CN102098115B - 检测脉冲噪声的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种检测脉冲噪声的方法、装置和系统，涉及通信领域，为解决现有技术中对脉冲噪声的检测方法复杂、检测准确度和灵敏度较低的问题而发明。本发明提供的技术方案包括：从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。本发明实施例提供的技术方案可以应用如DSL及Cable等有线接入、无线、WIFI或者3G等各种数字信号处理系统的脉冲噪声检测技术中。

Description

检测脉冲噪声的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种检测脉冲噪声的方法、装置和系统。

背景技术

在通信系统中，由于电磁干扰、通信系统的故障以及电气开关状态的改变，均会产生脉冲噪声。脉冲噪声是非连续的，由持续时间短、幅度大的不规则脉冲或者噪声尖峰组成。在数字通信中，如果脉冲噪声太大，会完全改变信号载波的相位和幅度信息，造成比特误码。因此，如何检测并消除脉冲噪声，对于实际系统意义重大。

目前，现有技术可以提供两种检测脉冲噪声的方法：

一种是功率检测法，此方法通过计算时域采样点功率或者频域载波功率，将功率的计算结果与预先设定的阈值进行比较来判断是否存在脉冲噪声。

另一种是均方误差(Mean Square Error，MSE)法，此方法通过统计频域输出的误差功率超过阈值的载波数量来判断是否存在脉冲噪声。

在实现本发明的过程中，发明人发现，所述功率检测法检测准确度低，存在漏检和误报的问题，并且，当脉冲噪声功率较小时，通过此方法很难检测出脉冲噪声，检测灵敏度低；所述均方误差法实现比较复杂。

发明内容

本发明的实施例提供一种检测脉冲噪声的方法、装置和系统，与现有技术相比，实现简单，检测的准确度和灵敏度较高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种检测脉冲噪声的方法，包括：

从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

一种检测脉冲噪声的装置，包括：

第一选取单元，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

第一获取单元，用于获取由所述第一选取单元选取的采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

判断单元，用于根据由所述第一获取单元获取的幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

一种检测脉冲噪声的系统，包括以上所述的检测脉冲噪声的装置。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法、装置和系统，由于是从时域信号中选取采样点，根据所述采样点之间的幅值差来判断所述时域信号中是否存在脉冲噪声，又由于时域信号中采样点的幅值差所包含的信息明显比其它信号多，使得本发明提供的检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较高，解决了现有技术中检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较低的问题；由于本发明在实现过程中不涉及复杂的乘法操作，使得实现方法简单，解决了现有技术中由于要采用乘法操作而造成的检测方法复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的获取多级幅值差的方法示意图；

图3为本发明另一个实施例提供的检测脉冲噪声的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的检测脉冲噪声的装置结构示意图一；

图5为本发明实施例提供的检测脉冲噪声的装置中判断单元403的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的检测脉冲噪声的装置中判断单元403的另一个结构示意图；

图7为本发明实施例提供的检测脉冲噪声的装置结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中对脉冲噪声的检测方法复杂、检测准确度和灵敏度较低的问题，本发明实施例提供一种检测脉冲噪声的方法、装置和系统。

如图1所示，本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法，包括：

步骤101，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

步骤102，获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

步骤103，根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法，由于是从时域信号中选取采样点，根据所述采样点之间的幅值差来判断所述时域信号中是否存在脉冲噪声，又由于时域信号中采样点的幅值差所包含的信息明显比其它信号多，使得本发明提供的检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较高，解决了现有技术中检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较低的问题；由于本发明在实现过程中不涉及复杂的乘法操作，使得实现方法简单，解决了现有技术中由于要采用乘法操作而造成的检测方法复杂的问题。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法进行详细说明。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法，包括：

步骤201，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

在本实施例中，时域信号可以是由数模转换器或者数字解调器内部的解码器输出的时域采样点，也可以是由其它模块输出的时域采样点。在选取采样点之前，首先设置一个采样数量，称为第一采样点数量，例如，可以设置第一采样点数量为一个符号的采样点，或者两个符号的采样点，或者其它固定值等，根据所设置的固定的采样点个数，从所述时域采样点中连续选取符合所述第一采样点数量的采样点。

步骤202，获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

在本实施例中，假设步骤201中选取的所述满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点有4n个，首先获取每个采样点的幅值，分别用S₁，S₂，S₃…S_4n来表示；其次设置一个固定数值，用来选取相隔所述固定数值的两个采样点的幅值；将所述两个采样点的幅值相减，得到所述两个采样点的幅值差集合。例如，可以将相邻的两个采样点幅值相减，即幅值差集合为S₂-S₁，S₃-S₂，S₄-S₃…S_4n-S_4n-1；也可以将间隔一个的采样点幅值相减，即幅值差集合为S₃-S₁，S₅-S₃，S₇-S₅…，或者为S₃-S₁，S₄-S₂，S₅-S₃…；也可以将间隔两个或者若干个的采样点幅值相减，此处不一一列举。

进一步地，在本实施例中，还可以获取所述幅值差集合中每两个相邻幅值差的差值，用该差值替换所述幅值差集合中用于计算该差值的相邻幅值差，即进行二级相邻的幅值差相减，或者三级相邻的幅值差相减，或者更多级的相邻幅值差相减。例如，如图2所示，将一级幅值差集合A，B，C…再进行一次相邻值的相减，即获得二级幅值差集合D，E，…，三级或者更多级的幅值差集合的获取方法相同，此处不再赘述。

步骤203，根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

在本实施例中，可以有两种优选的方法来判断接收到的时域信号是否存在脉冲噪声：

方法一，根据所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数判断是否存在脉冲噪声。在此方法中，首先获取所述幅值差集合中幅值差的数字符号，例如，如果幅值差为正，则输出1，如果幅值差为负，则输出0，反之亦可。即可以获取一串由0和1所组成的数字串，假设获取的数字串为0100011；对此数字串相邻的数字之间取异或值，得到异或值的输出结果为110010；统计上述异或值的输出结果中1的个数，此个数即为所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数，本例中为3次。为了表现通用性，假设本实施中所述幅值差的数字符号变化次数为a。第二步，将所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数与预先设置的次数阈值进行比较，所述预先设置的次数阈值可以根据仿真或测试的数据来设置，也可以通过信号本身的最高频点和脉冲噪声的经验频率来设置，此处不做赘述。假设所述次数阈值为c。若所述幅值差的数字符号变化次数大于所述预先设置的次数阈值，即当a＞c时，则确定接收到的时域信号中存在脉冲噪声；若所述幅值差的数字符号变化次数不大于所述预先设置的次数阈值，即当a＜c，或者a＝c时，则确定接收到的时域信号中不存在脉冲噪声。

方法二、根据所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数判断是否存在脉冲噪声。在此方法中，首先设置一个绝对值阈值，此绝对值阈值可以通过所接收到的时域信号本身的最高频点和脉冲噪声的经验频率来设置；其次获取所述幅值差的绝对值，将此绝对值与上述绝对值阈值进行比较，统计出所述幅值差的绝对值大于所述绝对值阈值的个数，假设本实施例中上述个数为b。第二步，将所述幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数与预先设置的个数阈值进行比较，所述预先设置的个数阈值可以采用经验值，假设所述个数阈值为d，若所述幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数大于所述预先设置的个数阈值，即当b＞d时，则确定接收到的时域信号中存在脉冲噪声；若所述幅值差的绝对值不大于预先设置的绝对值阈值的个数大于所述预先设置的个数阈值，即当b＜d，或者b＝d时，则确定接收到的时域信号中不存在脉冲噪声。

实施例二

如图3所示，本发明另一个实施例提供一种检测脉冲噪声的方法，包括：

步骤301，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；此步骤的具体实现方法与实施例一中步骤201的实现方法相同，此处不再赘述。

步骤302，从所述采样点中选取满足预先设置的第二采样点数量的连续采样点；

在本实施例中，如果在步骤301中选取的是一个或多个符号的采样点，采样点的数目较多，后续步骤中计算较复杂。为了简化处理方法，可以只对所述满足第一采样点数量的采样点中的一部分采样点进行计算处理，获取这一部分采样点的幅值差信息，根据所述幅值差信息来判断这一部分采样点中是否存在脉冲噪声。如果这一部分采样点中存在脉冲噪声，则确定所接收到的时域信号中存在脉冲噪声；如果这一部分采样点中不存在脉冲噪声，则再另外选取一组满足预先设置的第二采样点数量的采样点，继续判断，直到找到脉冲噪声，或者直到遍历完所有所述满足第一采样点数目的采样点，则确定所接收到的时域信号中不存在脉冲噪声，具体的实现方式在后续步骤中有详细描述。

在本实施例中，优选地，从所述满足第一采样点数量的采样点的第一个采样点开始连续选取满足预先设置的第二采样点数量的采样点。例如，如果在步骤301中选取的是一个符号的采样点，假设数量是4n个，则可以连续选取所述一个符号的采样点中的前1/4的采样点，即从第一个采样点开始的前n个采样点，当然，也可以不从第一个采样点选取，此处不再一一列举。

步骤303，获取所述满足预先设置的第二采样点数量的连续采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

此步骤的具体实现方法与实施例一中步骤202所述的方法相同，此处不再赘述。

步骤304，根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

与步骤203类似，此步骤中也有两种方法判断所接收到的时域信号中是否存在脉冲噪声：

方法一、根据所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数判断是否存在脉冲噪声。在此方法中，首先根据步骤203所述的方法一获取满足第二采样点数量的采样点的幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数a，将a与预先设置的次数阈值c进行比较，若a＞c，则确定所述满足第二采样点数量的采样点中存在脉冲噪声，也即所接收到的时域信号中存在脉冲噪声，此时可退出整个检测系统；若所述幅值差的数字符号变化次数不大于所述预先设置的次数阈值，即当a＜c，或a＝c时，则确定所述满足第二采样点数量的采样点中不存在脉冲噪声，需要再另外选取一组满足第二采样点数量的采样点，优选地，若在步骤302中选取的是前n个采样点，此时，可以向后移动一个采样点再连续选取n个采样点，也可以向后移动两个采样点或者多个采样点再连续选取n个采样点，此处不对每种情况进行一一列举。对重新选取的一组采样点，采用上述方法再次进行脉冲噪声检测，与上述第一组采样点情况相同，若检测到有脉冲噪声，退出整个检测系统；若没有，再次按照上述优选方法重新选择一组采样点，直到到达所述满足第一采样点数量的采样点最后一个采样点，若还是没有检测到脉冲噪声，则确定所接收到的时域信号中不存在脉冲噪声，退出整个检测系统。

方法二、根据所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数判断是否存在脉冲噪声。在此方法中，首先根据步骤203所述的方法二获取满足第二采样点数量的采样点的幅值差集合中幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数b，将b与预先设置的个数阈值d进行比较，若b＞d，则确定所述满足第二采样点数量的采样点中存在脉冲噪声，也即所接收到的时域信号中存在脉冲噪声，此时可退出整个检测系统；若所述幅值差的绝对值大于预先设置的绝对值阈值的个数不大于所述预先设置的个数阈值，即当b＜d，或b＝d时，则确定所述满足第二采样点数量的采样点中不存在脉冲噪声，需要再另外选取一组满足第二采样点数量的采样点，优选地，若在步骤302中选取的是前n个采样点，此时，可以向后移动一个采样点再连续选取n个采样点，也可以向后移动两个采样点或者多个采样点再连续选取n个采样点，此处不对每种情况进行一一列举。对重新选取的一组采样点，采用上述方法再次进行脉冲噪声检测，与上述第一组采样点情况相同，若检测到有脉冲噪声，退出整个检测系统；若没有，再次按照上述优选方法重新选择一组采样点，直到到达所述满足第一采样点数量的采样点最后一个采样点，若还是没有检测到脉冲噪声，则确定所接收到的时域信号中不存在脉冲噪声，退出整个检测系统。

需要说明的是，上述两种判断方法可以结合使用，例如，可以采用并行的方式，用上述两种方法同时检测脉冲噪声，将两种方法的输出结果用二进制数值1和0表示，即如果所述满足第一采样点数量的采样点中存在脉冲噪声，输出1，如果所述满足第一采样点数量的采样点中不存在脉冲噪声，输出0；将两种方法的输出结果进行逻辑“与”或者逻辑“或”操作，将得到的运算结果作为最终检测结果。这种将两种判断方法相结合的方法可以加紧或放松所述预先设置的次数阈值和所述预先设置的个数阈值，进而可以根据需要适当地调整整个检测系统的精度，增加检测的准确度。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法，由于是从时域信号中选取采样点，根据所述采样点之间的幅值差来判断接收到的时域信号中是否存在脉冲噪声，又由于时域信号中采样点的幅值差所包含的信息明显比其它信号多，使得本发明提供的检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较高，解决了现有技术中检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较低的问题；由于本发明在实现过程中不涉及复杂的乘法操作，使得实现方法简单，解决了现有技术中由于要采用乘法操作而造成的检测方法复杂的问题。

如图4所示，本发明实施例还提供一种检测脉冲噪声的装置，包括：

第一选取单元401，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点，其具体的实现方法可以参见如图1所示的步骤201或者图3所示的步骤301所述，此处不再赘述。

第一获取单元402，用于获取由所述第一选取单元401选取的采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合，其具体的实现方法可以参见如图1所示的步骤202所述，此处不再赘述。

判断单元403，用于根据由所述第一获取单元402获取的幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声，其具体的实现方法可以参见如图1所示的步骤203所述，此处不再赘述。

进一步地，如图5所示，所述判断单元403包括：

第二获取单元4031，用于获取由所述第一获取单元402获取的幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数；

第一比较单元4032，用于将由所述第二获取单元4031获取的幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数与预先设置的次数阈值进行比较，获得比较结果；

第一判断子单元4033，用于根据由所述第一比较单元4032的比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

或者，如图6所示，所述判断单元403包括：

第三获取单元4034，用于获取由所述第一获取单元402获取的幅值差集合中每个幅值差的绝对值；

第二比较单元4035，用于将由所述第三获取单元4034获取的每个幅值差的绝对值与预先设置的绝对值阈值进行比较，获取所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数；

第三比较单元4036，用于将所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数与预先设置的个数阈值进行比较，获取比较结果；

第二判断子单元4037，用于根据由所述第三比较单元4036的比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

进一步地，如图7所示，所述检测脉冲噪声的装置还包括：

第二选取单元404，用于从由所述第一选取单元401选取的采样点中选取满足预先设置的第二采样点数量的连续采样点；

第四获取单元405，用于获取由所述第一获取单元402获取的幅值差集合中每两个相邻幅值差的差值，用该差值替换所述幅值差集合中用于计算该差值的相邻幅值差。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的装置，由于是从时域信号中选取采样点，根据所述采样点之间的幅值差来判断接收到的时域信号中是否存在脉冲噪声，又由于时域信号中采样点的幅值差所包含的信息明显比其它信号多，使得本发明提供的检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较高，解决了现有技术中检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较低的问题；由于本发明在实现过程中不涉及复杂的乘法操作，使得实现方法简单，解决了现有技术中由于要采用乘法操作而造成的检测方法复杂的问题。

本发明实施例还提供一种检测脉冲噪声的系统，包括：如图4至7所示的检测脉冲噪声的装置。具体结构功能与上述检测脉冲噪声的装置实施例结构功能相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的检测脉冲噪声的系统模块可以位于数模转换器和数字解调器之间，或者位于数字解调器内部，例如位于某数字滤波器之后，或者其它合理位置，此处不一一列举。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的系统，由于是从时域信号中选取采样点，根据所述采样点之间的幅值差来判断接收到的时域信号中是否存在脉冲噪声，又由于时域信号中采样点的幅值差所包含的信息明显比其它信号多，使得本发明提供的检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较高，解决了现有技术中检测脉冲噪声的方法准确度和灵敏度较低的问题；由于本发明在实现过程中不涉及复杂的乘法操作，使得实现方法简单，解决了现有技术中由于要采用乘法操作而造成的检测方法复杂的问题。

本发明实施例提供的检测脉冲噪声的方法、装置和系统，能够应用在如DSL及Cable等有线接入、无线、WIFI或者3G等通信系统的脉冲检测技术中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种检测脉冲噪声的方法，其特征在于，包括：

从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

根据所述幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声，具体包括：获取所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数；将所述幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数与预先设置的次数阈值进行比较，获得比较结果；根据所述比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声；

和/或

获取所述幅值差集合中每个幅值差的绝对值；将所述每个幅值差的绝对值与预先设置的绝对值阈值进行比较，获取所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数；将所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数与预先设置的个数阈值进行比较，获取比较结果；根据所述比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点之后，获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合之前，还包括：

从所述采样点中选取满足预先设置的第二采样点数量的连续采样点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合之后，还包括：

获取所述幅值差集合中每两个相邻幅值差的差值，用该差值替换所述幅值差集合中用于计算该差值的相邻幅值差。

4.一种检测脉冲噪声的装置，其特征在于，包括：

第一选取单元，从接收到的时域信号中选取满足预先设置的第一采样点数量的连续采样点；

第一获取单元，用于获取由所述第一选取单元选取的采样点中满足预先设置的检测间隔的采样点的幅值差集合；

判断单元，用于根据由所述第一获取单元获取的幅值差集合判断所述时域信号是否存在脉冲噪声；

其中，所述判断单元包括：第二获取单元，用于获取由所述第一获取单元获取的幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数；第一比较单元，用于将由所述第二获取单元获取的幅值差集合中幅值差的数字符号变化次数与预先设置的次数阈值进行比较，获得比较结果；第一判断子单元，用于根据由所述第一比较单元的比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声；

和/或

所述判断单元还包括：第三获取单元，用于获取由所述第一获取单元获取的幅值差集合中每个幅值差的绝对值；第二比较单元，用于将由所述第三获取单元获取的每个幅值差的绝对值与预先设置的绝对值阈值进行比较，获取所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数；第三比较单元，用于将所述幅值差集合中幅值差的绝对值大于所述预先设置的绝对值阈值的幅值差的个数与预先设置的个数阈值进行比较，获取比较结果；第二判断子单元，用于根据由所述第三比较单元的比较结果判断所述时域信号是否存在脉冲噪声。

5.根据权利要求4所述的检测脉冲噪声的装置，其特征在于，还包括：

第二选取单元，用于从由所述第一选取单元选取的采样点中选取满足预先设置的第二采样点数量的连续采样点；

第四获取单元，用于获取由所述第一获取单元获取的幅值差集合中每两个相邻幅值差的差值，用该差值替换所述幅值差集合中用于计算该差值的相邻幅值差。

6.一种检测脉冲噪声的系统，其特征在于，包括：权利要求4或5所述的检测脉冲噪声的装置。

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