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KR100811043B1 - 이동 통신 시스템에서 공유 채널 （ｓｃｈ） 및 ｈｉ에대한 송신 전력 제어 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 공유 채널 （ｓｃｈ） 및 ｈｉ에대한 송신 전력 제어 방법 Download PDF

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KR100811043B1
KR100811043B1 KR20010071202A KR20010071202A KR100811043B1 KR 100811043 B1 KR100811043 B1 KR 100811043B1 KR 20010071202 A KR20010071202 A KR 20010071202A KR 20010071202 A KR20010071202 A KR 20010071202A KR 100811043 B1 KR100811043 B1 KR 100811043B1
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KR
South Korea
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channel
shared
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mobile communication
power
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이영대
김봉회
황승훈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신의 3GPP UMTS(비동기식) 시스템에 관한것으로 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술을 적용한 시스템에 적당하도록 한 SCH(Shared Control Channel)과 HI의 송신전력 제어 방식에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명의 이동 통신 시스템에서 공유제어 채널(SCH)에 대한 송신 전력 제어 방법은, 기지국이 어느 한 통신 채널을 통하여 복수의 이동국에 데이터를 전송하고, 적어도 하나의 제어 채널을 통하여 상기 통신 채널에 대한 제어 정보를 전송하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 제어정보를 전송하는 채널을 셀 경계에 있는 이동국이 수신할 수 있는 전력으로 전송 또는 상기 제어정보를 전송하는 채널의 1 주기동안 전송되는 정보의 송신전력을 각각의 이동국에 맞도록 조절(전력오프셋)하는 것을 특징으로 한다.
또한 이동 통신 시스템에서 HI에 대한 송신 전력 제어 방법은, HS-DSCH에 연관되어있는 DPCH로 전송되며, 이동국에게 상기 HS-DSCH를 통하여 데이터가 전송되는것을 알려주는 HI에 대한 전송전력제어를 위해, 제어국이 상기 HI정보를 전송하는 셀에다 연관된 DPCH의 HI 필드와 다른 필드와의 전력오프셋값을 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 공유 채널 （ＳＣＨ） 및 ＨＩ에 대한 송신 전력 제어 방법 {method for controlling transmission power of SCH and HI in mobile communication}
도 1은 상기에서 설명한 downlink control information의 프레임 구조
도 2는 Downlink control information을 전송하기 위한 downlink shared control channel의 구조
도 3은 downlink shared control channel과 HS-DSCH의 타이밍을 나타낸 도면
도 4는 상기에서 설명한 특정한 프레임을 특정한 이동국을 위한 공유제어채널(SCH)들의 전력설정을 나타낸 도면
도 5는 상기 도 4의 DL DPCH에 대한 Shared Control Channel의 상대적인 전력설정을 보여주는 도면
도 6은 DPCH의 소프트핸드오버시 SCH 전송을 나타낸 도면
본 발명은 이동통신의 3GPP UMTS(비동기식) 시스템에 관한것으로서 특히, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술을 적용한 시스템에 적당하도록 한 Shared Control Channel과 HI의 송신전력 제어 방식에 관한 것이다.
일반적으로 3GPP 시스템의 HS-DSCH 전송으로 높은 속도의 packet data 서비스를 downlink에서 지원한다.
이를 위해서 새로운 HS-DSCH(HSDPA Downlink Shared Channel) 라는 전송채널(transport channel)의 구조 및 이를 위한 제어정보 전송 방식이 제안되었다.
3GPP의 모든 전송 채널들은 TTI (Transmission Time Interval)에 맞추어 데이터를 전송하는데, HS-DSCH는 종래의 W-CDMA 시스템인 R'99/R'4(TTI가 10, 20, 40, 80 msec)와는 달리 예외적으로 TTI가 1, 3, 5, 15 슬롯 중에 하나로 선택될 수 있다.
일반적으로 1 프레임의 전송은 10ms가 소요되며 15슬롯으로 구성되나, 본 발명에서는 상기의 TTI중, TTI (3 slot, 2 ms)를 1 프레임으로 설정하고, 높은 data rate를 위해서 다양한 MCS(modulation code set)를 지원한다.
일반적으로 1 프레임의 전송은 10ms가 소요되며, 15슬롯으로 구성된다.
채널 상황에 가장 적합한 MCS를 선정함으로써 최적의 처리율(throughput)을 올릴 수 있으며, 이를 위해서 automatic request (ARQ) 기술과 channel coding 기술을 결합한 hybrid ARQ (HARQ) 기술을 채택하여 reliable한 전송이 이루어지게 한다. 그리고, CDM(Code Division Multiplexing)을 통해 4명의 사용자까지 동시에 지원할 수 있도록 제안되었다.
상기에서 설명했듯이 HS-DSCH를 위한 제어정보(control information)의 전송이 필요하다.
상기 제어정보는 해당 HS-DSCH를 전송하는 cell이 속한 Node B(기지국)에서 생성되어 shared control channel 을 통해서 전송되며, 상기 제어정보(Control information)는 크게 TFRI(transport format and resource related information) (와 HARQ 관련 정보로 나눌 수 있다.
TFRI에는 HS-DSCH transport channel set size, 변조 방법, coding rate, multicode 수에 관한 정보가 포함되며, HARQ 관련 정보에는 block number, redundancy version같은 정보가 포함된다. 이외에도 어떤 사용자의 정보인지를 알려주기 위한 UE ID (UE identification)에 관한 정보가 전송된다.
상기 UE Id 관련한 정보는 TFRI, HARQ 정보와 함께 CRC 연산을 수행하여 결과 CRC만 전송하게 된다.
도 1은 상기에서 설명한 downlink control information의 프레임 구조이다.
도 2는 Downlink control information을 전송하기 위한 downlink shared control channel의 구조이다.
도면에서 보는바와 같이, 여러 사용자를 동시에 지원할 수 있고, 이를 위한 control information은 사용자마다 할당된 shared control channel을 이용한다.
본 발명에서는 한 셀(기지국)에서 한 UE(이동국)와 관련된 Shared Control Channel의 수 M은 4인경우로 설정하며, 상기 M은 가변하는 수이다.
도 3은 downlink shared control channel과 HS-DSCH의 타이밍을 나타낸 도면 이다.
도면에서 보는바와 같이, Downlink DPCH를 통해 HI(HS-DSCH Indicator)가 전송되고, 공유제어채널(Shared Control Channel)을 통해 제어정보가 전송되며, HS-DSCH를 통해 데이터가 순차적으로 전송된다.
좀 더 설명하면, HI는 HS-DSCH에 associate되어있는 DPCH로 전송되는데, 이는 어떤 UE에게 HS-DSCH를 통하여 data가 전송될 것임을 미리 알려주는 indicator 역할을 하게 된다.
즉, HI bit가 setting되면 UE는 shared control channel을 통하여 전송되는 control information을 읽고, HS-DSCH data 복구를 할 수 있게 된다. HI의 전송 timing은 한 slot 구간 (0.67 ms)만큼 가변성을 가질 수 있으며, HS-DSCH와 shared control channel은 최대한 중복 구간을 가지게 하여 전송 지연을 줄일 수 있다. HI는 해당 HS-DSCH를 전송하는 cell이 속한 Node B에서 생성된다.
그러나 상기한 바와같은 종래의 제어정보 전송방법에서는 shared control channel의 전송에 관해서 정의되어 있지 않다.
특히, handover 하려는 목표기지국(target cell)과 현재의 원시기지국(source cell)이 서로 다른 Node B에 속한 경우, shared control channel 정보를 복구할 때 diversity 이득을 얻을 수 없기 때문에 오율이 증가하여 신뢰도에 문제가 생겨 전체 HS-DSCH 성능에 열화가 발생한다.
따라서 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 두가지 서로 다른 Shared Control Channel의 전력제어 방법과 HI bit 전송을 통한 전력제어 방법을 각각 제안한다.
본 발명의 이동 통신 시스템에서 공유 제어채널(SCH)에 대한 송신 전력 제어 방법은, 기지국이 어느 한 통신 채널을 통하여 복수의 이동국에 데이터를 전송하고, 적어도 하나의 제어 채널을 통하여 상기 통신 채널에 대한 제어 정보를 전송하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 제어정보를 전송하는 채널을 셀 경계에 있는 이동국이 수신할 수 있는 전력으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 기지국이 어느 한 통신 채널을 통하여 복수의 이동국에 데이터를 전송하고, 적어도 하나의 제어 채널을 통하여 상기 통신 채널에 대한 제어 정보를 전송하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 제어정보를 전송하는 채널의 1 주기동안 전송되는 정보의 송신전력을 각각의 이동국에 맞도록 조절(전력오프셋)하는 것을 특징으로 한다.
또한 이동 통신 시스템에서 HI에 대한 송신 전력 제어 방법은, HS-DSCH에 연관되어있는 DPCH로 전송되며, 이동국에게 상기 HS-DSCH를 통하여 데이터가 전송되는것을 알려주는 HI에 대한 전송전력제어를 위해, 제어국이 상기 HI정보를 전송하는 셀에다 연관된 DPCH의 HI 필드와 다른 필드와의 전력오프셋값을 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공유제어채널 및 HI의 전력제어방법에 대해 설명한다.
먼저, 공유제어채널(Shared Control Channel)의 전송전력의 제어 방법을 설명한다.
첫째방법으로, SCH(Shared Control Channel)을 항상 셀 경계에 있는 UE(이동국)들이 수신할 수 있는 전력으로 전송하는 것이다.
즉 Shared Control Channel을 통해 전송되는 정보들이 특정 UE에 대한 것임에도 불구하고 항상 언제나 셀 경계에서 수신할 수 있는 전력으로 전송하는 방법이다.
상기에서 셀 경계에 있는 이동국이 수신할 수 있는 전력설정은 제어국(RNC)에서 이동국 또는/및 기지국으로부터의 간섭 및 경로손실등의 정보를 수신하여 제어하여 설정한다.
둘째방법으로, 어떤 1개 Shared Control Channel의 어떤 1 frame (2ms)을 통해 전송되는 정보의 내용은 항상 특정 UE에만 해당되는 정보라는 사실을 이용하는 것으로써, 한 셀에서 복수개의 Shared Control Channel이 전송될 수 있고, 여러 frame에 걸쳐 복수의 사용자들을 위한 HSDPA 제어 정보가 전송될 수 있지만, 한 Shared Control Channel의 어떤 한 frame에 전송되는 HSDPA 제어 정보는 항상 특정한 한 UE만을 위한 정보이다.
즉 공유채널이지만 특정한 시간에서는 전용채널과 같으므로 상기 전송전력을 특정한 이동국의 전용채널의 전력제어로 사용하는 것이다.
따라서 특정 UE를 위한 HSDPA 제어정보를 전송하는 Shared Control Channel의 특정 frame은 해당 UE에 맞게 전력을 조절하는 것이 전력 사용면에서 효율적이다.
도 4는 상기에서 설명한 특정한 프레임을 특정한 이동국을 위한 공유제어채널(SCH)들의 전력설정을 나타낸 것이다.
좀 더 설명하면, Shared Control Channel을 통해 전송되는 특정 UE의 HSDPA 제어정보가 전송되는 한 frame동안의 송신전력은, 해당 UE로 전송되는 Downlink Dedicated Channel의 송신전력에 대한 상대적인 power offset으로 결정된다.
상기의 Downlink Dedicated Channel은 Data Field, TFCI Field, TPC Field, Pilot Field, HI Field로 구성된다.
따라서 Shared Control Channel의 특정 Frame의 전송전력은 이들 field중 하나의 전송전력의 offset으로 결정되는데, 바람직하게는 해당 UE를 위한 DL(Downlink) DPCH의 TFCI field에 대한 power offset값으로 Shared Control Channel의 해당 frame의 송신전력을 결정한다.
도 5는 상기 도 4의 DL DPCH에 대한 Shared Control Channel의 상대적인 전력설정을 보여주는 도면이다.
상기 도 5는 Shared Control Channel의 1개 Frame을 구성하는 3개 slot의 송신전력은, associated(연관된) downlink DPCH의 해당 slot의 송신 전력에 대한 power offset값으로 결정됨을 보여주는 도면이다.
상기 도 5에서 연관된 DOWNLINK DPCH는 UE에서 전송되는 전력제어명령에 따라 한 슬롯마다 전송전력을 바꾼다. 여기에 따라 이와 대응되는 SHARED CONTROL CHANNEL의 슬롯은 DOWNLINK DPCH 전송전력에 대한 POWER OFFSET으로 결정된다.
결과적으로 SHARED CONTROL CHANNEL 전송전력 또한 UE에서 DOWNLINK DPCH의 전력제어를 위해 전송되는 전력제어명령에 따라 제어된다.
도 6은 DPCH의 소프트핸드오버시 SCH 전송을 나타낸 도면이다.
상기 도 6에 관련하여 설명한다.
동일 제어국(RNC) 내의 기지국간 소프트 핸드오버 (Intra RNS, Inter Node B Soft-handover) 시에 무선 접속 네트워크의 구조를 나타낸것으로,핵심망 하부의 UMTS 무선 접속망에 존재하는 제어국(RNC)은 무선망 서브 시스템(RNS)(Radio Network Subsyste) 내에서 각 이동국(UE)에 할당된 전용무선자원(Dedicated Radio Resources)을 관리한다.
이때, 이동국(UE)이 제어국(RNC)내의 한 기지국(Node B1)에서 다른 기지국(Node B2)으로 이동되는 경우, 상기 두 개의 기지국은 상기 이동국으로부터 수신된 신호를 각각 복조하고, 복조된 프레임을 제어국(RNC)으로 보낸다.
그러면, 상기 제어국은 전송 받은 프레임 중에서 최상의 프레임을 선택할 수 있다. 이와 같이, 상기 이동국은 이동 중에 동시에 두 개의 기지국과 통신하여 통화 채널을 지속적으로 유지할 수 있다. 여기서, 상기 제어국 및 상기 기지국들은 상기 무선망 서브 시스템(UMTS 무선 접속망)에 포함된다.
이하 도 6를 설명한다.
도면에서 보는바와 같이, DCH의 Soft Handover시에 Shared Control Channel의 전송을 보여준다.
상기 도면에서 DPCH는 서로 다른 두개의 Cell을 통해 전송되고 있고, Shared Control Channel은 이 중 하나의 cell에서만 전송된다. 이와 같이 관련된 DPCH가 Soft Handover일 경우 Shared Control Channel에 대한 또다른 고려가 필요하다.
따라서, HS-DSCH를 수신하는 UE의 DPCH가 도 6과 같이 Soft Handover 상황일 경우에 관련된 DL DPCH들의 전력제어는 UE에서의 combining을 고려하여 실행된다.
DPCH의 Soft Handover중에서도 Shared Control Channel은 soft handover되지 않으므로 Shared Control Channel의 전력 설정시 이 상황에 대한 고려가 필요하다.
즉 DPCH의 Soft Handover시에 있을 수 있는 Shared Control Channel의 오율 증가를 막기 위해 이 채널의 송신 전력을 적절히 높일 필요가 있다.
이하 상기 SCH에 대한 전력제어방법인 두번째 실시예에 대해 각 경우로 나누어 설명한다.
1. Shared Control Channel의 power offset을 설정할 때 DPCH의 Soft Handover 여부에 따라 서로 다른 power offset값을 사용하여 전송전력을 결정한다.
상기 방식을 위해 RNC는 Iub(제어국과 기지국간의 인터페이스)를 통해 해당 Node B로(도 6에서는 Node B1 임) Soft Handover가 아닐 경우를 위한 power offset 인 POshcch_normal과, Soft Handover를 위한 power offset인 POshcch_sho값을 전달해 주어야 한다.
이후 해당 Node B는 DPCH Soft Handover의 여부에 따라 둘 중 하나의 power offset값을 선택하여 Shared Control Channel의 송신전력을 결정한다.
2. 3GPP WCDMA에서는 Soft Handover시 복수의 cell에서 전송되는 DPCH로 인한 간섭(interference) 발생을 최소화시키기 위해 Site Selection Diversity Transmit (SSDT) 기술을 이용하였다.
상기 SSTD 기술에서 UE는 수신되는 Soft Handover인 active(활성) cell중에서 CPICH(Commom Pilot Channel)의 RSCP(Received Signal Power Code)값이 가장 높은 cell을 주기지국(primary) cell로 선택하고, 나머지 다른 active cell들을 non-primary cell로지정한 후 active cell들에게 primary cell의 ID를 전송한다.
이후 primary cell은 DPCH 데이터를 전송하고, non-primary cell들은 DPCH 데이터 전송을 일시 중지한다. UE는 CPICH RSCP를 주기적으로 측정하여 주기적으로 primary에 해당하는 셀의 SSDT ID를 모든 active 셀들에게 전송한다. 이 때 UE는 primary cell ID를 DPCCH의 FBI (FeedBack Information) field를 통해 전송한다.
상기 방식 2는 SSDT 방식을 활용하여 DPCH Soft Handover의 여부 뿐만 아니라 Shared Control Channel이 전송되는 cell이 primary인지 non-primary인지의 여부까지 고려한다. 이 방식은 DPCH가 SSDT로 동작하는지의 여부는 관계가 없고, 다만 SSDT에서 사용되는 FBI field를 통한 Uplink Signalling만을 이용한다.
상기 방식을 위해 RNC는 Iub를 통해 해당 Node B로 (도 6에서는 Node B1 임) Soft Handover가 아닐 경우를 위한 power offset인 POshcch_normal과, Soft Handover에서 primary cell일 경우를 위한 power offset인 POshcch_primary 그리고 Soft Handover에서 non-primary cell일 경우를 위한 power offset인 POshcch_nonprimary값을 전달해 주어야 한다.
이후 UE가 전송하는 SSDT를 위한 CELL ID 수신결과를 이용하여, 해당 Node B는 DPCH Soft Handover의 여부(즉 아닌경우임)에 따라 그리고 Soft Handover일 때 Primary cell의 여부에 따라 셋 중 하나의 power offset값을 선택하여 Shared Control Channel의 송신전력을 결정한다.
이하 본 발명에서 새롭게 제안하는 HI에 대한 전력제어 방법을 설명한다.
HI bit의 송신 전력을 결정할 때 상기 Shared Control Channel 전력제어 방법인 2와 같이 SSDT 방식을 활용하는 방식을 설명한다.
이 경우 RNC는 HS-DSCH와 관련하여 HI bit을 전송하는 cell에 HI bit 전송전력 정보를 전송해주어야 한다. RNC가 주는 전송전력 정보는 associated DPCH의 HI field와 다른 field와의 상대적인 power offset값에 해당된다.
여기서 다른 field는 연관된 DPCH의 pilot field 또는 TPC field 또는 TFCI field 또는 Data field 중 하나에 해당되며, 바람직하게는 RNC가 HI field와 Data field와의 power offset값을 해당 Node B에 전송한다.
좀 더 구체적으로, RNC는 Iub를 통해 해당 Node B로 Soft Handover가 아닐 경우를 위한 power offset인 POhi_normal과, Soft Handover에서 primary cell일 경우를 위한 power offset인 POhi_primary 그리고 Soft Handover에서 non-primary cell일 경우를 위한 power offset, POhi_nonprimary값을 전달해 주어야 한다.
이후 UE가 전송하는 SSDT를 위한 CELL ID 수신결과를 이용하여, 해당 Node B는 DPCH Soft Handover의 여부에 따라 그리고 Soft Handover일 때 Primary cell의 여부에 따라 셋 중 하나의 power offset값을 선택하여 asscociated DPCH의 HI field 송신전력을 결정한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.
따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
상기한 바와 같이 본 발명은 Shared Control Channel의 전송전력의 제어 방법을 제안것으로, Soft Handover의 여부와 primary 여부에 따라서 적절한 power offset 값을 할당함으로써, Shared Control Channel과 HI의 control information의 복구 성능을 높일 수 있다.

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  13. 고속 하향링크 패킷 억세스를 지원하는 망 노드로 전력 옵셋(PO)값을 제공하는 단계로 구성되고,
    상기 PO값은 제2 공유채널에 관련된 제1 공유채널을 위한 것이며, 상기 제공단계는 무선 접속 인터페이스 프로토콜을 통해 수행되며,
    상기 제1 공유채널은 공유 제어채널이고, 상기 제2 공유채널은 공유 데이터채널이며, 상기 제1 공유채널은 상기 제2 공유채널을 위한 제어채널인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제공단계는
    RNC(radio network controller)에 의해 수행되고, 상기 망 노드는 기지국인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 무선 접속 인터페이스 프로토콜은
    Iub 인터페이스 프로토콜인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 공유 제어채널의 전송전력은
    DL(downlink) DPCH(dedicated physical channel)의 전력 옵셋값에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 공유채널은
    2ms 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  18. 고속 하향링크 패킷 억세스를 지원하는 무선망 제어국으로부터 전력 옵셋(PO)값을 수신하는 단계로 구성되고,
    상기 PO값은 제2 공유채널에 관련된 제1 공유채널을 위한 것이며, 상기 수신 단계는 무선 접속 인터페이스 프로토콜을 통해 수행되며,
    상기 제1 공유채널은 공유 제어채널이고, 상기 제2 공유채널은 공유 데이터채널이며, 상기 제1 공유채널은 상기 제2 공유채널을 위한 제어채널인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 수신된 전력 옵셋값을 이용하여 상기 공유 제어채널의 전송전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 수신단계는
    기지국에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 무선 접속 인터페이스 프로토콜은
    Iub 인터페이스 프로토콜인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 공유 제어채널의 전송전력은
    DL(downlink) DPCH(dedicated physical channel)의 전력 옵셋값에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 제1 공유채널은
    2ms 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어정보 처리방법.
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