CN101272364A - 基于mu-mimo的预编码指示方法及装置、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MU－MIMO方式的预编码指示方法及装置、预编码控制方法，在基于MU－MIMO方式的预编码指示方法中，基站向目标用户设备发送预编码指示信息，其中，预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，预编码矩阵索引确认信息用于表示基站是否采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息用于表示目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引。本发明提高了系统性能。

Description

基于MU-MIMO的预编码指示方法及装置、控制方法

技术领域

本发明涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO)无线移动通信系统，特别地，涉及MIMO无线移动通信系统中基于多用户MIMO(MU-MIMO)方式的预编码指示方法及装置、预编码控制方法。

背景技术

正交频分复用技术(OFDM)是第四代移动通信中的核心技术之一，其本质上是一种多载波调制通信技术。在频域上，OFDM的多径信道呈现出频率选择性衰落特性，为了克服这种衰落，将信道在频域上划分成多个子信道，每个子信道的频谱特性都近似平坦，并且OFDM各个子信道相互正交，因此允许子信道的频谱相互重叠，从而可以很大限度地利用频谱资源。

MIMO(Multi-Input Multi-Output，多输入多输出)技术可以增大系统容量、提高传输性能，并且能够很好地与其它物理层技术融合，因此成为B3G和4G移动通信系统的关键技术。但是，在信道相关性强时，由多径信道带来的分集增益和复用增益大大降低，造成MIMO系统性能的大幅下降。近年来，提出了一种新的MIMO预编码方法，该方法是一种高效的MIMO复用方式，其通过收/发端的预编码处理将MIMO信道划成多个独立的虚拟信道。因为有效消除了信道相关性的影响，所以预编码技术保证了MIMO系统在各种环境下的稳定性能。

长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统是第三代伙伴组织的重要计划。预编码技术在LTE中是通过如下方式实现的：在用户设备(User Equipment，简称为UE)和基站(eNodeB)设置码本(预编码矩阵的集合)，UE根据一定的准则(例如，吞吐量最大化或者最接近信道矩阵的右奇异矩阵)从码本中选择最佳预编码矩阵，并将预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index，简称为PMI)反馈给eNodeB，eNodeB根据接收的PMI在码本中寻找对应的预编码矩阵，在下行发射中应用此预编码矩阵进行预编码传输。

在MIMO技术中，SU-MIMO是指一个用户占用独立的时频资源，MU-MIMO是指多个用户占用相同的时频资源。在SU-MIMO中，存在以下情况：UE上行发送的索引号与eNodeB接收的索引号不同，使得eNodeB发射使用的预编码矩阵在UE端不能被正确解码，从而导致出错；或者由于eNodeB采用其他策略进行传输而不采用UE反馈的PMI，即，eNodeB另外选择了预编码矩阵，从而导致出错的情况。

另外，在现在LTE标准架构下的MU-MIMO中，为了提高系统的性能，多个用户同时调度时，如果能够使其中的一个UE获得其它共同调度UE的干扰预编码矩阵信息，即获得其他调度用户所采用的预编码矢量无疑理想的。

发明内容

考虑到相关技术中存在的在多个用户同时调度时，需要使其中的一个UE获得其它共同调度UE的干扰预编码矩阵信息的问题而提出本发明。为此，本发明旨在提供一种基于MU-MIMO方式的预编码指示方法及装置、预编码控制方法，用以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于多用户多入多出方式的预编码指示方法，该方法使用下行控制信息格式1。

根据本发明实施例的基于多用户多入多出方式的预编码指示方法中，基站向目标用户设备发送预编码指示信息，其中，预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，预编码矩阵索引确认信息用于表示基站是否采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息用于表示目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引。

优选地，当预编码矩阵索引确认信息表示基站采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引时，预编码矩阵索引信息表示与目标用户设备同时调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；当预编码矩阵索引确认信息表示基站没有采用目标用户设备反馈的预编码矩阵索引时，预编码矩阵索引信息表示基站为目标用户设备重新分配的预编码矩阵索引。

优选地，预编码指示信息占用4比特，其中，预编码矩阵索引确认信息占用1比特，预编码矩阵索引信息占用3比特。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于多用户多入多出方式的预编码控制方法，该方法使用下行控制信息格式1。

根据本发明实施例的基于多用户多入多出方式的预编码控制方法中，基站接收目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，并决定是否采用目标用户设备反馈的预编码矩阵索引进行下行传输；基站根据所做的决定设置预编码指示信息，其中，预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，预编码矩阵索引确认信息用于表示基站是否采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息用于表示目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；基站将设置的预编码指示信息发送到目标用户设备。

根据本发明另一方面，提供了一种基于多用户多入多出方式的预编码信息指示装置，该装置位于基站。

根据本发明实施例的基于多用户多入多出方式的预编码信息指示装置包括：判决模块，用于判决基站是否采用目标用户设备反馈的预编码矩阵索引；第一设置模块，用于根据判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引确认信息，其中，预编码矩阵索引确认信息用于表示基站是否采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引；第二设置模块，用于根据判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引信息，其中，预编码矩阵索引信息用于表示目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；发送模块，用于将第一设置模块设置的预编码矩阵索引确认信息和第二设置模块设置的预编码矩阵索引信息发送到目标用户设备。

通过本发明的上述至少一个技术方案，在MU-MIMO系统中，通过告知UE其自身所采用的预编码矢量和/或与其同时调度的其他UE所采用的预编码矢量，可以提高系统性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例的预编码指示方法中的预编码指示信息的示意图；

图2是根据本发明实施例的预编码控制方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的预编码控制方法的详细处理流程图；

图4是根据本发明实施例的预编码指示装置的结构框图。

具体实施方式

当前，LTE对于闭环的单秩发射，多数公司同意在DCI(下行控制信息)format 1A基础上增加一种format 1B格式，但format 1B是局限于连续资源分配的，由于下行MU-MIMO既支持连续资源分配，也支持离散资源分配，因此，本发明实施例提供的技术方案考虑在format 1基础上加入对于MU-MIMO下行预编码控制的信息，format 1(下行控制信息格式1)定义为DL-SCH(下行共享信道)的SIMO(Single Input Multi-Output，单输入多输出)操作分配格式。

针对LTE标准，本发明实施例提供了一种针对包含两用户调度的信令设计方案，在DCI format 1的基础上，保持format 1中信令内容不变，增加表示预编码信息的信令比特，来告知目标UE其所采用的预编码矢量以及与它同时调度的其它UE所采用的预编码矢量，从而在一定程度上达到提升系统性能的目的。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

根据本发明实施例，首先提供了一种基于MU-MIMO方式的预编码指示方法。

在根据本发明实施例的预编码指示方法中，eNode B向目标UE发送预编码指示信息，其中，预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，预编码矩阵索引确认信息用于表示eNode B是否采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息用于表示目标UE使用的预编码矩阵索引或与目标UE共同调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引。

可以看出，在本发明实施例中，以DCI format为基础，保持DCI format 1内容不变，通过增加表示预编码信息的信令比特，来指示基站在下行发射中是否采用UE反馈的预编码矢量、以及基站分配给该UE的预编码矩阵或MU-MIMO共同调度的UE的干扰预编码矢量。

在本发明实施例中，优选地，可以使用4bit来表示上述的预编码指示信息。

容易理解，对于上述的预编码矩阵索引确认信息，可以使用1bit来实现。表1给出了预编码矩阵索引确认信息的一种实现方式：

表1

状态

表示信息

0	采用UE反馈的预编码矩阵索引
		1	不采用UE反馈的预编码矩阵索引

而对于上述的预编码矩阵索引信息而言，对于MU-MIMO，目前LTE的工作假设为：采用SU-MIMO rank1的全部或部分码本作为MU-MIMO的码本。LTE eNodeB 2天线发射秩1码本数量为6个，eNodeB 4天线发射秩1码本数量为16个，如果MU使用部分SU-MIMO的秩1码本，例如，一半的4天线预编码矩阵数为8个，这样，可以使用3位长度表示预编码矩阵索引信息，即，使用3bit表示目标UE的预编码矩阵索引或其他UE的干扰预编码矩阵索引。表2给出了预编码矩阵索引信息的一种具体实现方式：

表2

状态	表示信息
		000	PMI 1
001	PMI 2
		010	PMI 3
011	PMI 4
		100	PMI 5
101	PMI 6
		110	PMI 7
111	PMI 8

如表2所示，表中的8种状态可以表示eNodeB两天线或四天线发射时传送给目标UE的预编码矩阵索引或干扰预编码矩阵索引。对于eNodeB两天线或四天线信息可以通过下行的广播信道通知UE，这样，UE即可以确定从两天线或四天线码本中选择对应预编码矩阵。

具体地，上述方案可以通过如下两个方面来理解。

(一)当预编码矩阵索引确认信息表示eNodeB采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引时，预编码矩阵索引信息表示与目标UE同时调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引；

在这种情况下，为目标UE传送共同调度的另一UE的干扰预编码矩阵索引可以带来MU-MIMO的系统增益。

(二)当预编码矩阵索引确认信息表示eNodeB没有采用目标UE反馈的预编码矩阵索引时，预编码矩阵索引信息表示eNodeB为目标UE重新分配的预编码矩阵索引。也就是说，当eNodeB通过检测机制检测到UE上报的预编码矩阵出现错误，或eNodeB由于其它原因需要为UE重选预编码矩阵时，仍通过预编码矩阵索引确认信息通知目标UE不采用其上报的预编码矩阵索引，并且同时在预编码矩阵索引信息中传送eNodeB为目标UE指定的预编码矩阵索引给目标UE；

在这种情况下，不将MU-MIMO共同调度UE的干扰矢量(即，干扰预编码矩阵索引)传送给UE，而是使用一些检测算法来消除多用户之间干扰，可以增加了eNodeB调度的灵活度。

结合上面给出的表1和表2，当表1状态位的值为“0”时，表示基站采用目标UE反馈的预编码矩阵索引；当值为“1”时，表示基站重新为该目标UE选择预编码矩阵索引，相应地，当表1的状态位为“0”时，可利用信令表示的剩余3个位表示由基站发送给目标UE的共同调度UE的干扰预编码矩阵索引，当表1的状态位为“1”时，用剩余3个位表示基站发送给目标UE的预编码矩阵索引。

图1给出了预编码指示信息的一个实例。如图1所示，此时，图1中的bit 101的1bit信息为0，表示采用UE报告的预编码矩阵索引，同时，bit 102的3比特为011，表示传送给目标UE的同时调度的UE的干扰预编码矩阵索引为PMI 4。

另外需要说明的是，如上文中提到的，本发明实施例支持多用户调度用户数为两个的情况，当eNodeB采用UE上报的预编码矩阵索引时，支持频率选择性预编码工作方式；当eNodeB不采用UE上报的预编码矩阵索引时，此信令方案支持非频率选择性的MU-MIMO预编码工作方式。

根据本发明实施例，还提供了另一种基于MU-MIMO方式的预编码指示方法，该方法专用于eNodeB采用目标UE上报的预编码矩阵索引的情况，也就是说，图1中的第1bit为0的情况。

在该方法中，eNodeB向目标UE发送预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，其中，预编码矩阵索引确认信息占用1比特，用于表示eNodeB采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息占用3比特，用于表示与目标UE共同调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引。这里的预编码矩阵索引信息也可以参照以上的表2来理解，在此不再进行重复描述。

根据本发明实施例，还提供了一种基于MU-MIMO方式的预编码控制方法，图2是该方法的流程图。

如图2所示，包括以下处理：

步骤S202，eNodeB接收目标UE反馈的预编码矩阵索引，并决定是否采用目标UE反馈的预编码矩阵索引进行下行传输；

步骤S204，eNodeB根据所做的决定设置预编码指示信息，其中，预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，预编码矩阵索引确认信息用于表示eNodeB是否采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引，预编码矩阵索引信息用于表示目标UE使用的预编码矩阵索引或与目标UE共同调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引；

步骤S206，eNodeB将设置的预编码指示信息发送到目标UE。

与上文给出的实施例类似，在步骤S204中，当eNodeB采用了UE上报的预编码矩阵索引信息时，eNodeB通过预编码矩阵索引确认信息通知目标UE，同时在预编码矩阵索引信息中传送同时调度用户的干扰预编码矢量索引给目标UE；

当eNodeB通过检测机制检测到UE上报的预编码矩阵出现错误，或eNodeB由于其它原因需要为UE重选预编码矩阵时，仍通过预编码矩阵索引确认信息通知目标UE不采用其上报的预编码矩阵索引；同时在预编码矩阵索引信息中传送eNodeB为目标UE指定的预编码矩阵索引给目标UE，这种场景下，不将，MU-MIMO共同调度UE的干扰矢量传送给UE，而是使用一些检测算法来消除多用户之间干扰，这样，增加了eNodeB调度的灵活度。

上述实施例的具体实现过程可以参照图3来理解。如图3所示，根据本发明实施例的预编码控制方法的详细处理流程如下：

步骤S302，UE根据一定的准则选择最佳预编码矢量

步骤S304，UE将选择的最佳预编码矢量的PMI通过上行信道反馈给eNodeB；

步骤S306，eNodeB根据多用户MIMO调度传输方式决定下行传输时是否采用UE报告的PMI；如果采用此UE反馈的PMI，则执行步骤S308；若不采用此UE报告的PMI进行传输，则执行步骤S310；

步骤S308，将图1中的bit 101的1位信息设置为0；将bit 102的3bit设置为用于表示与该UE共同调的其他UE的干扰预编码矩阵索引；

步骤S310，将图1中的bit 101的1位信息设置为1；将bit 102的3bit设置为用于表示eNode B为该UE重新选择的预编码矩阵索引；

步骤S312，eNodeB将bit 101、102中的具体信息发送给UE。

装置实施例

根据本发明实施例，还供了一种基于MU-MIMO方式的预编码指示装置，图4是该装置的结构框图。

如图4所示，根据本发明实施例的预编码指示装置包括判决模块10、第一设置模块20、第二设置模块30、发送模块40。以下分别对上述模块加以描述。

判决模块10用于判决eNode B是否采用目标UE反馈的预编码矩阵索引；

第一设置模块20，连接至判决模块10，用于根据判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引确认信息，其中，预编码矩阵索引确认信息用于表示eNode B是否采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引；

第二设置模块30，连接至判决模块10，用于根据判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引信息，其中，预编码矩阵索引信息用于表示目标UE使用的预编码矩阵索引或与目标UE共同调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引；

发送模块40，连接至第一设置模块20和第二设置模块30，用于将第一设置模块设置的预编码矩阵索引确认信息和第二设置模块设置的预编码矩阵索引信息发送到目标UE。

优选地，第一设置模块设置的预编码矩阵索引确认信息占用1比特，第二设置模块设置的预编码矩阵索引信息占用3比特，发送模块将预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息作为占用4比特的预编码指示信息发送给目标UE。具体的信息结构可以参照表1、表2、图1。

具体地，在判决模块判决eNode B采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引的情况下，第一设置模块用于将预编码矩阵索引确认信息设置为表示eNode B采用了目标UE反馈的预编码矩阵索引，并且第二设置模块用于将预编码矩阵索引信息设置为表示与目标UE同时调度的另一UE使用的干扰预编码矩阵索引；

在判决模块判决eNode B没有采用目标UE反馈的预编码矩阵索引的情况下，第一设置模块用于将预编码矩阵索引确认信息设置为表示eNode B没有采用目标UE反馈的预编码矩阵索引，第二设置模块用于将预编码矩阵索引信息设置为表示eNode B为目标UE重新分配的预编码矩阵索引。

如上所述，借助于本发明的上述至少一个技术方案，通过下行控制信息告知目标UE其所采用的预编码矢量和/或与它同时调度的其它UE所采用的预编码矢量，可以带来MU-MIMO系统增益，提高系统性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多用户多入多出方式的预编码指示方法，使用下行控制信息格式1，其特征在于，所述方法包括：

基站向目标用户设备发送预编码指示信息，其中，所述预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，所述预编码矩阵索引确认信息用于表示所述基站是否采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，所述预编码矩阵索引信息用于表示所述目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与所述目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述预编码矩阵索引确认信息表示所述基站采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引时，所述预编码矩阵索引信息表示与所述目标用户设备同时调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；

当所述预编码矩阵索引确认信息表示所述基站没有采用所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引时，所述预编码矩阵索引信息表示所述基站为所述目标用户设备重新分配的预编码矩阵索引。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预编码指示信息占用4比特，其中，所述预编码矩阵索引确认信息占用1比特，所述预编码矩阵索引信息占用3比特。

4.一种基于多用户多入多出方式的预编码控制方法，使用下行控制信息格式1，其特征在于，所述方法包括：

基站接收目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，并决定是否采用所述目标用户设备反馈的所述预编码矩阵索引进行下行传输；

所述基站根据所做的决定设置预编码指示信息，其中，所述预编码指示信息包括预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，所述预编码矩阵索引确认信息用于表示所述基站是否采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，所述预编码矩阵索引信息用于表示所述目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与所述目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；

所述基站将设置的所述预编码指示信息发送到所述目标用户设备。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站根据所做的决定设置预编码指示信息的操作具体为：

在所述基站采用了所述目标用户设备反馈的所述预编码矩阵索引时，将所述预编码矩阵索引确认信息设置为表示所述基站采用了所述目标用户设备反馈的所述预编码矩阵索引，并将所述预编码矩阵索引信息设置为表示与所述目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；

在所述基站没有采用所述目标用户设备反馈的所述预编码矩阵索引时，将所述预编码矩阵索引确认信息设置为表示所述基站没有采用所述目标用户设备反馈的所述预编码矩阵索引，并将所述预编码矩阵索引信息设置为表示所述基站为所述目标用户设备重新分配的预编码矩阵索引。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述预编码指示信息占用4比特，其中，所述预编码矩阵索引确认信息占用1比特，所述预编码矩阵索引信息占用3比特。

7.一种基于多用户多入多出方式的预编码信息指示装置，位于基站，其特征在于，所述装置包括：

判决模块，用于判决所述基站是否采用目标用户设备反馈的预编码矩阵索引；

第一设置模块，用于根据所述判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引确认信息，其中，所述预编码矩阵索引确认信息用于表示所述基站是否采用了目标用户设备反馈的预编码矩阵索引；

第二设置模块，用于根据所述判决模块的判决结果设置预编码矩阵索引信息，其中，所述预编码矩阵索引信息用于表示目标用户设备使用的预编码矩阵索引或与所述目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；

发送模块，用于将所述第一设置模块设置的所述预编码矩阵索引确认信息和所述第二设置模块设置的所述预编码矩阵索引信息发送到所述目标用户设备。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

在所述判决模块判决所述基站采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引的情况下，所述第一设置模块用于将所述预编码矩阵索引确认信息设置为表示所述基站采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，并且所述第二设置模块用于将所述预编码矩阵索引信息设置为表示与所述目标用户设备同时调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引；

在所述判决模块判决所述基站没有采用所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引的情况下，所述第一设置模块用于将所述预编码矩阵索引确认信息设置为表示所述基站没有采用所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，所述第二设置模块用于将所述预编码矩阵索引信息设置为表示所述基站为所述目标用户设备重新分配的预编码矩阵索引。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，

所述第一设置模块设置的所述预编码矩阵索引确认信息占用1比特，所述第二设置模块设置的所述预编码矩阵索引信息占用3比特，所述发送模块将所述预编码矩阵索引确认信息和所述预编码矩阵索引信息作为占用4比特的预编码指示信息发送给所述目标用户设备。

10.一种基于多用户多入多出方式的预编码指示方法，使用下行控制信息格式1，用于基站向目标用户设备指示与所述目标用户设备同时调度的另一用户设备的干扰预编码矩阵索引，其特征在于，所述方法包括：

所述基站向所述目标用户设备发送预编码矩阵索引确认信息和预编码矩阵索引信息，其中，所述预编码矩阵索引确认信息占用1比特，用于表示所述基站采用了所述目标用户设备反馈的预编码矩阵索引，所述预编码矩阵索引信息占用3比特，用于表示与所述目标用户设备共同调度的另一用户设备使用的干扰预编码矩阵索引。

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