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KR100446173B1 - 하향 회선에서 다중사용자 검출용으로 이용되는 채널화코드의 결정 방법 및 시스템 - Google Patents

하향 회선에서 다중사용자 검출용으로 이용되는 채널화코드의 결정 방법 및 시스템 Download PDF

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KR100446173B1
KR100446173B1 KR10-2002-7009961A KR20027009961A KR100446173B1 KR 100446173 B1 KR100446173 B1 KR 100446173B1 KR 20027009961 A KR20027009961 A KR 20027009961A KR 100446173 B1 KR100446173 B1 KR 100446173B1
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Abstract

본 발명에 따르면, 코드 분할 다중 접속을 이용하는 무선 시분할 이중화 통신 시스템은 기지국 및 사용자 장치를 포함한다. 이 무선 시분할 이중화 통신 시스템은 통신 버스트를 이용하여 통신한다. 각 통신 버스트는 특유의 채널화 코드 및 미드앰블 코드를 구비한다. 각 미드앰블 코드는 적어도 하나의 채널화 코드 세트로 맵핑된다. 기지국으로부터 타임 슬롯으로 송신될 각 통신 버스트에 있어서, 그 버스트의 채널화 코드로 맵핑되는 미드앰블 코드가 결정된다. 통신 버스트는 타임 슬롯으로 발생되어 송신된다. 각 버스트는 그의 채널화 코드에 대해 결정된 미드앰블 코드를 가진다. 사용자 장치는 버스트를 수신하여 각각의 수신된 미드앰블 코드를 결정한다. 사용자 장치는 부분적으로 각각의 수신된 미드앰블 코드의 결정 결과에 기초하여, 송신된 통신 버스트의 채널화 코드를 결정한다.

Description

하향 회선에서 다중사용자 검출용으로 이용되는 채널화 코드의 결정 방법 및 시스템{SUPPORT OF MULTIUSER DETECTION IN THE DOWNLINK}
도 1은 TDD/CDMA 통신 시스템을 도시한다. TDD/CDMA 통신 시스템(10)은 복수 개의 기지국(121∼125)을 가진다. 각 기지국(121)은 관련된 동작 영역을 가진다. 기지국의 동작 영역 내의 사용자 장치(UE: User Equipment)(141∼143)는 그 기지국(121)과 통신한다. 기지국(121)으로부터 UE(141)로 송신된 통신은 하향 회선 통신이라고 칭하고 UE(141)로부터 기지국(121)으로 송신된 통신은 상향 회선(uplink) 통신이라고 칭한다.
무선 TDD/CDMA 통신 시스템에 있어서, 다중 통신은 공유형 주파수 스펙트럼으로 전송된다. 이러한 하나의 시스템으로는 제3 세대 광대역 CDMA(W-CDMA) 표준에서 제안되고 있다. CDMA 시스템에 있어서, 다중 통신은 공유형 주파수 스펙트럼으로 전송되고 채널화 코드에 의해 식별된다. 또한, TDD/CDMA 시스템에 있어서, 공유형 주파수 스펙트럼은 15 개의 타임 슬롯과 같은 고정수의 타임 슬롯을 갖는 반복 프레임을 이용하여 시분할된다. 각 타임 슬롯을 이용하여 상향 회선 통신 또는 하향 회선 통신 중 하나만을 송신한다. 그 결과, 채널화 코드 및 타임 슬롯 양쪽 모두에 의해 통신을 식별한다. 단일 타임 슬롯에서 이용되는 단일 채널화 코드를 자원 유닛이라고 칭한다. 통신은 통신 대역폭에 기초하여 하나 또는 복수 개의 자원 유닛을 필요로 할 수 있다. TDD/CDMA 시스템에서 이용되는 통상적인 데이터 변조 방식은 직교 위상 편이 변조(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying), 2 진 위상 편이 변조(BPSK: Binary Phase Shift Keying) 및 N 치 직교 진폭 변조(QAM: Quadrature Amplitude Modulation)(예컨대, N = 8, 16 또는 64)가 있다.
데이터는 통신 버스트(16)를 이용하여 이러한 시스템 내에서 송신된다. 통신 버스트(16)는 단일 채널화 코드(단일 자원 유닛)를 이용하여 단일 타임 슬롯 내에서 데이터를 전송한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 통상적인 통신 버스트(16)는 미드앰블(midamble)(20), 보호 구간(18) 및 두 개의 데이터 버스트(22, 24)를 가진다. 미드앰블(20)은 두 개의 데이터 버스트(22, 24)를 분리시킨다. 보호 구간(18)은 통신 버스트(16)를 분리시켜서 상이한 송신기로부터 송신된 통신 버스트(16)의 도달 시간을 상이하게 할 수 있다. 두 개의 데이터 버스트(22, 24)는 통신 버스트(16)의 데이터를 포함한다. 미드앰블(20)은 수신기와 송신기 사이의 채널 응답을 추정하는데 이용하기 위한 미드앰블 코드를 포함한다.
다중 통신 버스트를 단일 타임 슬롯으로 송신할 수 있기 때문에, 수신기는 다중 통신 버스트로부터의 데이터를 식별할 수 있어야 한다. 수신된 데이터를 복원하는 하나의 방법은 다중사용자 검출(MUD: MultiUser Detection)이다.
MUD에 있어서, 수신기는 다른 UE로 송신되는 버스트를 비롯하여 단일 타임 슬롯 내의 통신 버스트의 데이터 전체를 복원한다. 이 통신 버스트의 데이터 전체를 복원하기 위해서, MUD 수신기는 통신 버스트를 송신하는데 이용되는 채널화 코드 전체를 알 필요가 있다. W-CDMA의 제안된 TDD 모드에 있어서, 각 UE(141∼143)는 어느 채널화 코드 및 미드앰블 코드가 해당 UE용 정보를 전송하는데 이용되는지를 알고 있을 뿐이다. 채널화 코드 및 미드앰블 코드 전체를 결정하기 위해서, 1 뱅크의 정합형 필터를 이용하여 가능한 채널화/미드앰블 결합 전체를 검출한다. 각 정합형 필터로부터의 출력 파워와 임계치를 비교하여 특정 채널화/미드앰블 결합이 이용되었지 여부를 결정한다. 이 방법은 필요로 하는 정합형 필터수에 기인하여 그 구성이 매우 복잡해진다. 또한, 채널화 코드들 사이에 높은 상관 관계가 존재하는 경우에는, 이 방법은 성과가 좋지 않을 수 있다.영국 특허 번호 제GB2351422호에는 트레이닝 코드 및 채널화 코드의 결합이 개시되어 있다. 트레이닝 코드와 채널화 코드는 주어진 확산 인자에 대해 각 트레이닝 코드가 하나의 채널화 코드에만 결합되게 하는 방식으로 결합된다. 이 결합을 용이하게 하기 위해서, 각 트레이닝 시퀀스는 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 트리의 분기와 관련된다.국제 특허 번호 제WO99/40698호에는 추적 시퀀스로부터 유도된 채널 추정을 이용하여 수신된 통신의 소프트 심볼을 추정하는 방법이 개시되어 있다.따라서, UE(141∼143)가 활성 채널화 코드를 결정할 수 있는 대안적인 방법을 가지는 것이 바람직하다.
이 출원은 2000년 2월 4일자로 출원된 미국 가출원 번호 제60/180,402호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은, 일반적으로 코드 분할 다중 접속을 이용하는 무선 시분할 이중화(TDD/CDMA: Time Division Duplex using Code Division Multiple Access) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 TDD/CDMA 시스템용 하향 회선(downlink)에서 다중사용자 검출시에 이용되는 채널화 코드의 결정에 관한 것이다.
도 1은 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 통신 버스트를 도시하는 도면.
도 3은 단순화된 기지국 송신기 및 사용자 장치 수신기를 도시하는 도면.
도 4는 하향 회선 채널화 코드 식별 방법을 도시하는 흐름도.
도 5는 채널화 코드 맵핑에 대한 미드앰블 시퀀스를 도시하는 도면.
도 6은 채널화 코드 검출 장치를 도시하는 도면.
바람직한 실시예(들)의 상세한 설명
도 3은 다중사용자 검출(MUD)을 이용하는 단순화된 기지국 송신기(26) 및 UE 수신기(28)를 도시한다. 데이터 발생기(321∼32K)는 활성 UE(141∼143)로 통신될 데이터를 생성한다. 각 데이터 발생기(321∼32K)는 특정 통신 버스트로 전송될 데이터를 생성한다. 확산 변조 장치(341∼34K)는 각 통신 버스트의 발생된 데이터를 통신 버스트로 순차적으로 포맷시킨다. 확산 변조 장치(341∼34K)는 미드앰블을 가산하고, 그 통신 버스트와 결합된 채널화 코드를 갖는 발생된 데이터를 확산시킨다. 추가적으로, 확산 데이터는 적절한 타임 슬롯 내로 시간 다중화된다. 결합기(52)는 통신 버스트 전체를 결합한다. 결합된 통신 버스트는, 예를 들어 믹서(36)에 의해 라디오 주파수까지 변조되고, 안테나(38)는 무선 라디오 채널(30)을 통하여 라디오 주파수 신호를 방사한다. 기지국(141)이 송신 다이버시티를 이용하는 경우에는, 다중 안테나에 의해 라디오 주파수 신호가 송신된다.
UE 수신기(28)의 안테나(40)는 라디오 주파수 신호를 수신한다. 예를 들어, 믹서(42)는 수신된 신호를 기저대역 신호로 복조한다. 송신된 미디앰블 코드를 이용하여 통신 버스트를 송신하는 채널을 추정하는데 채널 추정 장치(44)를 이용한다. 다중사용자 검출(MUD) 장치(46)는 추정 채널 정보 및 활성 채널화 코드를 이용해서 기저대역 신호를 처리하여 하드 심볼(hard symbol)을 생성한다.
도 4는 활성 채널화 코드를 식별하는 방법의 흐름도를 도시한다. UE(141)에서 활성 채널화 코드를 식별하는 하나의 방법은 단계 58에서 미드앰블 코드(미드앰블 시퀀스)(541∼54N)와 채널화 코드(5611∼56NM) 사이에 맵핑을 제공하는 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 미드앰블 시퀀스(541∼54N)는 1 세트의 채널화 코드(5611∼56NM)와 결합된다. 이 세트는 단일 채널화 코드만을 포함할 수 있으며,미드앰블과 채널화 코드를 1 대 1로 맵핑한다. 단계 60 및 단계 62에서 미드앰블 세트의 채널화 코드를 갖는 기지국(121)이 송신한 버스트는 그 미드앰블 시퀀스에 의해 포맷된다. 예를 들면, 채널화 코드 21을 갖는 버스트를 전송하는 경우에는, 미드앰블 시퀀스 2를 그 버스트에 대해 이용한다.
채널을 추정한 후, 단계 64에서 미드앰블 시퀀스 검출 장치(48)는 UE 수신기(28)에서 송신된 미드앰블 시퀀스를 검출한다. 채널화 코드 맵핑(49)에 미드앰블을 이용하는 논리 블록(45)은 검출된 미드앰블에 기초하여 가능한 채널화 코드 세트를 결정한다. 채널화 코드 검출 장치(50)는 단계 66에서 상기 결정에 기초하여 수신된 채널화 코드를 결정한다. 하나의 채널화 코드 맵핑에 대해 하나의 미드앰블 코드를 이용하는 경우에는, 논리 블록(45)은 채널화 코드를 결정한다. 그 결과, 1 대 1 맵핑에서 채널화 코드 검출 장치(50)를 이용하지 않는다. MUD 장치(46)는 단계 68에서 결정된 채널화 코드 및 채널화 코드와 결합된 미드앰블 시퀀스의 채널 응답을 이용하여 모든 버스트로부터의 데이터를 검출한다.
도 6은 하나의 채널화 코드 검출 장치(50)를 도시한다. 정합형 필터(821∼82M)는 논리 블록(45)에서 결정된 가능한 채널화 코드 및 관련된 채널 응답에 정합된다. 단지 가능한 채널화 코드만을 검사할 필요가 있기 때문에, 정합형 필터(821∼82M)의 수가 크게 감소되어, UE 수신기(28)의 복잡성을 감소시키며, 그 성능을 증대시킨다. 각 정합형 필터(821∼82M)가 생성한 소프트 심볼(soft symbol)의 파워는 대응하는 파워 측정 장치(841∼84M)에 의해 측정된다. 콤패리터(comparitor)(80)는 각 채널에 대한 파워 측정에 기초하여 수신된 채널화 코드를 결정한다. 송신된 채널화 코드수를 알고 있는 경우에는, 콤패리터(80)는 최고 측정 파워를 갖는 채널수를 선택한다. 송신된 채널화 코드수를 모르고 있는 경우에는, 콤패리터(80)는 각 채널의 파워 레벨과 임계치를 비교하여 송신된 채널화 코드를 결정한다.
채널화 코드를 식별하기 위해 송신된 채널화 코드 또는 송신된 채널화 코드수와 같은 채널화 코드 정보를 UE(141)로 시그널링할 수 있다. 채널화/미드앰블 코드 맵핑과 관련해서 또는 맵핑을 이용하지 않는 경우에 시그널링된 정보를 이용할 수 있다. 추가의 채널화 코드 정보는 UE 수신기(28)에서 활성 채널화 코드를 결정하는 경우의 정밀도를 증가시킨다. 하나의 이러한 신호는 1 계층 1 신호(a layer one signal)이며, 여기서 미드앰블 코드 또는 미드앰블 코드 시프트가 상기 정보와 결합된다. 미드앰블 검출 장치(48)는 수신된 미드앰블 코드(들)를 결정하고, 논리 블록(45)은 결정된 미드앰블 코드를 이용하여 채널화 코드 정보를 복원한다. 채널화 코드 검출 장치(50)는 복원된 정보를 이용하여 채널화 코드를 결정한다. 또 다른 방법은 1 계층 2/3 신호(a layer 2/3 signal)를 이용하여 채널화 코드 정보를 시그널링한다. 이 신호는 네트워크 회로에서 발생된다. 1 계층 1 신호와 관련해서 또는 미드앰블/채널화 코드 맵핑과 관련해서 1 계층 2/3 신호를 이용할 수 있다.
코드 분할 다중 접속을 이용하는 무선 시분할 이중화 통신 시스템은 기지국 및 사용자 장치를 포함한다. 이 무선 시분할 이중화 통신 시스템은 통신 버스트를이용하여 통신한다. 각 통신 버스트는 특유의 채널화 코드 및 미드앰블 코드를 구비한다. 각 미드앰블 코드는 적어도 하나의 채널화 코드 세트로 맵핑된다. 기지국으로부터 1 타임 슬롯에 송신될 각 통신 버스트에 있어서, 그 버스트의 채널화 코드로 맵핑되는 미드앰블 코드가 결정된다. 통신 버스트는 타임 슬롯 내에서 발생되어 송신된다. 각 버스트는 그의 채널화 코드에 대해 결정된 미드앰블 코드를 가진다. 사용자 장치는 버스트를 수신하여 각각의 수신된 미드앰블 코드를 결정한다. 사용자 장치는 부분적으로 각각의 수신된 미드앰블 코드의 결정 결과에 기초하여, 송신된 통신 버스트의 채널화 코드를 결정한다.

Claims (22)

  1. 타임 슬롯으로 송신되는 복수의 통신 버스트를 수신하고, 각각의 수신된 통신 버스트(64)와 결합되는 미드앰블을 결정하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치의 활성 채널화 코드를 결정하는 방법에 있어서,
    미드앰블과 채널화 코드 사이의 맵핑을 이용하여 각 수신된 통신 버스트의 가능한 채널화 코드를 결정하는데, 상기 미드앰블 각각은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되며, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 복수의 채널화 코드(66)에 맵핑되는 것인 채널화 코드 결정 단계와;
    복수의 가능한 채널화 코드에 맵핑되는 각각의 결정된 미드앰블에 대해서, 상기 수신된 통신 버스트와 상기 미드앰블의 가능한 채널화 코드를 정합하고, 상기 정합의 결과를 이용하여 상기 미드앰블의 통신 버스트의 채널화 코드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 채널화 코드 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드의 시프트와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 활성 채널화 코드 결정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 복수의 채널화 코드와 결합되는 것을 특징으로 하는 활성 채널화 코드 결정 방법.
  4. 각 수신된 통신 버스트(64)와 결합된 미드앰블을 결정하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치의 데이터를 검출하는 방법에 있어서,
    미드앰블 코드와 채널화 코드 사이의 맵핑을 이용하여 각 수신된 통신 버스트의 가능한 채널화 코드를 결정하는데, 상기 미드앰블 각각은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되며, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 복수의 채널화 코드(66)에 맵핑되는 것인 채널화 코드 결정 단계와;
    복수의 가능한 채널화 코드에 맵핑되는 각각의 결정된 미드앰블에 대해서, 상기 수신된 통신 버스트와 상기 미드앰블의 가능한 채널화 코드를 정합하고, 상기 정합의 결과를 이용하여 상기 미드앰블의 통신 버스트의 채널화 코드를 결정하는 단계와;
    상기 결정된 채널화 코드(68)를 이용하는 다중사용자 검출을 이용하여 상기 수신된 통신 버스트로부터의 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 검출 방법.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 데이터 검출 방법.
  6. 제4항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 상기 복수의 채널화 코드와 결합되는 것을 특징으로 하는 데이터 검출 방법.
  7. 타임 슬롯으로 송신되는 복수의 통신 버스트를 수신하고, 각각의 수신된 통신 버스트와 결합되는 미드앰블을 결정하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치에 있어서,
    각각의 수신된 통신 버스트의 미드앰블 코드와 채널화 코드 사이의 맵핑(49)을 이용하여 각각의 수신된 통신 버스트의 가능한 채널화 코드를 결정하는데, 상기 미드앰블 각각은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되며, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 복수의 채널화 코드에 맵핑되는 것인 채널화 코드 결정 수단(45)과;
    복수의 가능한 채널화 코드에 맵핑되는 각각의 결정된 미드앰블에 대해서, 상기 수신된 통신 버스트와 상기 미드앰블의 가능한 채널화 코드를 정합하고, 상기 정합의 결과를 이용하여 상기 미드앰블의 통신 버스트의 채널화 코드를 결정하는 수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드의 시프트와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  9. 제7항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 상기 복수의 채널화 코드와 결합되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 결정된 채널화 코드를 이용하여 상기 수신된 통신 버스트의 데이터를 검출하기 위한 다중사용자 검출 장치(46)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  11. 타임 슬롯으로 송신되는 복수의 통신 버스트를 수신하고, 각각의 수신된 통신 버스트와 결합되는 미드앰블을 결정하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치에 있어서,
    미드앰블 코드와 채널화 코드 사이의 맵핑(49)을 이용하여 각각의 수신된 통신 버스트의 가능한 채널화 코드를 결정하기 위한 논리 블록(45)으로서, 상기 미드앰블 각각은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되며, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 복수의 채널화 코드에 맵핑되는 것인 논리 블록(45)과;
    복수의 가능한 채널화 코드에 맵핑되는 각 미드앰블에 대해서, 상기 수신된 통신 버스트와 상기 미드앰블의 가능한 채널화 코드를 정합하고, 상기 정합의 결과를 이용하여 상기 미드앰블의 통신 버스트의 채널화 코드를 결정하는 채널화 코드 검출 장치(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 채널화 코드 검출 장치는 각각의 가능한 채널화 코드와 정합되는 정합형 필터(82)를 이용하여 상기 미드앰블의 통신 버스트의 채널화 코드를 결정하는 것인 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  13. 제11항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드의 시프트와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  14. 제11항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 상기 복수의 채널화 코드와 결합되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 결정된 채널화 코드를 이용하여 상기 수신된 통신 버스트의 데이터를 검출하기 위한 다중사용자 검출 장치(46)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 사용자 장치.
  16. 특유의 채널화 코드 및 미드앰블 코드를 각각 구비하는 통신 버스트를 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 기지국에서 송신하는 방법에 있어서,
    채널화 코드와 미드앰블 코드 사이에 맵핑을 제공하는데, 상기 미드앰블 각각은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되며, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 통신 버스트로 동시에 송신될 수 있는 적어도 두 개의 채널화 코드에 맵핑되는 것인 매핑 제공 단계와;
    상기 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 기지국으로부터, 상기 미드앰블이 정합되는 채널화 코드를 각각 구비한 통신 버스트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 버스트 송신 방법.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드의 시프트와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 통신 버스트 송신 방법.
  18. 각각의 통신 버스트가 특유의 채널화 코드 및 미드앰블 코드를 구비하고 채널화 코드와 미드앰블 코드 사이에 맵핑이 존재하는 통신 버스트를 송신하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 기지국에 있어서,
    상기 맵핑은 적어도 하나의 채널화 코드에 맵핑되는 각각의 미드앰블을 구비하고, 적어도 하나의 미드앰블 코드는 통신 버스트로 함께 동시에 송신될 수 있는 적어도 두 개의 채널화 코드에 맵핑되며;
    미드앰블이 맵핑되는 채널화 코드 및 상기 채널화 코드를 각각 구비한 통신 버스트를 송신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 기지국.
  19. 제18항에 있어서, 각각의 미드앰블 코드는 베이스 미드앰블 코드와 특유하게 결합되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화/코드 분할 다중 접속 기지국.
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