CN101599823B - 信道构筑方法以及利用该方法的基地台 - Google Patents

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Abstract

本发明信道构筑方法包括以下步骤：在所说n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧.从所说n个副载波中选出一定个数副载波、并周期性地在所选定副载波的每个时帧插入公共控制信道信号以及公共引导信号。

Description

信道构筑方法以及利用该方法的基地台
本申请是申请号为01800109.2，申请日是2001年01月23日，发明名称为“信道构筑方法以及利用该方法的基地台”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及信道构筑方法以及利用该方法的基地台，尤其是关于基地台与移动台之间的下行信道的构筑方法以及利用该方法的基地台。
背景技术
通常，移动通信系统是在多通路环境中运行的。在这种多通路环境中，发送电波要经过各种传输路径才能到达接收方，迟到的信号会对当前信号构成干扰即所谓符号干扰、使得信号质量下降。
然而，在信号传输中采用OFDM(正交频分复用)调制方式时，即使是在多通路环境中也不会出现由符号干扰引起的信号质量下降现象、可以实现高速传输。
其道理在于：按着OFDM的原理，宽带信号被用复数正交副载波分割后并行传输，从而使得符号长度加长、受符号干扰影响变小。因此，人们开始探讨采用OFDM调制方式的移动通信系统。
关于采用OFDM调制方式的移动通信系统，譬如在″Performance of anOFDM-TDMA Mobile Communication system″(H.Rohling，.R.Grunheid：Proc.of IEEE VTC 1996，Vol.3，PP.1589-1593，1996)一文中就进行过探讨，其中提出了一种发送信号调制方式采用OFDM、基地台与各个移动台之间以TDMA(时分多址连接)方式进行通信的方式。
上述探讨所揭示的是：利用了OFDM方式所具有的以复数副载波进行信号传送这一特点，对应于移动台接收副载波的状态对发送给移动台的信号适当地指配副载波，从而达到提高通信质量效果。
还有，在″Performance Comparison of Different Multiple Access MethodsSchemes for the Downlink of an OFDM Communication system″(Proc.ofIEEE VTC 1997，PP.1365-1369，1997)一文中也作过同样探讨。
在其探讨中所列举的例子是：为了适用于基地台与移动台之间的OFDM传送，帧结构包含了同步信号、控制信号以及信息信号因素。
另一方面，在移动通信系统中，随着基地台与移动台之间相对位置变化，还会产生所谓衰落现象，所以接收信号会受到振幅变动以及相位变动影响。因此，为了能够通过同步检波对利用移动通信系统发送的信号进行接收，有必要对振幅变动以及相位变动进行比较高精度的估计，从而根据该估计值对接收信号变动进行补偿后再解调。
那么，关于接收信号振幅变动以及相位变动估计，可以举出的方法有：把相位已知引导符号同发送信号复用而一并发送，接收端则利用该引导符号对接收信号所发生的振幅变动以及相位变动进行估计。在采用OFDM调制方式的移动通信系统中，出于同步检波需要，也必须要利用引导符号进行信道估计。为此，人们作了广泛探讨。
譬如，″Robust Channel Estimation for OFDM System with RapidDispesive Fading Channels″(Y.Li，L.J.Cimini，N.R.Sollenberger，IEEETransactions on Communications，Vol.46，no，7，July 1998)文中，提出了一种对OFDM接收信号以将时间方向信道估计与频率方向信道估计相组合方式来进行信道估计的方法。
还有，在″Performance Analysis of an OFDM System Using Data-AidedChannel Estimation″(V.Kaasila：Proc.Of IEEE VTC 1999，pp.2303-2307)文中，就以什么样的时间间隙把引导符号复用到发送信号中去、和利用多少引导符号来估计信道变动等进行了探讨。
但是，上述各种探讨中，主要涉及的是提高传输质量的方式及其评价的问题。因此，为了能够把OFDM/TDM(时分复用)传输方式实际应用于移动通信系统下行线路中去，有必要提出构筑用于在基地台与移动台之间传送控制信号的集中控制信道的方法。
尤其是采用OFDM调制方式时，由于是实行以副载波并行传输，不单单要考虑时间方向信道的利用问题，还有必要考虑频率方向信道利用问题。
此外，关于引导符号插入，也有必要就引导符号的插入量以及插入方式作进一步探讨，因为关于这点目前为止仅仅提出过发送单元与接收单元为1对1的情况下物理衰落现象的解决措施。
发明内容
本发明目的就在于解决上述已有技术中所存在问题、提供一种新颖而实用的信道构筑方法以及利用该方法的基地台。
具体来说，本发明目的在于提供一种可以在基地台与移动台之间的下行信道中插入公共控制信道信号以及公共引导符号的信道构筑方法以及利用该方法的基地台。
本发明目的是这样实现的：为一种信道构筑方法，包括以具有n个副载波的正交频分复用方式对发送信号进行调制，和以时分复用对其进行复用处理，从而构筑下行信道，其特征是包括对所说n个副载波插入公共控制信道信号和公共引导信号的步骤。
根据这样的信道构筑方法，可以在基地台与移动台之间的下行信道中插入公共控制信道信号以及公共引导信号，因而可以构筑成用于基地台与移动台之间发送公共控制信号的信道。另外，通过在下行信道中插入公共引导信号，可以提供针对衰落现象的解决措施。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以包括以下步骤：在所说n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧，从所说n个副载波中选出一定个数副载波、并周期性地在所选定副载波的每个时帧插入公共控制信道信号以及公共引导信号。
根据这种信道构筑方法，从n个副载波中选出一定个数副载波，在所选定副载波的每一时帧插入公共控制信道信号以及公共引导信号。公共控制信道信号以及公共引导信号可以周期性地插入。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以具有以下特征：关于周期性地在所选定副载波的每个时帧插入的公共控制信道信号以及公共引导信号的插入时序，某一副载波插入的公共控制信道信号和公共引导信号两者或者任一者与其它副载波插入的公共控制信道信号和公共引导信号两者或者任一者相同。
据此，通过让周期性地在所选定副载波的每个时帧插入的公共控制信道信号以及公共引导信号与周期性地在其它副载波的每个时帧插入的公共控制信道信号以及公共引导信号以同一时序插入，可以使得在基地台以及移动台所进行的控制变得容易。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以包括以下步骤：在所说n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧，从所说n个副载波中选出一定个数副载波并连续性地在所选定副载波的时帧插入公共控制信道信号，同时从n个副载波中选出一定个数副载波并周期性地在该选定副载波的每一时帧插入公共引导信号。
根据这样的信道构筑方法，可以把公共控制信道信号连续性地插入在所选定副载波的时帧内，而把公共引导信号周期性地插入在所选定副载波的每一时帧内。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以包括以下步骤：在所说n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧，从所说n个副载波中选出一定个数副载波并连续性地在所选定副载波的时帧插入公共引导信号，同时从n个副载波中选出一定个数副载波并周期性地在该选定副载波的每一时帧插入公共控制信道信号。
根据这样的信道构筑方法，可以把公共引导信号连续性地插入在所选定副载波的时帧内，而把公共控制信道信号周期性地插入在所选定副载波的每一时帧内。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以具有以下特征：所说插入公共控制信道信号的副载波与所说插入公共引导信号的副载波有部分或者全部相同。
根据这样的信道构筑方法，可以在连续地插入有公共控制信道信号的副载波内插入公共引导信号，或者是在连续地插入有公共引导信号的副载波内插入公共控制信道信号。
在上述信道构筑方法基础上，本发明还可以包括以下步骤：在所说n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧，从所说n个副载波中选出一定个数副载波并连续性地在所选定副载波的时帧插入公共控制信道信号，同时从n个副载波中选出一定个数副载波并连续地在该选定副载波的时帧插入公共引导信号。
根据这样的信道构筑方法，可以分别把公共控制信道信号和公共引导信号连续性地插入在所选定副载波的时帧内。
另一方面，本发明目的还可以这样实现：为一种基地台，以具有n个副载波的正交频分复用方式对发送信号进行调制，和以时分复用对其进行复用处理，从而构筑下行信道，其特征是：包括对所说n个副载波之中一部分或者全部插入公共控制信道信号的控制信道信号插入单元，和对所说n个副载波之中一部分或者全部插入公共引导信号的公共引导信号插入单元。
采用这样的基地台，可以在下行信道中插入公共控制信道信号以及公共引导信号，即可以构筑成用于基地台与移动台之间发送公共控制信号的信道。另外，
通过在下行信道中插入公共引导信号，可以提供针对衰落现象的解决措施。
附图说明
以下，通过根据附图所作详细说明可以进一步了解本发明其它目的和特征以及优点。
图1是实现本发明信道构筑方法的一种装置的方块图。
图2是揭示本发明信道构筑方法的第1实施例的信道结构示意图。
图3是揭示本发明信道构筑方法的第2实施例的信道结构示意图。
图4是揭示本发明信道构筑方法的第3实施例的信道结构示意图。
图5是揭示本发明信道构筑方法的第4实施例的信道结构示意图。
图6是揭示本发明信道构筑方法的第5实施例的信道结构示意图。
图7是揭示本发明信道构筑方法的第6实施例的信道结构示意图。
图8是揭示本发明信道构筑方法的第7实施例的信道结构示意图。
图9是揭示本发明信道构筑方法的第8实施例的信道结构示意图。
图10是揭示本发明信道构筑方法的第9实施例的信道结构示意图。
图11是揭示本发明信道构筑方法的第10实施例的信道结构示意图。
图12是揭示本发明信道构筑方法的第11实施例的信道结构示意图。
图13是揭示本发明信道构筑方法的第12实施例的信道结构示意图。
图14是揭示本发明信道构筑方法的第13实施例的信道结构示意图。
具体实施方式
以下，依据附图对本发明的实施形态作以说明。
实现本发明信道构筑方法的一种装置由方块图1所例示。按着图1，信息源1a至1n输出由基地台向移动台传送的譬如音频和数据等信息信号。
信息源1a至1n所输出的信息信号经调制单元2a至2n调制后被提供给时分复用(TDM)单元3。该时分复用单元3对被调制信息信号进行时分复用处理。进一步，该被时分复用处理的信号又在加法器4处被插入公共引导信号插入单元6提供的公共引导信号、并在加法器5处被插入集中控制信道插入单元7提供的集中控制信道信号。
在此，所谓集中控制信道包括移动通信系统通常使用的通告信道以及附随控制信道。被加法器4和加法器5插入公共引导信号和集中控制信道信号之后的信号提供给OFDM调制单元8。
OFDM调制单元8对被提供信号进行OFDM调制、输出具有后述信道结构的发送信号。须说明一点的是：关于公共引导信号以及公共控制信道信号，譬如可以每隔一定时间变更所指配的副载波而进行时分复用处理和按副载波变更其被指配的信号而实施频分复用处理。
以下参照附图对发送信号的信道结构进行说明。图2是揭示本发明信道构筑方法的第1实施例的信道结构示意图。下面就具有副载波1至副载波n(n为自然数)的OFDM方式进行说明。
根据图2，对各个副载波1至n的通信信道以时间复用方式插入有公共控制信道信号和公共引导信号。具体来说就是在图2中的插入位置SC1-1、SC1-2等处插入公共控制信道信号和公共引导信号。
另外，在插入位置SC1-1等处，即可以只限于含有公共控制信道信号或者只限于含有公共引导信号，也可以随便含有公共控制信道信号和公共引导信号两者其一。再有，对各个副载波1至n的通信信道以时间复用方式在插入位置SC1-1等插入公共控制信道信号和公共引导信号的方法可以任选。
图3是揭示本发明信道构筑方法的第2实施例的信道结构示意图。根据图3，先选出插入公共控制信道信号和公共引导信号的副载波10、11、12，然后把公共控制信道信号和公共引导信号以频率复用方式插入到所选定的副载波10、11、12中。
另外，在所选定的副载波10等里面，即可以只限于含有公共控制信道信号或者只限于含有公共引导信号，也可以随便含有公共控制信道信号和公共引导信号两者其一。再有，在所选定的副载波10等以频率复用方式插入公共控制信道信号和公共引导信号的方法可以任选。
图4是揭示本发明信道构筑方法的第3实施例的信道结构示意图。根据图4，在n个副载波1至n的通信信道中设有每隔一定时间而划分的时帧。
首先，从n个副载波1至n中任意选出k个(k＝自然数，k≤n)副载波，然后周期性地在每个时帧插入集中控制信道信号。同样，还从n个副载波1至n中任意选出L个(L＝自然数，L≤n)副载波，然后周期性地在每个时帧插入公共引导信号。
譬如，在副载波1的插入位置SC1-1和SC1-3处插入集中控制信道信号。而在副载波1的插入位置SC1-2和SC1-4处插入公共引导信号。另外，在公共控制信道信号以及公共引导信号的插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同。
还要强调一点的是：在时帧内的公共控制信道信号以及公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图5是揭示本发明信道构筑方法的第4实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号以及公共引导信号这两点上，本实施例的信道结构同实施例3的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第4实施例的信道结构特点在于：在各个副载波之间，公共控制信道信号的插入位置即时序相同。而公共引导信号的插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同。
譬如，在副载波1的插入位置SC1-1和副载波2的插入位置SC2-1处插入公共控制信道信号。在副载波1的插入位置SC1-2和副载波2的插入位置SC2-2处插入公共引导信号。
另外，在时帧内的公共控制信道信号以及公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图6是揭示本发明信道构筑方法的第5实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号以及公共引导信号这两点上，本实施例的信道结构同实施例3的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第5实施例的信道结构特点在于：在各个副载波之间，公共引导信号的插入位置即时序相同。而公共控制信道信号的插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同。
譬如，在副载波1的插入位置SC1-1和副载波2的插入位置SC2-1处插入公共控制信道信号。在副载波1的插入位置SC1-2和副载波2的插入位置SC2-2处插入公共引导信号。
另外，在时帧内的公共控制信道信号以及公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图7是揭示本发明信道构筑方法的第6实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号以及公共引导信号这两点上，本实施例的信道结构同实施例3的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第6实施例的信道结构特点在于：在各个副载波之间，公共控制信道信号以及公共引导信号的插入位置即时序都相同。
譬如，在副载波1的插入位置SC1-1和副载波2的插入位置SC2-1处插入公共控制信道信号。在副载波1的插入位置SC1-2和副载波2的插入位置SC2-2处插入公共引导信号。
另外，在时帧内的公共控制信道信号以及公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图8是揭示本发明信道构筑方法的第7实施例的信道结构示意图。根据图8，在n个副载波1至n的通信信道中设有每隔一定时间而划分的时帧。
首先，从n个副载波1至n中任意选出k个(k＝自然数，k≤n)副载波，然后周期性地在每一时帧一对对地插入公共控制信道信号和公共引导信号。
譬如，在副载波1的插入位置SC1-1和插入位置SC1-2处各插入一对公共控制信道信号和公共引导信号。另外，在公共控制信道信号和公共引导信号对子的插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同，譬如图中所示的副载波1的插入位置SC1-1和副载波2的插入位置SC2-1之间的不同。
还要强调一点的是：在时帧内的公共控制信道信号和公共引导信号对子的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图9是揭示本发明信道构筑方法的第8实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号和公共引导信号对子这两点上，本实施例的信道结构同实施例7的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第8实施例的信道结构特点在于：在各个副载波之间，公共控制信道信号和公共引导信号对子的插入位置即时序都相同。
譬如副载波1的插入位置SC1-1和副载波2的插入位置SC2-1之间位置关系所示，在每个副载波都是以同一时序插入集中控制信道信号和公共引导信号对子。
另外，在时帧内的公共控制信道信号以及公共引导信号对子的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图10是揭示本发明信道构筑方法的第9实施例的信道结构示意图。根据图10，在n个副载波1至n的通信信道中设有每隔一定时间而划分的时帧。
首先，从n个副载波1至n中任意选出k个(k＝自然数，k≤n)副载波，然后连续地在所选定副载波的时帧内插入公共控制信道信号。譬如，分别在所选定的副载波1和3的时帧内连续地插入公共控制信道信号。
另一方面，从n个副载波1至n中任意选出L个(L＝自然数，L≤n)副载波，然后周期性地在每一时帧插入公共引导信号。譬如，在所选定的副载波2以及4的插入位置SC2-1以及SC4-1处插入公共引导信号。另外，在公共引导信号插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同或者相同。
本发明第9实施例的信道结构特点在于：插入公共控制信道信号的副载波与插入公共引导信号的副载波相异。还要指出的是：在时帧内的公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图11是揭示本发明信道构筑方法的第10实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号和公共引导信号这两点上，本实施例的信道结构同实施例9的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第10实施例的信道结构特点在于：插入公共控制信道信号的副载波与插入公共引导信号的副载波有部分重复。
譬如，关于副载波1，在指配给公共控制信道信号、从而将之于时帧内连续地插入的同时，还指配给公共引导信号使其在插入位置SC1-1处被插入。那么也就是：在副载波1，插入位置SC1-1处插入公共引导信号，而在时帧内插入位置SC1-1以外处则连续地插入公共控制信道信号。还有，同上述一样，在时帧内的公共引导信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图12是揭示本发明信道构筑方法的第11实施例的信道结构示意图。根据图12，在n个副载波1至n的通信信道中设有每隔一定时间而划分的时帧。
首先，从n个副载波1至n中任意选出k个(k＝自然数，k≤n)副载波，然后周期性地在每一时帧内插入公共控制信道信号。譬如，在所选定的副载波2和4的插入位置SC2-1和SC4-1内插入公共控制信道信号。另外，在公共控制信道信号插入位置选定时，要使得因副载波不同而插入时序不同或者相同。
另一方面，从n个副载波1至n中任意选出L个(L＝自然数，L≤n)副载波，然后连续地在所选定副载波的时帧插入公共引导信号。譬如，连续地在所选定的副载波1以及3的时帧插入公共引导信号。
本发明第11实施例的信道结构特点在于：插入公共控制信道信号的副载波与插入公共引导信号的副载波相异。另外，在时帧内的公共控制信道信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图13是揭示本发明信道构筑方法的第12实施例的信道结构示意图。在n个副载波1至n的通信信道中设有时帧、和从n个副载波1至n中任意选出某些个副载波而插入公共控制信道信号和公共引导信号这两点上，本实施例的信道结构同实施例11的信道结构是相同的，故以下省略相同部分的说明。
本发明第12实施例的信道结构特点在于：插入公共控制信道信号的副载波与插入公共引导信号的副载波有部分重复。
譬如，关于副载波1，在指配给公共引导信号、从而连续地将之于时帧内插入的同时，还指配给公共控制信道信号使其在插入位置SC1-1处被插入。那么也就是：在副载波1，插入位置SC1-1处插入公共控制信道信号，而在时帧内插入位置SC1-1以外处则连续地插入公共引导信号。另外，在时帧内的公共控制信道信号的相对插入位置和时宽可以任意设定。
图14是揭示本发明信道构筑方法的第13实施例的信道结构示意图。根据图14，在n个副载波1至n的通信信道中设有每隔一定时间而划分的时帧。
首先，从n个副载波1至n中任意选出k个(k＝自然数，k≤n)副载波，然后连续地在所选定副载波的时帧内插入公共控制信道信号。譬如，在所选定的副载波1和3的时帧内插入公共控制信道信号。
另一方面，从n个副载波1至n中任意选出L个(L＝自然数，L≤n)副载波，然后连续地在所选定副载波的时帧插入公共引导信号。譬如，连续地在所选定的副载波2以及4的时帧内插入公共引导信号。
本发明第13实施例的信道结构特点在于：分别把公共引导信号和公共控制信道信号连续地插入在所选定副载波内。
由上述可见，利用本发明第1至第13实施例的信道结构，可以在采用OFDM/TDM传输方式的基地台与移动台之间的下行信道中插入集中控制信道信号以及公共引导信号。
因此，可以提供在基地台与移动台之间的下行信道中插入公共控制信道信号和公共引导信号的信道构筑方法，和可以提供利用该方法的基地台。
综上所述，根据本发明，可以实现能够在基地台与移动台之间的下行信道中插入公共控制信道信号和公共引导信号、并用于在基地台与移动台之间传送集中控制信号的信道结构。
因此，使得OFDM/TDM传输方式可以实际应用于移动通信系统的下行线路中。

Claims (2)

1.一种信道构筑方法，以具有n个副载波的正交频分复用方式对发送信号进行调制，通过时分复用来进行复用处理，从而构筑下行信道，该信道构筑方法的特征在于，具有：
对上述n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧的步骤；
从上述n个副载波中选择出一定个数副载波，关于选择出的上述副载波内的至少一个副载波，将公共控制信道信号和公共引导信号这两者在每一时帧内通过时分复用而进行复用处理后周期性地插入，使在所选择出的上述副载波的至少一个中具有公共控制信道信号和公共引导信号这两者的步骤，
被插入到所选择出的上述副载波的时帧内的公共控制信道信号和公共引导信号以如下方式的任意一种被插入，即：使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序相同且公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序相同的方式；使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序相同而公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序不同的方式；使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序不同而公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序相同的方式。
2.一种基地台，以具有n个副载波的正交频分复用方式对发送信号进行调制，通过时分复用来进行复用处理，从而构筑下行信道，该基地台的特征在于，具有：
对上述n个副载波的通信信道中设置每隔一定时间而划分的时帧的单元；
从上述n个副载波中选择出一定个数副载波，关于选择出的上述副载波内的至少一个副载波，将公共控制信道信号和公共引导信号这两者在每一时帧内通过时分复用而进行复用处理后周期性地插入，使在所选择出的上述副载波的至少一个中具有公共控制信道信号和公共引导信号这两者的单元，
被插入到所选择出的上述副载波的时帧内的公共控制信道信号和公共引导信号以如下方式的任意一种被插入，即：使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序相同且公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序相同的方式；使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序相同且公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序不同的方式；使公共控制信道信号与其它副载波的公共控制信道信号时序不同且公共引导信号与其它副载波的公共引导信号时序相同的方式。
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