CN101674394A - 一种数字广播接收设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种传输流(TS)产生设备。所述设备包括：适配器，接收普通数据并产生具有多个包的流，并在所述多个包的一些包中提供适配域；插入器，将附加数据插入到不具有适配域的所述多个包的一些包的所有净荷区域中。因为发送附加数据而不需要特定包中的适配域头，所以提高了数据传输率。

Description

一种数字广播接收设备及其方法
本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2007年6月18日的标题为“产生附加数据被填充到包的净荷区域中的传输流的传输流产生装置、发送/接收传输流的数字广播发送/接收装置及其方法”的第200780012724.6号申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种传输流(TS)产生装置、发送/接收TS的数字广播发送/接收装置及其方法，更具体地讲，涉及利用包的净荷区域来填充补充数据并产生TS的TS产生装置、发送/接收产生的流的数字广播发送/接收装置及其方法。
背景技术
电子和通信技术的出现带来了广播系统的数字化，因此，提供各种数字广播标准。这些广播标准的例子是面向美国的ATSC VSB标准和面向欧洲的DVB-T标准。这两种标准有许多不同之处，如音频压缩的方法、信道频段、载波数量等。
面向美国的8-VSB系统定义VSB数据帧包括两场，每场包括一个作为第一段的场同步段和312个其他数据段。VSB数据帧的一个段对应一个MPEG-2包，一个段包括段同步的4个符号和828个数据符号。
根据该帧标准，需要使用适配域中的专用字段，以发送除了普通数据之外的数据。在此情况下，必须提供长度为两个字节的适配域头以定义包中的适配域。
因此，数据传输量下降得与适配域头占有的部分一样多，并且数据传输效率降低。
发明公开
技术问题
提供本发明以克服上述问题，因此，本发明的目标是提供一种在产生传输流(TS)的过程中利用包的净荷区域来填充补充数据的TS产生装置(因此能够提高数据传输效率，其中，如果适配域头被使用，数据传输效率会降低)和发送/接收产生TS的数字广播发送/接收设备及其方法。
技术方案
根据实现以上目标的本发明一个示例性实施例，提供一种传输流(TS)产生装置，所述装置包括：适配器单元，接收普通数据，构造具有多个包的流，并在所述多个包的一些包中提供适配域；填充单元，将补充数据填充到所述多个包的不具有适配域的一些包的整个净荷区域中。
填充单元可对多个补充数据包进行划分并填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中。
填充单元可对多个补充数据包进行划分并填充到不具有适配域的包中的第一包的整个净荷区域中，并可将一个补充数据包插入到不具有适配域的包中的第二包的整个净荷区域中。
适配器单元可定义具有新PID的包，并可产生具有定义的包的流，其中，填充单元将补充数据填充到定义的包的整个净荷区域中。
适配器单元可将预定大小的适配域提供给普通数据写入到净荷区域中的包，所述适配域包括适配域头和适配域净荷。
优选地，填充单元可以以这样的方式填充补充数据，其中，在与预定数量的包相应的间隔，构成流的所述多个包的模式相同，所述预定数量与数12的一个因子相应。
更优选地，补充数据可包括Turbo编码数据。
根据本发明示例性实施例的一种数字广播发送设备包括：传输流(TS)产生装置，接收普通数据，产生具有多个包的流，并将补充数据填充到所述多个包的一些包的净荷区域中；随机化器，对流进行随机化；补充参考信号(SR)填充器，将SRS填充到随机化的流的每个包中；传输信号处理器，对流进行调制并输出结果。
同时，根据本发明示例性实施例的一种传输流(TS)产生方法可包括：(a)接收普通数据，产生具有多个包的流，并在所述多个包的一些包中提供适配域；(b)将补充数据填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中。
步骤(b)可对多个补充数据包进行划分并填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中。
步骤(b)可对多个补充数据包进行划分并填充到不具有适配域的包中的第一包的整个净荷区域中，并可将一个补充数据包填充到不具有适配域的包中的第二包的整个净荷区域中。
步骤(a)可定义具有新PID的包，并产生具有定义的包的流，步骤(b)可将补充数据填充到定义的包的整个净荷区域中。
步骤(a)可将预定大小的适配域提供给普通数据写入到净荷区域中的包，所述适配域包括适配域头和适配域净荷。
步骤(b)可以以这样的方式填充补充数据，其中，在与预定数量的包相应的间隔，构成流的所述多个包的模式相同，所述预定数量与数12的一个因子相应。补充数据可包括Turbo编码数据。
根据本发明示例性实施例的一种数字广播接收设备可包括：解调器，接收具有多个包的传输流(TS)，其中，补充数据被填充到所述多个包的一些包的整个净荷区域中；均衡器，对解调的TS进行均衡；数据处理器，从均衡的TS的包净荷区域检测普通数据流和补充数据流，并对检测的流进行解码以恢复普通数据和补充数据。
解调器可接收多个补充数据包被划分并填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中的传输流(TS)。
解调器可接收这样的传输流(TS)，在所述传输流(TS)中，多个补充数据包被划分并填充到不具有适配域的包中的第一包的整个净荷区域中，并且一个补充数据包被填充到不具有适配域的包中的第二包的整个净荷区域中。
解调器可接收这样的传输流(TS)，在所述传输流(TS)中，补充数据被以这样的方式填充，其中，在与预定数量的包相应的间隔，构成流的所述多个包的模式相同，所述预定数量与数12的一个因子相应。
数据处理器可包括：MUX，从均衡的TS检测普通数据流和补充数据流；解码器，对检测的普通数据流进行解码；补充数据解码器，对检测的补充数据流进行解码；流填充器，将在补充数据解码器解码的补充数据流填充到从解码器输出的解码流中；去交织器，对在流处理器处理的TS进行去交织；RS解码器，对去交织的TS进行里德-所罗门解码；去随机化器，对RS解码的TS进行去随机化；解复用器，对以去随机化的TS进行解复用，以恢复普通数据和补充数据。
数据处理器可包括：MUX，从均衡TS检测普通数据流和补充数据流；第一处理器，对检测的普通数据流进行解码以恢复普通数据；第二处理器，对检测的补充数据流进行解码，以恢复补充数据。
第一处理器可包括：解码器，对均衡的TS中的普通数据流执行纠错，并对纠错的普通数据流进行解码；第一去交织器，对从解码器输出的流进行去交织；里德-所罗门(RS)解码器，对去交织的流进行RS解码；第一去随机化器，对RS解码的流进行去随机化，以恢复普通数据。
第二处理器可包括：补充数据解码器，对均衡的传输流(TS)中的补充数据流进行解码；第二去交织器，对从补充数据解码器输出的流进行去交织；奇偶校验位去除器，从第二去交织器的去交织的流中去除奇偶校验位；第二去随机化器，对去除奇偶校验位的TS进行去随机化；数据恢复单元，从去随机化的流中恢复补充数据。
根据本发明示例性实施例的一种数字广播接收的方法可包括：(a)接收具有多个包的传输流(TS)，并对接收的TS进行解调，其中，补充数据被填充到一些包的整个净荷区域中；(b)对解调的TS进行均衡；(c)从均衡的TS的包的净荷区域检测普通数据流和补充数据流；(d)对检测的流进行解码以恢复普通数据和补充数据。
步骤(a)可接收多个补充数据流被划分并填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中的传输流(TS)。
步骤(a)可接收这样的传输流(TS)，在所述传输流(TS)中，多个补充数据包被划分并填充到不具有适配域的包中的第一包的整个净荷区域中，并且一个补充数据包被填充到不具有适配域的包中的第二包的整个净荷区域中。
步骤(a)可接收这样的传输流(TS)，在所述传输流(TS)中，补充数据被以这样的方式填充，其中，在与预定数量的包相应的间隔，构成流的所述多个包的模式相同，所述预定数量与数12的一个因子相应。
有益效果
根据本发明，在产生流的过程中，通过利用包的净荷区域来填充补充数据。因此，根据包，即使不必使用适配域而发送补充数据，作为结果，也可提高数据传输效率，其中，如果使用适配域头，则会降低数据传输效率。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的传输流(TS)产生装置的框图；
图2是根据本发明示例性实施例的数字广播发送设备的框图；
图3和图4被提供以解释在本TS产生装置产生的流的结构的各种例子；
图5是为解释根据本发明示例性实施例的产生传输流(TS)的方法而提供的流程图；
图6是根据本发明示例性实施例的数字广播接收设备的框图；
图7和图8是为解释根据本发明的数字广播接收设备的结构的各种例子而提供的框图；
图9是为解释根据本发明示例性实施例的数字广播接收的方法而提供的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明示例性实施例的传输流(TS)产生装置的框图。参照图1，TS产生装置100包括适配器单元110和填充单元120。
适配器单元110接收普通数据，并产生具有多个包的流。在这个过程中，适配器单元110在所述多个包的一些包中产生适配域。适配器单元110可产生包含预定义的具有新PID的包的流，从而补充数据可被填充到一些包中。
在包的一部分中提供自适应地使用的适配域。适配域包括适配域头(AF头)、可选字段和填充区域。AF头中记录关于适配域的位置和大小等的信息。可选字段用于选择性地使用程序时钟参考(PCR)标志、原始程序时钟参考(OPCR)标志、拼接点标志、专用数据标志或适配域扩展标志。填充区域是可添加补充数据的区域。
填充单元120将补充数据填充到产生的流的不具有适配域的一些包的整个净荷区域中。补充数据可包括Turbo编码数据。可通过以与应用于普通数据的压缩标准不同的压缩标准对数据进行压缩，并通过对数据进行强健处理，产生Turbo编码数据。填充单元120从外部模块(如，广播记录设备)或从各种内部模块(如，诸如MPEG-2模块的压缩模块、视频编码器或音频编码器)接收补充数据，并将接收的数据填充到在适配器单元110产生的流。
如果补充数据将被填充到包的整个净荷区域中，则适配器单元110不产生包的适配域。因为在补充数据被填充到整个净荷区域的包中未使用附加区域(如，适配域头)，所以数据传输率得以提高。
虽然图1中未示出，但TS产生装置100还可包括诸如里德所罗门(RS)编码器(未显示)、交织器(未显示)和复制器的组件。RS编码器可从外部接收补充数据，并执行RS编码。即，RS编码器可接收包含同步信号区域的补充数据流。补充数据流可包括总共188个字节的包，其中可包括1个字节的同步信号、3个字节的头和184个字节的补充数据。RS编码器从补充数据流中去除同步信号，计算关于补充数据区域的奇偶性，并添加长度为20个字节的奇偶校验位。因此，对补充数据流编码的最终结果的包包括总共207个字节。这其中，3个字节分配给头，184个字节分配给补充数据，20个字节分配给奇偶校验位。交织器(未显示)对RS编码的补充数据流进行交织，并将结果提供给复制器(未显示)。复制器在补充数据流中产生奇偶校验位填充区域，并将补充数据流提供给填充单元。因此，在发送产生的流的处理期间通过填充补充数据流的奇偶校验位，可更强健地处理补充数据。
图2是根据本发明示例性实施例的数字广播发送设备的框图。参照图2，数字广播发送设备包括TS产生装置100、随机化器210、补充参考信号填充器220和TS处理器230。
TS产生装置100可具有与图1所示的结构相同的结构。因此，TS产生装置100输出这样的流，所述流包含填充到净荷区域的补充数据的包并包含填充到净荷区域的普通数据的包。
随机化器210对从TS产生装置100输出的流进行随机化。
补充参考信号(SRS)填充器220可针对在随机化流中提供的包填充补充参考信号。SRS指的是数字广播发送设备和数字广播接收设备已知的序列。SRS可被插入到流中作为补充数据，并且SRS可被发送，从而接收装置可执行同步和信道均衡。
如果包中具有适配域，则SRS填充器220可将SRS填充到适配域中。至于不具有适配域的包，即，如果包具有填充到净荷区域的补充数据，则SRS可与补充数据一起被填充到净荷区域。
TS处理器230对从SRS填充器220输出的流进行调制，并通过射频(RF)信道发送。
具体来说，TS处理器230可被配置为包括RS编码器(未显示)、交织器(未显示)、网格编码器(未显示)、MUX(未显示)、导频插入器(未显示)、VSB调制器(未显示)以及RF上转换器(未显示)。为了扼要解释构成元件的功能，RS编码器执行RS编码以将奇偶校验字节添加到TS，从而可纠正在传输期间信道特点导致的误差。交织器根据交织规则对RS编码的数据进行交织，网格编码器对该数据进行网格编码。其后，MUX将场同步和段同步插入到网格编码的TS。导频插入器通过将DC值添加到从MUX输出的信号中来插入导频音。其后，VSB调制器执行VSB调制，RF上转换器将信号上转换为RF信道频带信号，并通过天线输出信号。如上所解释的，TS处理器230将在TS产生装置100产生的信号转换为时域的单载波信号，并输出结果。
同时，TS处理器230还可包括Turbo处理器(未显示)以对补充数据进行更强健的解码。Turbo处理器可通过从流中检测补充数据流、计算关于补充数据流的奇偶性、并将奇偶校验位填充到奇偶校验位填充区域，来对补充数据进行编码。然后，Turbo处理器可对编码的补充数据流进行交织，并将其填充到所述流中，从而可重构所述流。
图3和图4被提供以解释在图1或图2的TS产生装置产生的流的各种结构。参照图3，一个流包括多个包(1～n)，每个包分为头和净荷区域。
首先参照图3，第一包1分为包含同步和包标识符(PID)的头区域，以及包含SRS和Turbo流(TS1)、TS2、TS3的净荷区域。即，第一包1不具有适配域是显而易见的。如SRS的补充数据TS1、TS2、TS3被填充到第一包1的整个净荷区域中。如上所解释的，填充单元120可将多个补充数据包TS1至TS2分配并填充到不设置适配域的包的净荷区域中。此外，SRS填充器220可将SRS作为补充数据插入到包的净荷区域。
在第二包2中，SRS和TS3被填充到整个净荷区域。如上所解释的，填充单元120可将一个补充数据包TS3填充到不设置适配域的包的净荷区域。
提供第三包3和第四包4用于普通数据的传输。这些包3和包4设置有由适配器单元110提供的适配域。SRS填充器220将SRS填充到适配域的净荷区域。因此，AF头被一起定义是显而易见的。
以与第一包1相同的模式产生第五包5。即，以4个包为周期重复各个包的模式。如上所解释的，填充单元120可在预定位置将补充数据填充到包中，从而可以以这样的方式布置多个包，其中，在预定位置的包的模式相同。更具体地说，重复产生一组4个包(G1、…、G-m)。
可根据网格编码器块(未显示)的数量来设置一个周期中的包的数量。例如，如果存在12个执行流编码的网格编码器块(未显示)，则填充单元120以这样的方式填充补充数据，其中，在每第一、第二、第三、第四、第六或第十二(这些是数12的因子)位置的包的模式相同。这样，网格编码器块中可处理的补充数据区域的大小可被尽可能大地扩展。
图4示出从图4所示的一个包以不同模式配置的包。参照图4，只填充有补充数据流(SRS、TS1、TS2、TS3)的第一包和第二包中不具有AF，而填充有补充数据(SRS、TS4)和普通流(NS)的第三包和第四包中具有AF。更具体地说，SRS被填充到第一包和第二包的净荷区域中，并被填充到第三包和第四包的AF中。通过利用每个包中占用2个字节的AF头可提高数据传输率。
适配器单元110和填充单元120可以以除了图3或图4所示的模式以外的各种模式产生流。例如，适配器单元110可交替产生具有AF的包和不具有AF的包，填充单元120可将补充数据插入到不具有AF的包的净荷区域中。如上所解释的，可以以多种方式改变流配置。
图5是示出根据本发明示例性实施例的产生TS的方法的流程图。根据这种产生TS的方法，首先，普通数据被接收(S510)，因此，具有多个包的流被构造(S520)。具体地讲，可定义新PID并添加包。在这种情况下，仅在一些包中创建适配域。可根据预定模式布置具有适配域的包和不具有适配域的包。例如，可以以图3和图4所示的2∶2的比例来布置包，或以各种比例(如1∶1、1∶3、3∶3等)来布置包。
其后，将补充数据填充到不具有适配域的包的整个净荷区域中(S530)。在这种情况下，补充数据可以是Turbo编码数据。补充数据还可包括SRS。由于补充数据被填充到包的普通净荷区域中，所以不需要提供诸如适配域头的区域，因此，省略这些区域。同时，如果包具有适配域，则补充数据被填充到适配域。因此，适配域头能够将填充到普通净荷区域中的普通数据与填充到适配域中的补充数据区分开。
图6是根据本发明示例性实施例的数字广播接收设备的框图。参照图6，数字广播接收设备包括解调器610、均衡器620和数据处理器700。
解调器610接收从数字广播发送装置通过天线发送的流，并对接收的流进行解调。在解调器610接收并解调的流可以是在如图1所示的TS产生装置中产生的流。因此，接收的流可具有如图3或图4所示的配置。即，流包括多个包，补充数据被填充到一些包的整个净荷中。填充有补充数据的包是不具有适配域(包括适配域头和适配域净荷)的包。
均衡器620对解调的TS进行均衡。如果补充数据中存在SRS，则均衡器620可使用SRS执行信道均衡。
数据处理器700从均衡的TS的包的净荷区域检测普通数据流和补充数据流，并对检测的流进行解码以恢复普通数据和补充数据。可以以各种方式配置数据处理器700。
图7和图8是为解释具有各种结构的数据处理器700的数字广播接收设备的示例性结构而提供的框图。
参照图7，数据处理器700包括MUX 710、解码器720、补充数据解码器730、流填充器740、去交织器750、RS解码器760和去随机化器770。
MUX 710从均衡的TS检测普通数据流和补充数据流。在这种情况下，MUX 710根据在流产生处理中应用的包的模式从预定位置检测补充数据流，并从其他位置检测普通数据流。如果基于数12的一个因子的预定周期的包的模式相同，则可周期性地检查补充数据流中填充的位置，并检测补充数据流。将检测的普通数据流提供给解码器720，将补充数据流提供给补充数据解码器730。
解码器720对提供的普通数据流进行解码，并将结果提供给流填充器740。
补充数据解码器730对提供的补充数据流进行解码。即，补充数据解码器730可对Turbo编码数据进行解码。具体地讲，补充数据解码器730可包括网格解码器(未显示)、外去交织器(未显示)、外交织器(未显示)、外映射解码器(未显示)、帧格式化器(未显示)以及符号去交织器(未显示)。
网格解码器对提供的补充数据流进行网格解码，外去交织器对网格解码的流进行去交织。外映射解码器可对去交织的流进行卷积解码。外映射解码器根据卷积解码的结果输出软判决输出或硬判决输出。外映射解码器的硬判决输出，即，硬判决流，被提供给帧格式化器，帧格式化器根据双TS帧对卷积解码的硬判决流进行格式化。符号去交织器可从符号单位到字节单位对帧格式化的流进行去交织。同时，如果从外映射解码器输出软判决，则外交织器对补充数据流进行交织，并将结果提供给网格解码器。网格解码器对交织的流重新执行网格解码，并将结果提供给外去交织器。外去交织器再次执行去交织，并将结果提供给外映射解码器。可反复执行网格解码器、外去交织器和外交织器的操作直到硬判决被输出。因此，可获得可靠的解码值。
如上所解释的，也可将在补充数据解码器730处理的补充数据流与在解码器720处理的普通数据流提供给流填充器740。
流填充器740将在补充数据解码器730解码的补充数据流填充到从解码器720输出的普通数据流中，以重构一个TS。
去交织器750对在流填充器740处理的TS进行去交织，RS解码器760对去交织的TS进行RS解码。
去随机化器770对RS解码的TS进行去随机化。解复用器780对去随机化的TS进行解复用，以恢复普通数据和补充数据。
同时，可以以图8所示的结构实现根据本发明的数字广播接收设备。参照图8，数据处理器700包括MUX 810、第一处理器820和第二处理器830。
MUX 810从均衡的TS划分普通数据流和补充数据流，并将结果提供给第一处理器820和第二处理器830。
第一处理器820对普通数据流进行解码，以恢复普通数据。即，第一处理器820包括解码器821、第一去交织器822、RS解码器823和第一去随机化器824。
解码器821对普通数据流进行解码，第一去交织器822对解码的流进行去交织。RS解码器823对去交织的流进行RS解码，第一去随机化器824对从RS解码器823输出的流进行去随机化，以恢复普通数据。
第二处理器830对补充数据流进行解码以恢复补充数据。即，第二处理器830包括补充数据解码器831、第二去交织器832、奇偶校验位去除器833、第二去随机化器834和数据恢复器835。
补充数据解码器831对MUX 810提供的补充数据流进行解码，第二去交织器832对解码的补充数据流去交织。奇偶校验位去除器833去除添加到补充数据流中的奇偶校验位，第二去随机化器834对去除奇偶校验位的补充数据流去随机化。
数据恢复器835通过处理去随机化的补充数据流恢复补充数据。具体地讲，数据恢复器835包括：去交织器(未显示)，对去随机化的流去交织；压缩器(未显示)，去除去交织的补充数据流的奇偶校验位填充区域；RS解码器(未显示)，对流RS解码；同步插入器(未显示)，通过将同步信号插入到解码流来恢复补充数据。
图9是为解释根据本发明示例性实施例的数字广播接收方法而提供的流程图。参照图9，数字广播接收方法接收补充数据被填充到一些包的整个净荷区域的TS，并对接收的TS解调(S910)。接收的流可具有与图3和图4所示的结构相同的结构。
即，接收的流可具有这样的结构，其中，多个补充数据流被填充到不具有适配域的包的整个净荷区域。
此外，接收的流可具有这样的结构，其中，多个补充数据包被划分并被填充到不具有适配域的包中的一些包(第一包)的整个净荷区域中，并且一个补充数据包被填充到不具有适配域的包中的其他一些包(第二包)的整个净荷区域中。
当接收的流被解调时(S910)，处理的流被均衡(S920)。
其后，从均衡流检测到普通数据流和补充数据流(S930)。在这种情况下，可根据接收的流的包的模式从预定位置检测到补充数据流，并可从其他位置检测到普通数据流。换句话说，因为在发送过程中在预定数量的包的间隔的位置补充数据被填充，其中，所述预定数量与数12的一个因子相应，所以可确定填充有补充数据的包的位置，因此如果预定间隔的包的模式相同，则补充数据流可被检测。
由于补充数据流和普通数据流分别被检测到，所以流被解码以恢复补充数据和普通数据(S940)。以上已参照图7和图8所示的数字广播接收设备详细解释了对流的处理，因此，为求简洁将省略详细的解释。
虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
产业上的可利用性
本发明适用于将广播数据配置成流形式并发送和接收数据流的广播系统。

Claims (6)

1、一种数字广播接收设备，包括：
解调器，接收从数字广播发送设备发送的流并对其进行解调；
均衡器，对解调的流进行均衡；
数据处理单元，对均衡的流进行解码，
其中，在数字广播发送设备中，组成能够包括补充数据的流，形成稳健抗差错且被插入到所述流中的补充数据，并且将所述补充数据插入组成所述流的至少一个包的整个净荷区域。
2、如权利要求1所述的数字广播接收设备，其中，在数字广播发送设备中，在将补充数据插入到所述流中之后，对所述流进行编码、交织、网格编码并发送所述流。
3、如权利要求1所述的数字广播接收设备，其中，所述数据处理单元包括：
附加数据解码器，对补充数据进行解码；
去交织器，对解码的补充数据进行去交织。
4、一种用于数字广播接收设备的流处理方法，所述方法包括：
接收从数字广播发送设备发送的流并对其进行解调；
对解调的流进行均衡；
通过对均衡的流进行解码来处理数据，
其中，在数字广播发送设备中，组成能够包括补充数据的流，形成稳健抗差错且能够被插入到所述流中的补充数据，并且将所述补充数据插入组成所述流的至少一个包的整个净荷区域。
5、如权利要求4所述的流处理方法，其中，在数字广播发送设备中，在将补充数据插入到所述流中之后，对所述流进行编码、交织、网格编码并发送所述流。
6、如权利要求4所述的流处理方法，其中，处理数据的步骤包括：
对补充数据进行解码；
对解码的补充数据进行去交织。
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