비스 영역(영역 B)에 위치하게 되어, 전파 간섭을 받게 된다.
상기 도 2와 같이 중계모드 다중기능 단말(130)이 이동하여 전파 간섭이 발생하는 이를 완화하고 중계모드 다중기능 단말(130)의 전력 소모를 줄이는 방법에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
전파 간섭을 완화 하는 방법으로 본 발명의 실시예에서는 중계모드 다중기능 단말이 상위 기지국으로 전송하는 업링크 중계 영역(UL relay zone)의 최대 송신 전력과 하부 단말들로 전송하는 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 분리한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말이 전파간섭을 회피하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 중계모드 다중기능 단말(130)이 이동함에 따라 중계모드 다중기능 단말(130)의 하부 단말들에게 전파 간섭이 발생하는 경우, 상위 기지국(Base Station, 200)은 이를 감지하여 전파 간섭을 발생시키는 중계모드 다중기능 단말(130)의 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 줄이도록 한다.
즉 도 3에서와 같이 중계모드 다중기능 단말(130)의 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력 값을 줄임으로써 하부 단말(140)에서 발생되었던 전파 간섭을 줄일 수 있다.
여기서 중계모드 다중기능 단말(130)의 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력 값은 전파 간섭을 받는 단말(140)의 측정치뿐만 아니라 중계모드 다중기능 단말(130)이 다운링크 액세스 영역(DL access zone)을 줄였을 때 발생할 수 있는 하부 단말들(180, 190)의 접속 해제를 고려하여 결정된다.
이를 위해 상위 기지국(BS, 200)은 하부 단말(140)의 전파 간섭 정도와 중계모드 다중기능 단말(130)의 서비스 영역을 고려한 절충안을 마련할 수 있다. 또 다른 방법으로 상위 기지국(BS, 200)은 전파 간섭을 유발하는 중계모드 다중기능 단말(130)에 대해서 중계모드 기능을 해제하고 전파 간섭을 유발하지 않고 서비스 불능지역을 커버할 수 있는 새로운 중계모드 다중기능 단말을 선택할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말이 전파간섭을 회피하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
먼저 복수의 중계모드 다중기능 단말간에 발생하는 전파 간섭을 측정한다(S410). 중계모드 다중기능 단말간의 전파 간섭을 측정하는 방법은 두 가지 방안이 있다.
첫 번째 방안은 상위 기지국의 스케줄링 정보에 따라 중계모드 다중기능 단말들이 동적 링크 테스트 요청(Dynamic Link Test Request, DLT-REQ) 메시지를 자신의 모든 하부 단말들에게 방송한다. 즉, 도 3에서 중계모드 다중기능 단말(130, 130')은 각각 자신의 하부 단말들에게 동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지를 방송한다.
동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지를 수신한 하부 단말들(도 3에서, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 인접한 중계모드 다중 기능 단말의 존재 유무 및 신호세기를 상위 기지국으로 동적 링크 테스트 보고(Dynamic Link Test Report, DLT-REP) 메시지를 통해 보고한다.
상기 동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지에는 후보 단말 목록(Candidate단말 List), 링크 테스트 시퀀스(Link Test Sequence, LTS) 송신 전력을 포함할 수 있다.
그리고 상기 동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지에는 링크 테스트 시퀀스(LTS) 전송 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. LTS 전송 스케줄링 정보는 후보 단말들이 링크 테스트 시퀀스(LTS)를 전송하기 위해 할당된 하향링크 고정 무선 자원으로서, 자원 할당 크기, 자원 할당 주기, 자원 할당 시작 프레임 인덱스 등을 포함할 수 있다. 후보 단말들은 자신의 순번에 해당하는 고정 무선 자원 위치에서 링크 테스트 시퀀스(LTS)를 전송한다.
또한 동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지는 동적 링크 테스트 보고 메시지의 보고 기준, 예를 들어, 신호 대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, CINR)의 임계값(threshold), CINR 편차(deviation) 등 동적 링크 테스트 보고(DLT-REP) 메시지를 송신하는 단말을 선별하기 위해 사용된다. 예를 들어, 후보 단말들의 LTS CINR 측정 결과 특정 CINR 레벨 이상인 후보 단말이 존재하는 경우(즉, 링크 상태가 특정 수준 이상인 경우) 또는 후보 단말들의 LTS CINR 측정 결과의 분포가 퍼져 있는 경우에 해당하는 단말의 측정 결과를 보고 받는다.
한편 동적 링크 테스트 요청(DLT-REQ) 메시지에 포함되어 있는 후보 단말 리스트의 순서에 따라 각 단말(도 3에서는 140~190)은 할당된 위치의 하향링크 프레임에서 정해진 송신전력으로 링크 테스트 시퀀스(LTS)를 전송한다.
다음으로 동적 링크 테스트 보고(DLT-REP) 메시지의 보고 기준을 만족하는 단말들이 상향링크를 통해 중계모드 다중 기능 단말을 거쳐 기지국(도 3에서 200)으로 측정 결과를 보고한다.
두 번째 방안은 하부 단말들의 주기적인 스캐닝과 상위 기지국으로의 스캐닝 보고에 의해 전파 간섭 측정하는 방법이다. 이에 대한 구체적인 방법 및 절차는 IEEE 802.16m 국제표준 규격에서 나타나 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로 S420 단계에서, 상위 기지국은 하부 단말들이 보고한 정보(상기 첫번째 방안의 경우 DLT-REP 메시지, 상기 두번째 방안의 경우 SCN-REP(Scanning Report) 메시지)를 바탕으로, 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 줄이는 경우 하부 단말들에게 영향을 최소화 할 수 있는 중계모드 다중 기능 단말을 선택한다. 즉, 상위 기지국은 도 3의 경우 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 줄이는 단말로서 중계모드 다중 기능 단말(130)을 선택한다.
S430 단계에서는 상위 기지국(도 3에서 200)이 중계모드 다중 기능 단말의 구성 정보를 수정하기 위해 선택된 중계모드 다중 기능 단말(도 3에서 130)로 구성 변경 정보 메시지를 전송하여, 중계모드 다중 기능 단말(130)이 최종적으로 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 변경할 수 있도록 한다. 여기서 상위 기지국(200)이 중계모드 다중 기능 단말(130)로 전송하는 구성 변경 정보 메시지는 IEEE 802.16n 국제 표준 규격에 의하면 AAI-ARS-CONFIG-CMD(Advanced Air Interface - Advanced Relay Station - Command) 메시지가 될 수 있다.
마지막으로 상위 기지국으로부터 구성 변경 정보 메시지를 수신한 중계모드 다중 기능 단말은 해당 구성 정보(다운링크 액세스 영역(DL access zone))의 최대 송신 전력)에 따라 구성 정보를 수정한다(S440). 즉, 선택된 다중 기능 단말(도 3에서는 130)은 구성 변경 정보 메시지에 따라 다운 링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 도 3과 같이 줄인다.
한편 상기 S420 단계에서 선택된 중계모드 다중기능 단말이 다운링크 액세스 영역(DL access zone)의 최대 송신 전력을 줄이면 하부 단말들의 서비스 불능이 발생할 경우에는, 상위 기지국은 선택된 중계모드 다중기능 단말의 중계 모드를 해제하고 새로운 다중 기능 단말을 선택하여 중계모드로 동작하도록 할 수 있다. 이러한 경우 상기 S430 단계 및 S440 단계는 생략될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말(130)을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중계모드 다중기능 단말(130)은 프로세서(132), 메모리(134) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 모듈(136)을 포함한다. 프로세서(132)는 상기에서 설명한 절차 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(134)는 프로세서(132)와 연결되고 프로세서(132)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈(136)은 프로세서(132)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 중계모드 다중기능 단말(130)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 중계모드 다중 기능 단말 간의 전파 간섭을 줄일 수 있을 뿐 만 아니라 임시망 환경에 따라 다중 기능 단말들의 최대 송신 전력을 제안함으로써 불필요한 전력소모를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 중계기 역할을 수행하는 단말로 선택되는 단계;
    하부 단말로 전파 간섭 발생 측정을 요청하는 단계;
    상기 하부 단말에 의해 기지국으로 송부되는 상기 전파 간섭 발생 측정에 대한 보고한 메시지를 통해, 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 제1 전력으로 변경하는 단말로 선택되는 단계;
    상기 제1 전력에 대응하는 구성 변경 정보 메시지를 상기 상위 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 구성 변경 정보 메시지에 대응하여 구성 정보를 수정하는 단계를 포함하는 단말의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전력은 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력과 크기가 다른 단말의 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전력은 상기 업링크 중계 영역의 최대 전송 전력보다 작은 단말의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전력은 상기 하부 단말에 의해 측정되는 전파 간섭 정도와 상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 변경하였을 때 발생할 수 있는 하부 단말들의 접속해제를 고려하여 결정되는 단말의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는 상기 기지국의 스케줄링 정보에 따라 동적 링크 테스트 요청 메시지를 상기 하부 단말로 방송하는 단계를 포함하는 단말의 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 동적 링크 테스트 요청 메시지는 후보 단말 목록, 링크 테스트 시퀀스 송신 전력 및 링크 테스트 시퀀스 전송 스케줄링 정보를 포함하는 단말의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구성 변경 정보 메시지는AAI-ARS-CONFIG-CMD 메시지인 단말의 통신 방법.
  8. RF 모듈; 및
    상기 RF 모듈과 연결되는 프로세스를 포함하며,
    상기 프로세스는, 중계기 역할을 수행하던 중 하부 단말에게 전파 간섭을 발생시키는 단말로 선택된 경우, 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기와 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력의 크기가 다르도록 하는 단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 업링크 중계 영역의 최대 송신 전력의 크기보다 작은 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 전파 간섭을 발생시키기 전보다 줄어든 단말.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력의 크기는 상기 전파 간섭의 정도와 상기 다운링크 액세스 영역의 최대 송신 전력을 변경하였을 때 발생할 수 있는 상기 하부 단말들의 접속 해제를 고려하여 결정되는 단말의 통신 방법.
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