CN100593353C - 用于根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器 - Google Patents

用于根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于根据无线通信协议进行工作的方法(700)和基站控制器(120)。在无线通信系统(100)中，基站控制器(120)可以根据与移动站(160)相关的信息来检测移动站能够根据第二通信协议进行工作。响应于检测到表示系统性能可能得到改善的系统(100)的至少一个条件，基站控制器(120)可以将切换消息从第一基站(140)发送至移动站(160)。所述切换消息可通知移动站(160)根据第二通信协议进行工作。

Description

用于根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及一种用于根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器。
背景技术
无线通信系统是一种复杂的系统和网元网络。典型的系统和网元包括(1)到移动站的无线链路(例如用来访问无线通信系统的蜂窝电话或用户设备)，通常由至少一个且典型为若干个的基站提供，(2)基站之间的通信链路，(3)控制器，典型为一个或多个基站控制器或集中基站控制器(BSC/CBSC)，用于控制基站之间的通信以及管理基站的工作和交互，(4)交换系统，典型地包括移动交换中心(MSC)，用于执行系统内的呼叫处理，以及(5)到陆线的链路，即公共交换电话网(PSTN)或综合业务数字网(ISDN)。
典型地包括一个或多个基站控制器和多个基站的基站子系统(BSS)或无线接入网(RAN)提供所有与无线相关的功能。基站控制器提供所有控制功能以及交换系统和基站之间的物理链接。基站控制器也是高容量交换机，其提供诸如切换、小区配置和控制基站内的射频(RF)功率电平等功能。
基站处理与移动站的无线接口。基站包括用于服务系统中的每个通信小区所需的无线设备(收发机、天线、放大器等)。基站组由基站控制器控制。因此，基站控制器结合作为基站子系统的一部分的基站进行工作，为移动站提供实时的语音、数据和多媒体服务(例如呼叫)。
当在初始小区中发起呼叫之后，移动站可以继续扫描相邻小区，以确定来自另一小区的信号是否可与初始小区中的信号相比。当确定来自另一小区的信号可与初始小区中的信号相比时，交换系统(例如MSC)向移动站表示该呼叫已进入了新小区的覆盖范围且可以进行切换。移动站发送控制消息至MSC，表明新小区站点(cell site)现在信号强且确认该新小区。MSC通过建立新小区与移动站的链接同时保持旧链接来进行切换。当移动站位于两个小区之间的过渡区时，通过与两个小区都进行通信来支持该呼叫；从而消除了乒乓效应(即在两个小区之间来回交付该呼叫的重复请求)。初始小区站点只在移动站在新小区内稳固地建立呼叫的时候停止处理该呼叫。
小区可以根据各种无线通信标准进行工作。例如，初始小区可以根据码分多址(CDMA)2000-1X标准进行工作而新小区可以根据CDMA 2000-1X标准或CDMA 1X-EV/DV标准进行工作。CDMA2000-1X标准提供了144千比特每秒(kbps)的无线数据分组服务，而CDMA 1X-EV/DV标准可以在现有的CDMA 2000网络上、在单一射频载波上提供数据速率高达3.07兆比特每秒(Mbps)的实时语音、数据和多媒体服务。由于CDMA 1X-EV/DV所提供的增强数据速率，用户可以用移动站(例如蜂窝电话)通过无线通信链接浏览因特网，收发电子邮件或发送/接收大数据文件或图像。此外，CDMA 1X-EV/DV可以向后兼容其它诸如IS-95A和IS-95B元件的CDMA元件。因此，预期在一切可能时使用CDMA 1X-EV/DV标准。
设计无线通信系统的一个方面是优化无线通信系统可用的资源。例如，当CDMA 1X-EV/DV可获得时，移动站应当根据CDMA 1X-EV/DV标准进行工作，因为CDMA 1X-EV/DV标准提供比CDMA 1X标准高的数据速率和比它大的数据容量。因此，需要优化根据CDMA1X-EV/DV标准进行工作的通信资源。
附图说明
对本公开的描述以若干个实施例的形式进行，以示出本发明的广泛的教导。对附图也给出参考。
图1是示出了无线通信系统的框图。
图2是示出了切换的框图。
图3是示出了基站控制器的框图。
图4是示出了从第一无线通信协议切换至第二无线通信协议的流程图。
图5是示出了沃尔什码的码谱(code spectrum)的视图。
图6是示出了用于根据无线通信协议进行工作的方法的流程图。
具体实施方式
下面对根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器进行描述。在无线通信系统中，移动站可以在由第一基站服务的第一小区中发起呼叫，然后移动到由第二基站服务的第二小区中。呼叫可以是(但不限于)语音呼叫、数据呼叫和多媒体呼叫。第一基站可以根据第一通信协议进行工作而第二基站可以根据第二通信协议进行工作。但是，第二基站也可以根据第一通信协议进行工作。例如，第一基站可以根据码分多址(CDMA)2000 1X通信协议进行工作，且第二基站可以根据CDMA 2000 1X通信协议或CDMA 1X-EV/DV通信协议进行工作。基站控制器可以根据与移动站相关的信息来确定该移动站是否是根据第二通信协议进行工作。例如，基站控制器可以根据与该移动站相关的设备识别符来检测该移动站是根据第二通信协议进行工作。具体地说，设备识别符可以存储在归属位置寄存器(HLR)、状态消息或与服务协商(例如移动站与第二基站之间的服务协商)相关的消息内。如果基站控制器检测到该移动站可以根据第二通信协议进行工作，则基站控制器可以检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件。即，基站控制器可以检测表示可用的通信资源可能增多的无线通信系统的一个条件。例如，响应于移动站根据第二通信协议进行工作，可能存在更多的沃尔什码。基站控制器也可以检测表示干扰可能减少的无线通信系统的一个条件。具体地说，提供给移动站的总前向功率(forwardpower)可以通过移动站根据第二通信协议进行工作而降低。此外，基站控制器可以检测表示数据吞吐量(即服务质量)可能增大的移动站的一个条件。在检测到表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件时，基站控制器可以将通知消息经由通信信道从第一基站发送至移动站。具体地说，通知消息可以通知移动站根据第二通信协议进行工作。例如，基站控制器可以将切换消息经由前向专用控制信道(F-DCCH)从第一基站发送至移动站。结果，移动站和第二基站可以根据第二通信协议进行工作，从而改善系统性能。
对根据本发明的通信系统的描述是以若干个优选实施例的形式进行的，特别是以根据若干个标准中的至少一个标准进行工作的无线通信系统的形式进行的。这些标准包括模拟、数字或双模通信系统协议，例如(但不限于)高级移动电话系统(AMPS)、窄带高级移动电话系统(NAMPS)、全球移动通信系统(GSM)、IS-55时分多址(TDMA)数字蜂窝、IS-55码分多址(CDMA)数字蜂窝、CDMA 2000、个人通信系统(PCS)、3G、通用移动电信系统(UMTS)和这些协议的变型和演进。如图1所示，无线通信系统100包括核心网络(CN)110和服务整个服务区130的一般示出为120和125的多个基站控制器(BSC)。如对于这种系统已公知，每个BSC 120和125具有相关的多个基站(BS)，这些基站一般示出为140、142、144和146，服务整个服务区130内的一般示出为150、152、154和156的通信小区。BSC 120和125以及基站140、142、144和146根据用于向移动站(MS)提供无线通信服务的可用标准进行指定和工作，其中移动站一般示出为160、162、164和166，在通信小区150、152、154和156内工作，并且这些网元都可从美国伊利诺斯州绍姆堡的摩托罗拉公司购得。
参考图2，通信网络110一般包括交换系统，典型地为一个或多个网络子系统(NSS)210，执行无线通信系统100内的呼叫处理。网络子系统210一般包括归属位置寄存器(HLR)212和移动交换中心(MSC)214。HLR 214是诸如用户名称和地址、分配的电话号、签约的服务(例如语音邮件、主叫方ID、呼叫等待)、用户设备的系列号(例如移动站的系列号)等的用户资料的数据库。MSC 212是一般示出为220和230的典型地为一个或多个基站子系统(BSS)与诸如公共交换电话网络(PSTN)和综合业务数字网络(ISDN)的其它通信网络240之间的接口。每个基站子系统230和240具有相关的基站控制器和多个基站。例如，基站子系统230可以包括基站控制器120与基站142和144，基站子系统240可以包括基站控制器125与基站144和146。
在一个小区内的移动站发起呼叫之后，移动站可以远离该小区移动。如图2所示，例如，移动站160可以在第一通信小区150中发起呼叫，然后移动到第二通信小区152。当移动站160从一个小区移动向另一个小区时，可以发生切换，以将正在进行的呼叫的覆盖责任(coverage responsibility)从一个基站切换到另一个基站。因此，当移动站160从第一小区150移动向第二小区152时，BSC 120可以将覆盖责任从第一基站140切换到第二基站142。具体地说，第一基站140可能根据第一无线通信协议进行工作，且第二基站142可以根据第二无线通信协议进行工作。例如，第一通信协议可以是(但不限于)CDMA2000 1X通信协议(在下文中称为“1X协议”)，而第二通信协议可以是(但不限于)CDMA 1X EV/DV通信协议(在下文中称为“EV/DV协议”)。如果移动站160不是根据EV/DV协议进行工作，则第二基站142也可以根据1X协议进行工作。虽然在此所公开的具体实施例特别适合于使用1X协议和EV/DV协议，但是，本领域技术人员应当理解，在此的教导不是对这些通信协议的限制。相反，本领域技术人员应当理解，在此的教导可以采样其它通信协议。
参考图3，示出了用于从第一无线通信协议切换到第二无线通信协议的基站控制器(例如图2所示的BSC 120)。基站控制器120一般包括处理器350和存储器360。处理器350可操作地连接至存储器360，存储器360存储用于处理器350的程序或操作指令集。处理器350执行该程序或操作指令集，使得基站控制器120如下面所述的进行工作。程序或操作指令集可以体现在计算机可读介质中，计算机可读介质例如为(但不限于)纸件、可编程门阵列、专用集成电路(ASIC)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁介质和光介质。
如图4所示，用于从第一无线通信协议切换到第二无线通信协议的基本流程400可以从移动站160在第一小区150中发起呼叫开始(即框405)，其中第一小区150由如上所述的根据第一通信协议进行工作的第一基站140服务，基本流程400可以应用于如图2和3所示的基站控制器120。该呼叫可以是(但不限于)语音呼叫、数据呼叫和多媒体呼叫(即基于因特网协议的语音(VoIP)呼叫)。然后，移动站160可以移动到由第二基站142服务的第二小区152，第二基站142可以根据第一通信协议或第二通信协议进行工作。如上所提到，第一基站140可以根据1X协议进行工作，而第二基站142可以根据1X协议或EV/DV协议进行工作。在发起呼叫之后，移动站160可以移动到由第二基站142服务的第二小区152。即，框410中的第一基站140可以将正在进行的呼叫的覆盖责任切换到第二基站142。因此，框415中的基站控制器120确定移动站160是否是根据EV/DV协议进行工作。例如，基站控制器120可以根据诸如(但不限于)与移动站160相关的电子系列号(ESN)的设备识别符来确定移动站160根据EV/DV协议进行工作。本领域技术人员应当理解ESN可以是由制造商分配给蜂窝电话的唯一号码。基站控制器120可以从HLR 214检索与移动站160相关的ESN(即ESN可以存储在HLR 214中)。在另一示例中，基站控制器120可以通过与基站142与移动站160之间的服务协议相关的消息来确定移动站160根据EV/DV协议进行工作。另一示例可以是来自移动站160的状态消息，其表示移动站160根据EV/DV协议进行工作。
如果基站控制器120检测到移动站160未根据EV/DV协议进行工作，则移动站160和基站142可以继续根据1X协议进行工作，如框420。但是，如果移动站160根据EV/DV协议进行工作，则基站控制器120可以通过从1X协议切换至EV/DV协议来确定无线通信系统100的性能是否得到改善。为了将根据1X协议的工作切换至EV/DV协议，框430中的基站控制器120可以确定数据吞吐量是否有可能增大，即移动站160的服务质量是否提高。例如，基站控制器120可以确定数据速率是否得到维持或者增大，端到端延迟量是否可以降低和/或传输时间量是否可以降低。如果基站控制器120不能检测到数据吞吐量可能增大，则移动站160和第二基站142可以继续根据1X协议进行工作，如框420。否则，基站控制器120可以进行到框435，其中基站控制器120可以监视表示可用的通信资源可能增多的无线通信系统100的一个条件，即移动站160使用较少的沃尔什码，如下面所详细描述。如果基站控制器120不能检测到可用的通信资源可能增多，则移动站160和第二基站142可以继续根据1X协议进行工作，如框420。但是，响应于基站控制器120在框435中检测到通信资源可能增多，流程400可以进行到框440。在框440中，基站控制器120可以检测接口可能减少，即移动站160所消耗的总前向功率可以降低。否则，在框420的移动站160可以继续根据1X协议进行工作。
在前向链路上(即从基站到移动站)，1X协议和1X-EV/DV协议使用沃尔什码来分开同一信道上的多个用户。两个CDMA协议共享沃尔什码的一个码谱来区分信道。具体地说，码谱包括32个用于数据分组的沃尔什码和128个用于数据和/或语音分组的沃尔什码。结果，码谱可能需要在两个CDMA协议之间划分。
为了在1X协议和EV/DV协议之间划分沃尔什码，如图5所示的沃尔什码树500可以用于分配根据1X协议(1X)进行工作的呼叫所使用的多个沃尔什码和根据EV/DV协议(EV/DV)进行工作的呼叫所使用的多个沃尔什码。具体地说，沃尔什码树500一般包括第一等级510、第二等级520和第三等级530。第一等级510可以包括4个沃尔什码，即沃尔什码W0至W3。第二等级520可以包括32个沃尔什码，即沃尔什码W0至W31。第三等级530可以包括128个沃尔什码，即沃尔什码W0至W127。为了优化1X协议和EV/DV协议所使用的沃尔什码，在与较高等级相关的沃尔什码的另一分支可用之前，与较低等级相关的沃尔什码的分支可能需要被完全利用。即，第二等级520相对于第一等级510是较低等级但是相对于第三等级是较高等级，而第三等级相对于第一和第二等级510和520是较低等级。因此，例如在从第二等级520的沃尔什码W0/32生出的第三等级530上的沃尔什码(即W8/128至W15/128)可用之前，从第二等级520的沃尔什码W0/32生出的第三等级530的沃尔什码(即W0/128至W7/128)必须被使用。在另一示例中，在从沃尔什码W1/4生出的第二和第三等级520和530的沃尔什码可用之前，从第一等级510的沃尔什码W0/4生出的第二和第三等级520和530的沃尔什码(即W0/32至W7/32和W0/128至W30/128)必须被使用。根据基站控制器120是否检测到表示系统性能可能得到改善的无线通信系统100的至少一个条件，分配给根据EV/DV协议进行工作的呼叫的沃尔什码的门限(即EV/DV门限(Th))可以增大或减小，如下面的详细描述。
因此，返回图4，框445中的基站控制器120确定第二基站142的根据EV/DV协议进行工作的呼叫(即EV/DV呼叫(Ev))的数据是否少于EV/DV门限(Th)。如果根据EV/DV协议进行工作的呼叫所使用的沃尔什码的数目大于或等于EV/DV门限(即Ev＞＝Th)，则移动站160和基站142可以继续根据1X协议进行工作，如框420，且基站控制器120在框450中可以降低EV/DV门限(Th)，以分配更多的通信资源给1X协议。具体地说，在框450中的精细门限计数器可以降低EV/DV门限(Th)。例如，精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)降低1，其接着在框480中除以衰减因子，例如16。为了示出这个概念，EV/DV门限(Th)可以是49个沃尔什码。因此，在框450中的精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)递减1，得到降低的数目48。在框480中，降低的数目48可以除以衰减因子16。由于降低的数目48除以衰减因子16得到框485中的整数(即整数3)，在框490中的EV/DV门限(Th)可以移位到沃尔什码树500上的右边，以降低EV/DV协议可用的沃尔什码的可用数目。结果，可以有更多的通信资源(即沃尔什码)可以被分配给1X协议，即1X也可以移位到右边。另一方面，如果精细门限计数器将EV/DV门限(Th)降低1且降低的数目(即Th-1)不能除以衰减因子而得到整数，则EV/DV门限(Th)可以不降低。从上述的示例继续，EV/DV门限(Th)现在为48，且精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)递减1，得到降低的数目47。在此，降低的数目47不能除以衰减因子16而得到整数商。因此，EV/DV门限(Th)可以不移位到右边，从而降低EV/DV协议可用的沃尔什码的数目，直到降低的数目可以除以衰减因子而得到整数商(例如降低的数目32)。
返回框445，如果基站控制器120确定根据EV/DV协议进行工作的呼叫所使用的沃尔什码的数目少于EV/DV门限(即Ev＜Th)，则在框460中，基站控制器120(例如通过第一基站140)可以将通知消息发送至移动站160。例如，基站控制器120可以通过前向专用控制信道(F-DCCH)将切换消息从第一基站发送至移动站。切换消息可以通知移动站160根据EV/DV协议进行工作，如框465所示。因此，第一基站140可以将覆盖责任切换到第二基站142，使得第二基站142可以根据EV/DV协议提供通信服务给移动站160。此外，基站控制器120可以在框470中通过精细门限计数器来增大EV/DV门限(Th)，以分配更多通信资源给EV/DV协议。具体地说，精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)递增1，得到增大的数目。例如，EV/DV门限(Th)可以是71个沃尔什码，因此，精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)递增1，得到增大的数目72。在框480中，增大的数目72可以除以衰减因子16。因为增大的数目72可以整除16，所以EV/DV门限(Th)可以移位到沃尔什码树500的左边，以分配更多的通信资源给EV/DV协议。另一方面，如果精细门限计数器可以将EV/DV门限(Th)增大1，但是增大的数目(即Th+1)不能除以衰减因子而得到整数，则EV/DV门限(Th)可以不增大。从上述的示例继续，EV/DV门限(Th)现在为72，且精确门限计数器可以将EV/DV门限(Th)增大1，得到增大的数目73。由于增大的数目73不能除以衰减因子16而得到整数商，所以EV/DV门限(Th)可以不移位到左边，从而增大EV/DV协议可用的沃尔什码的数目。直到有足够的呼叫根据EV/DV协议进行工作，才有更多的沃尔什码分配给EV/DV协议(即EV/DV门限(Th)可以不增大)。因此，有更多的通信资源可用于1X协议。
图3示出了基站控制器120可执行(例如通过处理器350)的计算机程序的一个可能的实现。本领域技术人员应当理解计算机程序可以以任何不同的途径实现，使用存储在任何计算机可读介质上的任何不同的编程码，计算机可读介质例如为易失性或非易失性存储器或其它大容量存储设备(例如软盘、光盘(CD)和数字通用盘(DVD))。因此，虽然图6中示出为特定的步骤顺序，但是本领域技术人员应当理解这些步骤可以以其它时间顺序执行。此外，流程图600只是作为将基站控制器120编程为用于将基站和移动站从根据一个无线通信协议进行工作切换为另一无线通信协议的一种途径的示例。流程图600从步骤610开始，其中基站控制器可以根据与移动站相关的信息来确定该移动站是否根据第二通信协议进行工作。在检测到移动站根据第二通信协议进行工作时，在步骤620中的基站控制器可以监视表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件。例如，基站控制器可以检测表示诸如(但不限于)可用的通信资源可能增加、数据吞吐量可能增加和干扰可能减少的无线通信系统的一个条件。在检测到表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件时，在步骤630中的基站控制器可以通过通信信道将切换消息从第一基站发送至移动站。具体地说，这个切换消息通知移动站根据第二通信协议进行工作。
虽然上面的讨论大部分着重于描述根据1X协议或EV/DV协议进行通信，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以使用根据其它通信协议进行工作的移动站。
可以对在此所描述的实施例进行多种改变和修改。一些改变的范围如上所述。其它改变的范围从所附的权利要求中得到。

Claims (9)

1.一种用于在无线通信系统中操作呼叫的方法，其中多个基站包括根据第一通信协议进行工作的第一基站和根据第二通信协议进行工作的第二基站，并且其中移动站根据第一通信协议进行工作，所述的方法包括：
根据与移动站相关的信息来检测移动站能够根据第二通信协议进行工作；
检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件；以及
通过通信信道将通知消息从第一基站发送至移动站，所述通知消息通知移动站根据第二通信协议进行工作。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据与移动站相关的信息来检测移动站能够根据第二通信协议进行工作的步骤包括：根据与移动站相关的设备识别符来检测移动站能够根据第二通信协议进行工作，所述设备识别符存储在归属位置寄存器(HLR)、状态消息或与服务协商相关的消息中。
3.如权利要求1所述的方法，其中检测移动站能够根据第二通信协议进行工作的步骤包括：在移动站与第二基站之间的服务协商期间，检测移动站能够根据第二通信协议进行工作。
4.如权利要求1所述的方法，其中检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使服务可能得到改善的无线通信系统的一个条件的步骤包括：检测表示可用通信资源可能增多的无线通信系统的一个条件。
5.如权利要求1所述的方法，其中检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使服务可能得到改善的无线通信系统的一个条件的步骤包括：检测表示干扰可能降低的无线通信系统的一个条件。
6.如权利要求1所述的方法，其中检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使服务可能得到改善的无线通信系统的一个条件的步骤包括：检测表示数据吞吐量可能增大的无线通信系统的一个条件。
7.如权利要求1所述的方法，其中将通知消息从第一基站发送至移动站的步骤包括：通过前向专用控制信道(F-DCCH)将切换消息从第一基站发送至移动站。
8.一种用于在无线通信系统中将CDMA 2000 1X通信协议切换至根据CDMA 1X-EV/DV通信协议进行工作的方法，其中多个基站包括根据码分多址(CDMA)2000 1X通信协议进行工作的第一基站和根据CDMA 1X-EV/DV通信协议进行工作的第二基站，并且其中移动站发起根据CDMA 2000 1X通信协议进行工作的呼叫，所述的方法包括：
根据与移动站相关的信息来检测移动站能够根据CDMA1X-EV/DV通信协议进行工作；
检测表示可用通信资源可能增多的无线通信系统的条件；
检测表示数据吞吐量可能增大的移动站的条件；
检测表示移动站所消耗的前向总功率可能降低的移动站的条件；
通过通信信道将切换消息从第一基站发送至移动站，所述切换消息通知移动站根据CDMA 1X-EV/DV通信协议进行工作；以及
作为对移动站根据CDMA 1X-EV/DV通信协议进行工作的响应，与第一基站和第二基站相关联的基站控制器调节门限，所述的门限与CDMA 1X-EV/DV通信协议可用的通信资源的数目相关。
9.一种用于在无线通信系统中操作呼叫的装置，其中多个基站包括根据第一通信协议进行工作的第一基站和根据第二通信协议进行工作的第二基站，并且其中移动站根据第一通信协议进行工作，所述的装置包括：
用于根据与移动站相关的信息来检测移动站能够根据第二通信协议进行工作的装置；
用于检测表示通过根据第二通信协议进行工作而使系统性能可能得到改善的无线通信系统的至少一个条件的装置；以及
用于通过通信信道将通知消息从第一基站发送至移动站的装置，所述通知消息通知移动站根据第二通信协议进行工作。
CN03818467A 2002-08-01 2003-08-01 用于根据无线通信协议进行工作的方法和基站控制器 Expired - Lifetime CN100593353C (zh)

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