CN101616376B - 一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置，用以解决现有技术码分多址通信系统中数据接收方法应用范围窄，性能不可靠的问题。该方法接收机从至少一根接收天线上接收信号，将该信号划分为对应不同路径的信号，将每条路径的信号，分别进行均衡滤波，对该每条路径的信号进行解扰，将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。在本发明实施例中通过在该分集接收方法中添加均衡接收处理方式，使该数据接收方法在高速通信方式下，及在信道质量比较差时，也能够有效的接收数据，从而提高了数据接收方法的可靠性和接收性能。

Description

一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置。 

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，为了突破码分多址通信系统中数据量的传输受限的瓶颈，并且提高码分多址通信系统的可靠性，在码分多址通信系统中可以采用引入先进技术的接收方法来解决。采用了先进技术的接收方法逐渐被应用到单输入单输出(Single Input Single Output，SISO)通信系统中，以及多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)通信系统中，例如无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)和第三代移动通信技术(3rd-generation，3G)等移动通讯网中。 

在现有技术中采用了先进技术的接收方法包括分集接收方法，例如RAKE接收机、GRAKE接收机以及SIC-RAKE接收机等，都是采用了分集接收技术的接收机。采用分集接收方法可以提高系统的接收性能增益，但是由于该分集接收方法在高速通信系统中，或者在信道质量比较差时，其接收收据的性能下降。因此，在码分多址通信系统中急需一种应用范围广，并且性能可靠的接收方法。 

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置，用以解决现有技术码分多址通信系统中数据接收方法应用范围窄，性能不可靠的问题。 

本发明实施例提供的一种码分多址通信系统中的数据接收方法，包括： 

接收机从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号； 

将所述每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组； 

在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用该滤波器组中对应的滤波器进行滤波； 

对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰； 

将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。 

本发明实施例提供的一种码分多址通信系统中进行数据接收的接收机，包括： 

接收多径搜索分离模块，用于从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号； 

滤波模块，用于将每条路径的信号，分别进行均衡滤波； 

解扰模块，用于对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰； 

解扩译码模块，用于将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据； 

其中，所述滤波模块包括： 

分配单元，用于将每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组； 

滤波单元，用于在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用该滤波器组中对应的滤波器进行滤波。 

本发明实施例提供了一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置，该方法包括：接收机从至少一根接收天线上接收信号，将该信号划分为对应不同路径的信号，将每条路径的信号，分别进行均衡滤波，对该每条路径的信号进行解扰，将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。在本发明实施例中通过在该分集接收方法中添加均衡接收处理方式，使该数据接收方法在高速通信方式下，及在信道质量比较差时，也能够有效的接收数据，从而提高了数据接收方法的可靠性和接收性能。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的码分多址通信系统中数据接收的过程； 

图2为本发明实施例提供的SISO通信系统中进行数据接收的过程； 

图3为本发明实施例提供的MIMO通信系统中进行数据接收的过程； 

图4为本发明实施例提供的码分多址通信系统中数据接收机的结构示意图。 

具体实施方式

本发明实施例为了有效的提高码分多址通信系统中数据接收的可靠性，提供了一种应用范围很广的码分多址通信系统中的数据接收方法，该方法包括：接收机从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号，将每条路径的信号，分别进行均衡滤波，对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰，将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。在本发明实施例中通过在该分集接收方法中添加均衡接收处理方式，使该数据接收方法在高速通信方式下，及在信道质量比较差时，也能够有效的接收数据，从而提高了数据接收方法的可靠性和接收性能。 

下面结合说明书附图，对本发明实施例进行详细说明。 

图1为本发明实施提供的码分多址通信系统中数据接收的过程，该过程包括以下步骤： 

S101：从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的不同的时延，将接收信号划分为对应不同路径的信号。 

从每根接收天线上接收信号时，由于不同信号其传输的路径不同，因此，其到达接收机的时延也不同，在本发明实施例中，可以将具有相同时延的信号作为广义上的经同一路径传输过来的信号。 

S102：将每条路径的信号，分别采用对应的均衡滤波器的滤波器系数进行均衡滤波。 

其中，该均衡滤波器的滤波器系数可以为根据需要设定的初始值，或满足接收条件的更新值。在本发明实施例中需要将每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组，在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用滤波器组中对应的滤波器进行滤波。即对该不同路径的信号进行均衡 滤波处理，从而消除该不同路径的信号的衰落以及信号中的噪声干扰。 

在本发明实施例中为了简化设计，每条路径的信号进行的处理过程相同，从而可以根据路径的数量和资源的数量，选择对每条路径信号进行并行或串行处理。 

S103：根据保存的对应每根发射天线上发送信号的扰码值，对该均衡滤波处理后的每条路经的信号进行解扰。 

由于通过相同的发射天线发送的信号其对应的扰码值相同，因此，只要根据发送天线的数量，保存对应该每根发送天线上发送的信号的扰码值即可。 

S104：将解扰后的不同路径的信号解扩、译码后得到接收数据。 

将解扰后的不同路径的信号解扩包括：根据解扰后的每条路径的信号的子信号对应的扩频码，及该每条路径的信号的子信号，确定对应每条路经的子信号的解扩子信号，将该每条路径对应的解扩子信号进行累加，得到该每条路径的解扩信号。每根发射天线通过不同的码道发送信号，在本发明实施例中称接收天线在每个码道上接收到的信号为子信号，接收天线在多个码道上接收到的子信号构成该接收天线接收到的信号。 

本发明实施例中进行译码的过程包括：将每条路径的信号的解扩信号进行累加，获得解扩信号的累加值，将该累加值作为译码器的输入值，则译码器输出值即为采用该接收机获得的接收数据。 

为了提高接收机获取不同路径的信号的效率，在本发明实施例中当接收机采用至少一根接收天线接收信号后，可以采用滤波器对该接收到的信号进行滤波，以去除该信号中的噪声干扰。该滤波器可以采用有限冲击响应(Finit ImpulsResponse，FIR)滤波器，采用该FIR滤波器对该信号进行脉冲成形滤波。 

在本发明实施例中，为了使均衡滤波器的系数可以根据接收机移动的速率以及数据速率的不同进行更新，从而实现在不同的应用场景下对系统性能以及运算单元的运算负荷之间的平衡处理。因此，在本发明实施例中可以实时的计算该均衡滤波器的滤波器系数，并采用该滤波器系数对该均衡滤波器进行更 新。其中该均衡滤波器的滤波器系数的计算过程具体包括： 

接收机根据接收到的每条路径的信号，及进行均衡滤波处理后的对应路径的信号，确定与该路径的信号对应的每个均衡滤波器的滤波器系数。 

其中在具体的确定与该路径的信号对应的每个滤波器系数的过程中：可以将均衡滤波处理后的不同路径的信号，以及该接收机接收到的每条路径的信号，采用递归最小二乘(RLS)法，或最小均方(LMS)算法，计算该每条路径信号对应的该均衡滤波器的滤波器系数。 

在确定了该每个均衡滤波器的滤波器系数后，可以将该每个均衡滤波器的滤波器系数发送给对应的均衡滤波器，使该每个均衡滤波器的滤波器系数进行更新，更新后使该滤波器在对接收到信号进行处理时，可以采用该更新后的滤波器系数进行均衡滤波处理。 

在本发明实施例中当发射天线的数量至少为两根时，发射机可能会对发射数据进行预编码，因此，在本发明实施例对该每条路径的信号进行解扰处理之前，该码分多址通信系统中接收数据的方法应该还包括：根据发射天线的数量，选择对应的预编码矩阵；根据选择的预编码矩阵，在每条路径的信号中分离出每根发射天线发射的信号，将每条路径的信号中相同发射天线发射的信号合并。 

下面通过具体的实施例对本发明实施例码分多址通信系统中，数据的接收方法进行说明，图2为本发明实施例SISO通信系统中，进行数据接收的过程，在该SISO通信系统中包括一根发射天线、一根接收天线，该过程包括以下步骤： 

S201：从接收天线上接收信号，对接收到的信号进行滤波处理。 

其中，可以对接收到的信号进行脉冲成形滤波处理。 

S202：进行多路径搜索，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号。 

例如，将2s时延接收的信号作为第一路径的信号，将5s时延接收的信号 作为第二路径的信号等。 

S203：将每条路径的信号发送到对应的均衡滤波器组，使该均衡滤波器组中的均衡滤波器，根据其保存的滤波器系数对接收到的信号进行滤波处理。 

在本发明实施例中由于每条路径的信号通过同一根接收天线接收，因此，设置的每个均衡滤波器组中包括一个均衡滤波器。当每条路径的信号发送到对应的均衡滤波器组中时，均衡滤波器组中的均衡滤波器对发送过来的信号进行滤波处理。例如，将该第一路径的信号发送到第一均衡滤波器，将该第二路径的信号发送到第二均衡滤波器，将第N路径的信号发送到第N均衡滤波器等，其中N为正整数。使该每个均衡滤波器根据其保存的滤波器系数，对其接收到的信号进行滤波，以去除每条路径的信号中的噪声以及消除该每条路径的信号的衰落。 

S204：根据均衡滤波后的每条路径的信号，以及保存的对应发射天线发射的信号的扰码，将该每条路径的信号进行解扰处理。 

由于在本发明实施例中存在一根发射天线，通过该发射天线发射的信号的扰码相同，因此通过接收天线接收到的不同路径的信号，对应的扰码相同，采用该扰码即可对不同路径的信号进行解扰处理。将该均衡滤波后的每条路径的信号，及对应该发射天线发射的信号的扰码的共轭进行乘积运算，将该运算的结果作为该条路径的信号的解扩信号。 

S205：根据解扰后的每条路径的信号的子信号对应的扩频码，及该解扰后的每条路径的信号的子信号，对该每条路径的信号进行解扩。 

具体包括：将解扰后的每条路径的信号的子信号对应的扩频码，及该解扰后的每条路径的信号的子信号进行乘积计算，将该每条路径的信号的每个子信号与其对应的扰码的乘积进行累加计算，将该累加和作为该条路经的信号的解扩信号。 

例如，第一路径的信号包括接收天线通过3个码道接收的子信号，分别为第一子信号A，第二子信号B以及第三子信号C，第一子信号A对应第一扩频 码a，第二子信号B对应第二扩频码b，第三子信号C对应第三扩频码c，计算A与a的积、B与b的积及C与c的积，然后该第一路径的信号的解扩信号为(Aa+Bb+Cc)。 

S206：将该每条路径的信号的解扩信号进行累加，将该累加值作为译码器的输入值，则该译码器的输出值即为在该SISO通信系统中接收到的数据。 

在上述实施例中在步骤S203和步骤S204之间该方法还可以包括：计算每个均衡滤波器的滤波器系数的步骤，在该步骤中接收机根据接收到的每条路径的信号，及进行均衡滤波处理后的对应路径的信号，确定与该路径的信号对应的均衡滤波器的滤波器系数。 

由于码分多址通信系统中进行数据接收的过程是连续的，该接收机采用该计算的滤波器系数更新该均衡滤波器的滤波器系数，使该均衡滤波器能够根据该更新后的滤波器系数，对其接收的信号进行均衡滤波处理。例如，经滤波处理后的每条路径的信号包括：第一路径滤波信号、第二路径滤波信号以及第三路径滤波信号，将该第一路径滤波信号与第一路径的信号，采用递归最小二乘法运算得到滤波器系数U1，将该第二路径滤波信号与第二路径的信号，采用递归最小二乘法运算得到滤波器系数U2，将该第三路径滤波信号与第三路径的信号，采用递归最小二乘法运算得到滤波器系数U3。则可以采用U1更新对该第一路径的信号进行均衡滤波处理的，第一均衡滤波器的滤波器系数，采用U2更新对该第二路径的信号进行均衡滤波处理的，第二均衡滤波器的滤波器系数，采用U3更新对该第三路径的信号进行均衡滤波处理的，第三均衡滤波器的滤波器系数。使该第一、第二以及第三均衡滤波器能够根据更新后的滤波器系数U1、U2及U3，对接收的对应路径的信号进行均衡滤波处理。 

图3为本发明实施例MIMO通信系统中进行数据接收的过程，在该MIMO通信系统中包括两根以上的发射天线，以及两根以上的接收天线，该过程包括以下步骤： 

S301：从K根接收天线上接收信号，对从每根接收天线上接收到的信号进 行脉冲成形滤波处理。其中，K为不小于2的正整数。 

S302：进行多路径搜索，根据每根接收天线接收到的信号的时延，将每根接收天线接收到的信号划分为N条不同路径的信号，其中N为不小于1的正整数。 

例如该MIMO通信系统采用三根接收天线，其中第一、第三接收天线分别在2s时延接收到第一信号和第三信号，则将该第一信号和第三信号作为第一路径的信号。 

这里第一信号和第三信号不可能是通过同一路径传输过来的信号，这样认为是为了后续处理的方便，并且该处理方式对于后续接收机正确的接收信号并没有影响。 

S303：将每条路径的信号，分别进行均衡滤波。 

具体包括：将每条路径的信号，分别发送到对应的均衡滤波器组，使该均衡滤波器组中每个均衡滤波器根据其保存的滤波器系数对接收的信号进行滤波处理。 

例如，上述描述过程，将第一路径的信号发送到第一均衡滤波器组，第一均衡滤波器组中第一均衡滤波器接收第一信号，并对该第一信号进行均衡滤波处理，第三均衡滤波器接收第三信号，对该第三信号进行均衡滤波处理。并且为了保证每个均衡滤波器组中的均衡滤波器的数量，可以对每条路径的信号进行有效的处理，可以根据接收天线的数量，使该每个均衡滤波器组中包括对应数量的均衡滤波器。 

S304：获取每条路径的信号进行均衡滤波后的对应信号。 

具体包括：将每条路径的信号中通过不同接收天线接收到的信号进行均衡滤波，将该条路径中的每个信号进行滤波后的信号进行叠加，则该叠加信号即为该条路径的信号进行均衡滤波后的信号。 

例如，上述描述中将该第一均衡滤波器组中第一均衡滤波器对第一信号均衡滤波后的信号，以及第三均衡滤波器对第三信号均衡滤波后的信号进行累 加，将该累加值作为该第一路径的信号进行均衡滤波后的信号。 

S305：根据接收机从每根接收天线上接收到的每条路径的信号，以及均衡滤波后的每条路径的信号，确定对应该每条路径的信号的均衡滤波器组中的每个均衡滤波器的滤波器系数。 

例如，接收机从接收天线接收的第一路径的信号中第一信号、第三信号，该第一路径的信号经滤波处理后的第一滤波信号以及第三滤波信号，通过该第一信号及第一滤波信号，确定第一滤波器组中第一均衡滤波器的滤波器系数，通过该第三信号以及第三滤波信号，确定该第一滤波器组中第三均衡滤波器的滤波器系数。 

S306：根据发射天线的数量，在保存的预编码矩阵中选择对应的预编码矩阵，根据选择的预编码矩阵，将每条路径的信号中每根发射天线发射的信号分离出来。 

其中预编码矩阵的大小与发射天线的数量对应，当发射天线的数量比较多时，则预编码矩阵比较大，当发射天线的数量比较少时，则预编码矩阵比较小。根据发射天线的数量，选择对应大小的预编码矩阵，将该经过均衡滤波后的每条路径的信号与该选择的预编码矩阵的共轭装置进行乘积运算，在每条路径中将该每个发射天线发射的信号分离出来。 

S307：根据每条路径的信号中分离出的对应每根发射天线的信号，以及保存的对应该发射天线发送的信号的扰码值，将该每条路经的信号进行解扰处理。 

具体包括：将每条路径的信号中分离出的对应每根发射天线的信号，以及保存的对应该发送天线发送的信号的扰码值的共轭进行乘积运算，得到每条路径中每根发射天线发射的信号的解扰值，将该路径中每根发射天线发射的信号的解扰值相加，得到该路径的信号的解扰信号。 

例如将该第一路径的信号进行信号流分离后，确定该第一路径的信号中包括第一发射天线发射的第四信号，以及第二发射天线发射的第五信号时，其中 第一发射天线发射的信号的扰码为第一扰码，第二发射天线发射的信号的扰码为第二扰码，根据该第四信号与第一扰码的共轭的乘积，以及第五信号与第二扰码的共轭的乘积的和，将该和作为该第一路径的信号的解扰信号。 

S308：根据解扰后的每条路径的信号中的子信号对应的扩频码，对该每条路经的信号进行解扩处理。 

对于每条路径的信号中，接收天线通过不同的码道接收的信号称为不同的子信号，每个子信号对应的扩频码不同。例如该第一路径的信号解扰后包括第四信号与第一扰码的共轭的乘积，以及第五信号与第二扰码的共轭的乘积，将第四信号与第一扰码的共轭的乘积后的信号中可能包括第一子信号和第二子信号，第五信号与第二扰码的共轭的乘积后的信号中可能包括第三子信号和第四子信号，分别将该每个子信号与其对应的扩频码相乘后，并累加，将该累加值作为该条路径的信号的解扩处理值。 

S309：将该每条路径的信号的解扩处理值进行累加，将该累加值作为译码器的输入值，则该译码器的输出值即为在该MIMO通信系统中接收到的数据。 

S310：根据S305中确定的对应该每条路径的信号的均衡滤波器组中的每个均衡滤波器的滤波器系数，更新该对应的均衡滤波器组中的均衡滤波器的滤波器系数。 

图4为本发明实施例码分多址通信系统中进行数据接收的接收机的结构示意图，该接收机包括： 

接收多径搜索分离模块41，用于从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号； 

滤波模块42，用于将每条路径的信号，分别进行均衡滤波； 

解扰模块43，用于对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰； 

解扩译码模块44，用于将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。 

所述滤波模块42包括： 

分配单元421，用于将每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组； 

滤波单元422，用于在在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用该滤波器组中对应的滤波器进行滤波。 

所述装置还包括： 

解预编码模块45，用于根据发射天线的数量，选择对应的预编码矩阵，根据选择的所述预编码矩阵，在所述每条路径的信号中分离出每根发射天线发射的信号。 

所述解扩译码模块44包括： 

解扩单元441，用于根据解扰后的每条路径的信号的子信号，以及与所述子信号对应的扩频码，对所述每条路径的信号解扩； 

译码单元442，用于根据每条路径的信号的解扩信号的累加值进行译码，获得接收数据。 

所述装置还包括： 

滤波系数计算模块46，用于根据从每根接收天线接收的每条路径的信号，以及进行均衡滤波处理后的每条路径的信号，计算与该路径的信号对应的每个滤波器系数，采用所述每个滤波器系数更新对应的滤波器系数。 

所述滤波模块42还用于，对所述从至少一根接收天线上接收到的信号进行滤波处理。 

本发明实施例提供了一种码分多址通信系统中的数据接收方法及装置，该方法包括：接收机从至少一根接收天线上接收信号，将该信号划分为对应不同路径的信号，将每条路径的信号，分别进行均衡滤波，对该每条路径的信号进行解扰，将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。在本发明实施例中通过在该分集接收方法中添加均衡接收处理方式，使该数据接收方法在高速通信方式下，及在信道质量比较差时，也能够有效的接收数据，从而提高了数据接收方法的可靠性和接收性能。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (10)

1.一种码分多址通信系统中的数据接收方法，其特征在于，包括：

接收机从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号；

将所述每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组；

在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用该滤波器组中对应的滤波器进行滤波；

对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰；

将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该信号划分为对应不同路径的信号之前所述方法进一步包括：

对接收到的信号进行滤波处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述接收天线的数量为两根以上时，所述对该每条路径的信号进行解扰之前所述方法进一步包括：

根据发射天线的数量，选择对应的预编码矩阵；

根据选择的所述预编码矩阵，在所述每条路径的信号中分离出每根发射天线发射的信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据包括：

根据解扰后的每条路径的信号的子信号，以及与所述子信号对应的扩频码，对所述每条路径的信号解扩；

将每条路径的信号的解扩信号进行累加，将该累加值作为译码器的输入值，根据该译码器的输出值获取接收数据。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据从每根接收天线接收的每条路径的信号，以及进行均衡滤波处理后的每条路径的信号，计算与每条路径的信号对应的每个滤波器系数，并更新对应的滤波器系数。

6.一种码分多址通信系统中的数据接收机，其特征在于，该接收机包括：

接收多径搜索分离模块，用于从至少一根接收天线上接收信号，根据接收到的信号的时延，将该信号划分为对应不同路径的信号；

滤波模块，用于将每条路径的信号，分别进行均衡滤波；

解扰模块，用于对该均衡滤波后的每条路径的信号进行解扰；

解扩译码模块，用于将解扰后的每条路径的信号解扩、译码后获得接收数据；

其中，所述滤波模块包括：

分配单元，用于将每条路径的信号分别发送到对应的滤波器组；

滤波单元，用于在每个滤波器组中，将每条路径的信号中每根接收天线接收的信号，采用该滤波器组中对应的滤波器进行滤波。

7.如权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述接收机还包括：

解预编码模块，用于根据发射天线的数量，选择对应的预编码矩阵，根据选择的所述预编码矩阵，在所述每条路径的信号中分离出每根发射天线发射的信号。

8.如权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述解扩译码模块包括：

解扩单元，用于根据解扰后的每条路径的信号的子信号，以及与该所述子信号对应的扩频码，对所述每条路径的信号解扩；

译码单元，用于根据每条路径的信号的解扩信号的累加值进行译码，获得接收信号。

9.如权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述装置还包括：

滤波系数计算模块，用于根据从每根接收天线接收的每条路径的信号，以及进行均衡滤波处理后的每条路径的信号，计算与每条路径的信号对应的每个滤波器系数，并更新对应的滤波器系数。

10.如权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述滤波模块还用于，对所述从至少一根接收天线上接收到的信号进行滤波处理。 

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