CN101483927B - 检测无线链路失败的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测无线链路失败、减少无线链路失败损失的方法及设备，所述减少无线链路失败损失的方法包括：在无线链路失败后，如果基站还未做出切换决策，则基站等待终端回到本小区，或者基站做出切换决策，并为终端选择合适的目标小区进行切换；如果基站已经做出了切换决策，则基站一次或多次发送切换命令给终端。利用本发明，可以及时发现无线链路失败，减少无线链路失败带来的损失。

Description

检测无线链路失败的方法及设备 

技术领域

本发明涉及通信技术，具体涉及一种检测无线链路失败的方法及设备。 

背景技术

目前，LTE(Long Term Evolved，长期演进)系统中，当发生无线链路失败后，分为两个阶段进行无线链路的恢复，在阶段1，UE(User Equipment，用户设备)先选择原小区进行无线链路的恢复，如果在阶段1无法恢复，则进入阶段2，在阶段2，UE自主选择一个小区尝试恢复。恢复信令流程为：UE向小区发送无线资源控制连接恢复请求(Radio Resource Control connectionre-establishment request)消息，小区收到该消息后，检查是否存在该UE的上下文，如果存在有该UE的上下文，则网络向UE发送无线资源控制连接恢复(RRC connection re-establishment)消息，通知UE无线链路已经恢复，UE向网络侧发送无线资源控制连接恢复完成(RRC connection re-establishmentcomplete)消息；如果该小区不存在该UE的上下文，网络向UE发送无线资源控制连接恢复拒绝(RRC connection re-establishment reject)消息，UE收到该消息后需要重新发起新的RRC连接建立过程。由于此时高层业务还没有释放，仅仅是RRC层业务中断，所以为了减少业务中断的时间以及提高用户的感受度，需要尽量缩短RRC建立的时间。 

在现有的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)系统中，主要是UE侧检测无线链路失败，即检测下行信号的无线 链路失败，UE侧通过检测下行信号出现非同步来确定无线链路失败。从UE检测到下行信号出现非同步开始，物理层连续多次(缺省为20次)出现“非同步”指示，具体为给UE的高层发出CPHY-Out-of-Sync-IND指示，再经过一定时间(缺省为3秒)后，则确认出现了无线链路失败。其中，所述物理层出现“非同步”指示是以下情况：UE对每个无线帧检测下行的DPCCH(Dedicated PhysicalControl Channel，专用物理控制信道)或者F-DPCH(Fractional DedicatedPhysical Channel，区域专用物理信道)信道质量，如果其在160ms内低于某个阈值Q_out，则检测最近的20个下行TB(Transport Block，传输块)的CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验)，如果出现CRC校验失败，而且，先前的160ms内，所有的非零CRC长度的TB收到时都检测出CRC校验失败，则表示物理层出现“非同步”指示。 

在UE确定无线链路失败后，需要进行相应的处理，该处理包括：清除专用的物理信道配置信息，还可能发送小区更新消息到新的小区以进行切换。 

在实现本发明的过程中，发明人发现，将上述UMTS系统中检测无线链路失败的方法直接应用到LTE系统中，至少存在以下问题：LTE系统中没有专有的物理控制信道供UE对每个无线帧检测信道质量。 

另外，在LTE系统中发生无线链路失败后，需要进行对原小区恢复，或者UE自己寻找合适的小区进行RRC重建。在现有技术中，LTE系统在切换准备期间，需要准备多个切换目标eNB，这些目标eNB都需要保存有UE的上下文。这种方式势必会成倍增加网络侧的负荷。而且，一旦切换命令消息没有下发给UE时就出现了无线链路失败，则需要UE进行自主的目标小区选择，如果目标小区没有保存该UE的上下文，则会导致UE进入空闲状态。如果业务需要继续，则接入网侧的RRC连接需要重新建立，因而会延误用户的业务，丢失数据。 

发明内容

本发明实施例提供一种检测无线链路失败的方法及设备，以使终端能够及时检测无线链路失败。 

本发明实施例提供的一种检测无线链路失败的方法，包括：当终端有数据需要传送时，通过随机接入过程向基站发送调度请求SR或者缓存状态报告BSR； 

如果所述终端向基站重复发送所述SR或者BSR的随机接入过程的次数超过预定次数，确定无线链路失败。 

本发明实施例提供的一种检测无线链路失败的设备，包括：用于当有数据需要传送时，通过随机接入过程向基站发送SR或者BSR的单元； 

用于在所述信号发送单元向基站发送所述SR或者BSR的随机接入过程的次数超过预定次数，确定无线链路失败的单元。 

由以上本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过多种方法由基站或终端进行无线链路检测，一旦无线链路失败，可以及时确定相应的保护措施，从而减少了无线链路失败带来的损失。 

附图说明

图1是本发明检测无线链路失败的设备的实施例的结构框图； 

图2是本发明减少无线链路失败损失的方法第一实施例的流程图； 

图3是本发明减少无线链路失败损失的方法第二实施例的流程图； 

图4是本发明基站实施例的结构框图； 

图5是本发明终端实施例的结构框图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。 

一般而言，终端更容易发现无线链路的问题，因为终端需要不断检测服务小区的信号强度和质量，而基站侧可能长时间没有上行数据可供检测，所以难以及时发现无线链路问题。而且，由于基站的功率可以做得很大，而终端由于体积及电池容量的限制，功率一般较小，所以无线链路问题大多是由于上行信号强度问题所引起的。 

针对这种情况，下面分别详细说明本发明实施例提供的各种检测无线链路失败的方法。 

一、在有数据要发送时，检测是否无线链路失败 

在基站侧，如果基站有下行数据要发送，首先，基站需要在DPCCH信道上告诉终端一个专有的随机接入前导标识(RA Preamble Id)，以便于UE用它发起随机接入过程，然后再告诉给UE配置用于发送下行数据的时频资源，或者一些下行信道配置信息，以便于终端做好下行数据的接收准备。在这种情况下，如果UE没有收到基站在DPCCH信道上发送的RA Preamble Id，则UE不会发送随机接入信号，基站自然也就不能收到终端的随机接入信号；或者UE虽然收到了基站发送的RA Preamble Id，但UE的随机接入过程由于信道质量问题而最终失败(这种情况可以认为是无线链路问题导致的)，这种情况下，基站也就不能收到终端的随机接入信号。因此，在该实施例中，基站可以通过判断在预定时间内是否收到终端的随机接入信号来确定无链路是否失败，该预定时间可以为消息下发后的一到多个TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)，每个TTI是1ms。如果在预定时间内未收到终端的随机接入信号，则基站就可以确定无线链路失败。 

另外，由于基站可以多次发送RA Preamble Id，因此，还可以根据基站发送RA Preamble Id的次数来判断无线链路是否失败。具体地，可以设定一个次数N，如果基站重复发送终端专有的随机接入前导超过预定次数N，则基站可以认为是无线链路失败，这种无线链路失败可能是由于下行或者上行信道问题导致的。 

在终端侧，当UE有上行数据要发送时，终端需要发送请求基站分配时频资源的消息；如果所述消息发送失败、或者所述消息发送成功但在预定时间内未收到基站的响应，则终端可以确定无线链路失败。有以下两种情况： 

1)如果基站为UE配置了可以发送上行数据的空口资源，则UE需要首先在该空口资源上发送一些数据量很小的资源请求信息：比如SR(ScheduleRequest，调度请求)或者BSR(Buffer Status Report，缓存状态报告)，以请求基站侧分配足够的资源以便发送数据。 

2)如果没有可用的上行空口资源，则UE需要通过RA过程，向基站发送SR，基站响应并配置一定上行资源后，UE才能发送上行数据。 

在这两种情况下，如果UE发现发送过程不成功，譬如通过HARQ(HybridAutomatic Repeat reQuest，混合自动重发请求)过程得知；或者发送的SR、 BSR在一定时间内没有得到基站的响应；或者在一定次数以及一定时间范围内的RA过程失败，则UE可以认为出现了无线链路失败。 

在LTE系统中，RA过程有两种：一种是基于竞争的RA过程，另一种是基于非竞争的RA过程。通常，当UE有上行数据、或者UE发起随机接入时会发起基于竞争的RA过程；多数切换到目标小区的RA过程、以及基站有下行数据要发送时，会发起基于非竞争的RA过程。下面对这两种RA过程进行说明。 

1、基于竞争的RA过程 

RA过程通过UE和基站之间的几次交互完成，至少包括四个消息： 

消息1，由UE发送给基站，消息1中包含RA Preamble； 

消息2，基站发送给UE的RA响应，该消息中包含RA Preamble、RA-RNTI、一个临时的CRNTI和分配给UE消息3用的上行空口资源； 

消息3，由UE发送给基站，如果有多个UE发起RA，则基站可以通过消息3确切地知道是哪个UE在发起RA； 

消息4，UE接入成功后，基站发送给UE的消息。 

对于这种基于竞争的RA过程，可以设定在一定时间T1内，UE没有收到消息4，其原因可以有多种，比如，消息1没有发送成功、没有收到消息2、消息3没有发送成功，则认为是RA失败。 

2、基于非竞争的RA过程 

所谓非竞争是指：基站事先为UE分配了一个专有RA Preamble，这样，只要UE通过消息1把专有RAPreamble发给基站，基站即可知道UE是哪个UE。当该UE收到基站发送的消息2后，UE即可知道已经成功和基站建立连接了，然后通过消息2内分配的上行资源，UE就可以通过消息3和基站进行交互，比如发送BSR给基站。 

对于这种基于非竞争的RA过程，可以设定在一定时间T2内，UE没有收到消息2，则认为是RA失败；或者，在一定的时间T2内，UE没有成功发送消息3给基站，则认为是RA失败。 

需要说明的是，对于有些特殊情况，比如切换时，目标小区对专有RAPreamble定义了有效期，有效期内UE基于非竞争的RA过程接入基站，一 旦专有RA Preamble过期，则UE需要重新开始基于竞争的RA过程。这时同样可以依照上述方法来确定RA失败。 

二、通过检测参考信号(reference signal)的信号质量确认是否无线链路失败 

物理层的参考信号是一种LTE系统中定义的特殊物理层信号，可用于UE检测基站的下行信号质量，以及基站检测UE的上行信号质量。 

UE的上行参考信号分两种： 

一种是解调参考信号(Demodulation Reference Signal)，该解调参考信号与上行数据或者信令一起发给基站，用于基站检测UE的上行信号质量； 

另一种是探测参考信号(Sounding Reference Signal)，即使没有上行数据传送，UE也会经常上传它给基站，用于基站检测UE的上行信号质量。 

因为UE需要不断测量服务小区的信号质量，所以可以通过检测参考信号的质量来确定是否无线链路失败。如果在一定时间T(比如160ms)内，连续检测到参考信号的质量低于某个阈值Q_failure时，则可以认为是出现了无线链路失败；如果在一定时间(比如40ms)内，连续检测到参考信号的质量大于某个阈值Q_recovery时，则可以认为无线链路已经恢复。 

基站和UE都可以采用该方法，而且，由于基站的下行信号一直在发送，因此，该实施例不受限于一定要有数据传送的时候才能检测是否无线链路失败。 

三、通过重传次数和CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)来判断是否上下行无线链路失败 

假定有上下行数据正在发送过程中质量不好，这可以体现在UE对物理层测量得到的CQI中，也可以体现在HARQ过程中对上下行数据的重传次数的统计中。 

检测在一定时间内CQI值所标识的信道质量，如果该信道质量下降到一定阈值，则可以认为下行的无线链路失败。或者，在一定时间T内连续出现超过一定次数的重传失败、或者在一定时间T内出现重传失败的统计概率高于某个阈值(比如90％)时，可以认为出现了下行的无线链路失败。 

同理，基站侧也可以通过统计的重传次数；或者根据UE反馈的CQI来 判断上行信号是否出现无线链路失败，UE通过PUSCH(Physical UplinkShared Channel，物理上行共享信道)或者PDSCH(Physical Downlink SharedChannel，物理下行共享信道)将CQI反馈给基站。 

另外需要注意的是，根据UE反馈的、以及基站自己获取的CQI等参数，基站侧可能会尝试调度其他不同的时频资源，以判断是否是因为频率选择性衰落造成的信号质量不好。可以将该因素考虑在内，即基站在尝试调度不同的时频资源后，依旧CQI值所标识的信道质量或者重传成功率低于某个指标，则认为出现无线链路失败，这里包括下行无线链路失败和下行无线链路失败。 

四、通过TB的CRC判断是否无线链路失败 

在LTE系统中，可以针对下行的PDSCH(Physical Downlink SharedChannel，物理下行共享信道)、PMCH(Physical Multicast Channel，物理多播信道)、PBCH(Physical Broadcast，Channel物理广播信道)，和上行的PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道)信道中的数据，通过检测这些信道中的TB的CRC来确定是否无线链路失败，该CRC要求为非零长度。 

比如，如果连续一定数目(比如20个)的TB的CRC出现校验失败，或者在一定时间内(比如160ms内)，所有收到TB出现CRC校验失败，则可以认为是无线链路失败。 

本发明实施例还提供了一种检测无线链路失败的设备，如图1所示，该设备包括：信号接收单元11、信号发送单元12、无线链路失败检测单元13。其中，信号接收单元11用于接收无线信号；信号发送单元12用于发送无线信号；无线链路失败检测单元13用于检测信号接收单元11接收的信号或者信号发送单元12发送的信号，并根据检测结果确定无线链路是否失败。 

在具体应用时，无线链路失败检测单元13可以有多种不同的实现方式。比如，可以有以下几种： 

(1)无线链路失败检测单元13号检测接收单元11是否在预定时间内未收到随机接入信号，如果是则确定无线链路失败； 

(2)线链路失败检测单元13检测接收单元11是否在一定时间内连续收到的参考信号的质量低于一阈值，如果是，则确定无线链路失败； 

(3)无线链路失败检测单元13检测接收单元11是否收到的信道质量指示CQI在预定时间内下降到一阈值，如果是，则确定无线链路失败； 

(4)无线链路失败检测单元13检测信号发送单元11是否在预定时间内的重传失败概率高于一阈值，如果是，则确定无线链路失败； 

(5)无线链路失败检测单元13检测信号发送单元11收到的TB的CRC，如果连续预定数目的CRC出现校验失败，或者在一定时间内所有的TB出现CRC校验失败，则确定无线链路失败。 

当然，以上仅列举说明了无线链路失败检测单元13的几种实现方式，本发明实施例的无线链路失败检测单元13并不限于上述这几种实现方式。 

上述检测无线链路失败的设备可以是终端设备，也可以是网络侧设备，比如基站等。 

可见，针对LTE系统中没有专有的物理控制信道供UE对每个无线帧检测信道质量的情况，本发明实施例提供的检测无线链路失败的方法及设备可以通过多种方法检测无线链路是否失败。具体地，可以在基站或终端有数据需要传送时，根据向对方发送分配或请求资源的消息是否成功，或者是否在预定时间内未收到对方的响应来确定无线链路是否失败；还可以通过检测参考信号质量的方式；或者在上下行数据发送过程中，根据CQI或者重传概率；或者通过检测TB的CRC的方式来确定无线链路是否失败。利用本发明实施例的方法及设备，可以及时检测到无线链路失败。 

在出现无线链路失败后，需要进行无线链路的恢复，以减少业务中断的时间，提高用户的感受度。 

由于无线链路失败可以出现在不同的链路及不同的阶段上，比如，终端与原基站之间的无线链路失败、终端与目标基站之间的无线链路失败、基站做出切换决策前无线链路失败、基站做出切换决策后无线链路失败等等。为此，本发明实施例还提供了一种减少无线链路失败损失的方法。 

参照图2所示，是减少无线链路失败损失的方法的一个实施例的流程示意图，该实施例描述了终端切换完成前出现无线链路失败后，减少无线链路失败损失的流程。主要包括以下步骤： 

步骤201，基站检测到无线链路失败，基站检测是否出现无线链路失败的 方法可参照前面的描述； 

步骤202，判断是否已做出切换决策；如果判断结果为是，则执行步骤203；否则，执行步骤204； 

步骤203，基站一次或多次发送切换命令给终端； 

步骤204，判断基站是否收到终端发来的测量报告；如果判断结果为否，则执行步骤205；否则，执行步骤206； 

步骤205，基站等待终端回到本小区； 

这样，可以避免发送切换请求给相邻小区，增加网络侧的负担，因为此时的无线链路失败很可能是终端出现了异常(比如突然断电)，或者终端进入某些死角而相邻小区信号同样不好的情况。 

步骤206，判断所述测量报告中本小区信号强度或质量和/或相邻小区信号强度或质量满足预定条件；如果判断结果为否，则执行步骤205；否则，执行步骤207； 

所述预定条件包括以下之一： 

本小区信号强度或质量低于预定的第一门限值； 

相邻小区信号强度或质量高于预定的第二门限值； 

相邻小区信号强度或质量高于本小区信号强度或质量预定范围； 

上述相邻小区可以是和本小区同频的、或者异频的、或者异系统的；所述第一门限值和第二门限值可以相同，也可以不同； 

步骤207，基站做出切换决策，并为终端选择合适的目标小区进行切换。 

也就是说，虽然出现了无线链路失败，但如果从测量报告中发现本小区质量下降到一定程度，且有质量较好的相邻小区时，尽管还不满足正常时候的切换条件，但也应该及时做出切换决策，确定一个或者多个邻区。这时基站在进行切换决策时，在同时满足基站的切换决策要求的情况下，对多个可选目标小区，应该选择终端上报的邻区信号强度或者质量更好的一个或者多个小区。 

可以为终端选择一个主要目标小区、以及一个或多个相邻小区； 

基站向所述主要目标小区发送切换请求，并向所述相邻小区发送重定位指示。因为一旦终端向这些小区发起随机接入，可以让这些小区在RRC重建拒绝消息中将终端重定向到原小区指定的切换目标小区中去。 

参照图3所示，是减少无线链路失败损失的方法的另一个实施例的流程示意图，该实施例描述了终端切换失败，尝试回到原小区时出现无线链路失败后，减少无线链路失败损失的流程。主要包括以下步骤： 

步骤301，终端在进行切换时检测到无线链路失败； 

步骤302，终端向原基站发送随机接入前导； 

终端可以通过非竞争的RA过程，发送所述随机接入前导，以提高效率，减少时延； 

步骤303，终端接收原基站的随机接入响应； 

步骤304，通过数字控制信道向原基站发送加密的无线资源控制恢复请求； 

步骤305，终端接收原基站发送的携带新的目标小区信息的无线资源控制恢复消息，在该消息中还可以携带其他切换参数，比如为所述目标小区分配的C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity，小区无线网络临时标识)。 

在上述步骤304中，终端向原基站发送的无线资源控制恢复请求中可以携带缓存状态报告信息，以使原基站知道终端是否有数据需要上传，以及为终端分配上行资源。 

可见，利用本发明实施例的减少无线链路失败损失的方法，如果基站已经做出了切换决策，为终端选择了合适的目标小区，则基站可以依旧尝试发送切换命令给终端；如果基站还未做出切换决策，则根据是否收到测量报告以及测量报告中本小区信号强度或质量以及相邻小区信号强度或质量，在满足一定条件下，也可以及时做出切换决策，或者等待终端恢复在本小区的无线链路，从而最大可能地减少了用户数据的丢失，同时降低了网络侧的负荷。 

另外，在终端切换失败后，尝试回到原小区时出现无线链路失败的情况下，终端可以通过非竞争的RA过程，向原基站发送随机接入前导，以提高效率，减少时延；原基站向终端发送无线资源控制恢复消息时，可以在该消息中携带新的目标小区信息，还可以携带其他切换参数，从而可以在最短时间内使终端切换到目标小区，降低由于无线链路失败对用户业务的延误。 

本发明实施例还提供了一种基站，如图4所示，包括发送单元41、接收单元42、检测单元43、切换决策单元44、判断单元45。其中，检测单元43用于检测无线链路是否失败； 

切换决策单元44用于进行切换决策； 

判断单元45用于在检测单元43检测到无线链路失败后，判断切换决策单元44是否做出了切换决策；在切换决策单元44未做出切换决策时，指示切换决策单元44等待终端回到本小区，或者指示切换决策单元44做出切换决策并为终端选择合适的目标小区进行切换；在切换决策单元44已做出切换决策时，指示发送单元41一次或多次发送切换命令给终端。 

如图所示，判断单元45包括：测量报告判断子单元451和条件判断子单元452。其中，测量报告判断子单元451用于判断接收单元42是否已收到所述终端的测量报告，如果接收单元42未收到所述测量报告，则指示切换决策单元44等待终端回到本小区；如果接收单元42已收到所述测量报告，则通知条件判断子单元452进行条件判断；条件判断子单元452用于判断所述测量报告中本小区信号强度或质量和/或相邻小区信号强度或质量是否满足预定条件，如果是，则指示切换决策单元44做出切换决策；否则，指示切换决策单元44等待终端回到本小区。 

所述预定条件包括以下之一： 

本小区信号强度或质量低于预定的第一门限值； 

相邻小区信号强度或质量高于预定的第二门限值； 

相邻小区信号强度或质量高于本小区信号强度或质量预定范围。 

上述第一门限值和第二门限值可以相同，也可以不同。 

切换决策单元44包括：选择子单元和指示子单元。其中，所述选择子单元用于为终端选择一个主要目标小区、以及一个或多个相邻小区；所述指示子单元用于指示发送单元41向所述主要目标小区发送切换请求，并向所述相邻小区发送重定位指示。 

本发明实施例还提供了一种终端，如图5所示，该终端包括：发送单元51、接收单元52、检测单元53和恢复单元54。 

检测单元53用于检测无线链路是否失败，并在检测到无线链路失败后，指示发送单元51向原基站发送随机接入前导； 

恢复单元54用于在接收单元52收到所述原基站发送的随机接入响应后，指示发送单元51通过数字控制信道向原基站发送加密的无线资源控制恢复请 求，并根据接收单元52接收的无线资源控制恢复消息，获取新的目标小区信息。 

在所述无线资源控制恢复请求中可以携带缓存状态报告信息，以使原基站知道终端是否有数据需要上传，以及为终端分配上行资源。为此，该实施例的终端还可以包括上行资源获取单元55，用于根据接收单元52接收的消息，获取所述原基站根据所述缓存状态报告信息为所述终端分配的上行资源。 

本发明实施例的终端和基站，可以在无线链路失败后，采取多种保护措施，从而减少无线链路失败带来的损失。 

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (6)

1.一种检测无线链路失败的方法，其特征在于，包括：

当终端有数据需要传送时，通过随机接入过程向基站发送调度请求SR或者缓存状态报告BSR；

如果所述终端向基站发送所述SR或者BSR的随机接入过程的次数超过预定次数，确定无线链路失败。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

终端向原基站发送随机接入前导；

终端收到原基站的随机接入响应后，通过数字控制信道向原基站发送加密的无线资源控制恢复请求；

终端接收原基站发送的携带新的目标小区信息的无线资源控制恢复消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线资源控制恢复请求中携带缓存状态报告信息；所述方法还包括：

所述原基站根据所述缓存状态报告信息确定所述终端是否有数据需要上传，并为所述终端分配上行资源。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

如果所述基站为所述终端配置了可以发送上行数据的空口资源，所述终端向所述基站发送所述SR或BSR，以请求基站分配足够的资源以发送数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

如果没有可用的上行空口资源，所述终端向基站发送SR。

6.一种检测无线链路失败的设备，其特征在于，包括：

用于当有数据需要传送时，通过随机接入过程向基站发送调度请求SR或者缓存状态报告BSR的单元；

用于所述信号发送单元向基站发送所述SR或者BSR的随机接入过程的次数超过预定次数，确定无线链路失败的单元。

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