CN102577198A - 信道信息压缩装置和方法、信道信息解压缩装置和方法、接收机、以及发送机 - Google Patents

信道信息压缩装置和方法、信道信息解压缩装置和方法、接收机、以及发送机 Download PDF

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Abstract

本发明的信道信息压缩装置包括对表示通信信道的状态的信道信息(CSI)进行离散余弦变换的离散余弦变换部、以及对通过离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩的信息压缩部，可在良好地保持信道信息的精度的同时进行信息压缩。

Description

信道信息压缩装置和方法、信道信息解压缩装置和方法、接收机、以及发送机
技术领域
本发明涉及信道信息压缩装置和方法、信道信息解压缩装置和方法、接收机、以及发送机。
本申请基于2009年9月16日在日本提出申请的专利申请2009-214855号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
在下一代的无线通信系统中，探讨采用MIMO(多输入多输出)系统。MIMO系统中，已知有如下技术：通过使发送机基于表示信号传输路径(通信信道)的状态的信道信息(CSI：Channel State Information(信道状态信息))对发送数据进行预编码(Precoding)，从而与不进行预编码的情况相比，能提高频率利用效率(例如，参照非专利文献1)。
此外，对于FDD(Frequency Division Duplex：频分双工)的情况，一般由接收机获取信道信息，但作为基于该信道信息对发送数据进行预编码的方法，已知有如下两种方法(1)、(2)(例如，参照非专利文献2)。
(1)将接收机获取的信道响应矩阵发送到发送机，发送机进行与该信道响应矩阵相对应的预编码。
(2)将具有多个预编码器(Precoder)的索引(Index)的码本(Codebook)在发送机和接收机间共有，将与接收机获取的信道响应矩阵相对应的预编码器的索引发送到发送机，发送机使用该索引的预编码器。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：M.Vu，A.Paulraj，“MIMO无线电线性预编码”，IEEE信号处理杂志，九月2007.(M.Vu，A.Paulraj，“MIMO Wireless LinearPrecoding”，IEEE Signal Processing Magazine，Sep.2007.)
非专利文献2：3GPP TS 36.211 V.8.7.0，五月 2009.
本发明要解决的技术问题
然而，在上述现有方法(1)中，虽然发送机能利用由接收机得到的信道响应矩阵来进行预编码，但由于从接收机传送到发送机的信道响应矩阵的信息量较多，因此，在发送该信息时使用的无线资源量变多。现有方法(2)中，虽然能删减从接收机传送到发送机的信息量，但由于能用码本来表示的预编码器的种类有限，因此，在对于由接收机得到的信道响应矩阵而言没有准确的预编码器的情况下，预编码效果较弱。
发明内容
本发明是考虑以上情况而完成的，其课题在于提供一种可在良好地保持信道信息的精度的同时进行信息压缩的信道信息压缩装置、信道信息压缩方法、及接收机。
此外，本发明的课题还在于提供与上述信道信息压缩装置、信道信息压缩方法、及接收机相对应的信道信息解压缩装置、信道信息解压缩方法、及发送机。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的信道信息压缩装置包括：离散余弦变换部，该离散余弦变换部对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换；以及信息压缩部，该信息压缩部对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，优选所述离散余弦变换部利用由表示同一通信信道的状态的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信道信息是对多载波传输方式的每一副载波获取的，所述离散余弦变换部利用由连续的副载波或等间隔隔开的副载波的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信道信息是MIMO系统的收发天线间的信道响应矩阵，所述离散余弦变换部利用由使用多载波传输方式的所述MIMO系统的各副载波的所述信道响应矩阵的相同元素构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信道信息是以一定间隔获取的，所述离散余弦变换部利用由1个或连续的与多个获取次数相对应的数量的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据使用由所述通信信道传输的信息的应用程序的要求吞吐量，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据同时利用共用无线资源的接收机的个数，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述离散余弦变换部能对所述离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，也可以为，所述离散余弦变换部能对所述离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的硬件资源在使用上的制约，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，所述接收机也可以是软件无线电接收机，所述控制部也可以根据软件无线电中能使用的存储量的制约，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置也可以包括：可变长度编码部，该可变长度编码部将所述离散余弦变换数据的压缩数据进行可变长度编码，并能对编码单位的大小进行变更；以及控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述编码单位的大小发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置也可以包括：可变长度编码部，该可变长度编码部将所述离散余弦变换数据的压缩数据进行可变长度编码，并能对编码单位的大小进行变更；以及控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的硬件资源在使用上的制约，使所述编码单位的大小发生变化。
本发明的实施方式所涉及的信道信息压缩装置中，所述接收机也可以是软件无线电接收机，所述控制部也可以根据软件无线电中能使用的存储量的制约，使所述编码单位的大小发生变化。
本发明所涉及的信道信息解压缩装置包括：信息解压缩部，该信息解压缩部将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩；以及逆离散余弦变换部，该逆离散余弦变换部对由所述信息解压缩部得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换。
本发明的实施方式所涉及的信道信息解压缩装置中，也可以为，所述信息解压缩部能对所述离散余弦变换数据的解压缩率进行变更，所述信道信息解压缩装置包括控制部，该控制部根据所述压缩数据所涉及的控制信息，对所述信息解压缩部进行控制。
本发明的实施方式所涉及的信道信息解压缩装置中，也可以为，所述逆离散余弦变换部能对所述逆离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，所述信道信息解压缩装置包括控制部，该控制部根据所述离散余弦变换数据所涉及的控制信息，对所述逆离散余弦变换部进行控制。
本发明的实施方式所涉及的信道信息解压缩装置也可以包括：可变长度解码部，该可变长度解码部将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据的可变长度编码数据进行可变长度解码，并能对编码单位的大小进行变更；以及控制部，该控制部根据所述可变长度编码数据所涉及的控制信息，对所述可变长度解码部进行控制。
本发明所涉及的信道信息压缩方法包括：对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换的步骤；以及对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩的步骤。
本发明所涉及的信道信息解压缩方法包括：将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩的步骤；以及对由所述解压缩的步骤得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换的步骤。
本发明所涉及的计算机可读取的记录介质记录有用于使计算机执行如下步骤的计算机程序：对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换的步骤；以及对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩的步骤。
由此，上述信道信息压缩装置能利用计算机来实现。
本发明所涉及的计算机可读取的记录介质记录有用于使计算机执行如下步骤的计算机程序：将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩的步骤；以及对由所述解压缩的步骤得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换的步骤。
由此，上述信道信息解压缩装置能利用计算机来实现。
本发明所涉及的接收机是MIMO系统的接收机，包括：离散余弦变换部，该离散余弦变换部对所述MIMO系统的发送机与本接收机之间的信道信息进行离散余弦变换；信息压缩部，该信息压缩部对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩；以及发送部，该发送部将所述压缩数据发送到所述发送机。
本发明所涉及的发送机是MIMO系统的发送机，包括：接收部，该接收部从所述接收机接收本发送机与所述MIMO系统的接收机之间的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据；信息解压缩部，该信息解压缩部将所述接收数据进行解压缩；逆离散余弦变换部，该逆离散余弦变换部对由所述信息解压缩部得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换；以及预编码部，该预编码部利用通过所述逆离散余弦变换获取的信道信息，对发送数据进行预编码。
发明的技术效果
根据本发明，可获得可在良好地保持信道信息的精度的同时进行信息压缩的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的无线通信系统的结构的框图。
图2是表示图1所示的信道信息压缩部的结构的框图。
图3是表示图1所示的信道信息解压缩部的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的无线通信系统的结构的框图。该无线通信系统具有MIMO发送机1和MIMO接收机2，从MIMO发送机1向MIMO接收机2进行MIMO传送。
图1中，MIMO发送机1具有预编码部11、发送部12、控制信息接收部13、及信道信息解压缩部14。预编码部11利用从信道信息解压缩部14提供的信道信息CSI，对发送数据进行预编码。发送部12具有多个发送天线，将预编码后的发送数据从多个发送天线发送。控制信息接收部13从MIMO接收机2接收控制信息。该控制信息包含信道信息压缩编码数据B和控制数据C。信道信息解压缩部14利用信道信息压缩编码数据B和控制数据C，获取信道信息。信道信息解压缩部14将所获取的信道信息CSI提供给预编码部11。
MIMO接收机2具有接收部21、信道推定部22、接收处理部23、信道信息压缩部24、控制信息发送部25、及信息获取部26。接收部21具有多个接收天线，并利用多个接收天线来接收从MIMO发送机1的多个发送天线发送来的信号。信道推定部22利用各接收天线的接收信号，推定信道信息CSI。接收处理部23利用信道信息CSI进行接收处理，获取接收数据。
信道信息压缩部24根据由信道推定部22推定出的信道信息CSI，生成信道信息压缩编码数据B。信道信息压缩部24将信道信息压缩编码数据B和控制数据C输出到控制信息发送部25。控制信息发送部25将信道信息压缩编码数据B和控制数据C发送到MIMO发送机1。信息获取部26获取用于对信道信息压缩编码数据B的生成进行控制的控制用信息A，并将该控制用信息A提供给信道信息压缩部24。
图2是表示图1所示的信道信息压缩部24的结构的框图。图3是表示图1所示的信道信息解压缩部14的结构的框图。
首先，参照图2，对信道信息压缩部24进行说明。图2中，信道信息压缩部24具有离散余弦变换(DCT：Discrete Cosine Transform)部41、信息压缩部42、可变长度编码部43、及控制这些各部的控制部44。信息压缩部42具有信息删除部45和量化部46。
从信道推定部22对DCT部41输入信道信息CSI。DCT部41将信道信息CSI进行离散余弦变换。通过对信道信息CSI进行离散余弦变换而得到的离散余弦变换数据被输出到信息压缩部42。离散余弦变换数据具有DCT系数以作为各频率分量的信息。
信息压缩部42对离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩(删减信息的比特数或删除信息)。其理由在于，表示通信信道的状态的信道信息CSI中，进行离散余弦变换后的结果是，信息集中在低频分量。因此，对于进行离散余弦变换后的信道信息，即使压缩(删减或删除)其高频分量，也能良好地保持信道信息的精度。着眼于这点，利用信息压缩部42对离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩。
信息压缩部42中，利用信息删除部45和量化部46，对离散余弦变换数据进行信息压缩。信息压缩部42将对离散余弦变换数据进行信息压缩后的压缩数据输出到可变长度编码部43。可变长度编码部43对从信息压缩部42接收到的压缩数据进行可变长度编码。可变长度编码部43将通过对压缩数据进行可变长度编码而得到的信道信息压缩编码数据B输出到控制信息发送部25。
从信息获取部2对控制部44输入控制用信息A。控制部44基于控制用信息A，对DCT部41、信息压缩部42、及可变长度编码部43的动作进行控制。控制部44将信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C输出到控制信息发送部25。
接下来，参照图3，对信道信息解压缩部14进行说明。图3中，信道信息解压缩部14具有可变长度解码部51、信息解压缩部52、逆离散余弦变换(IDCT：Inverse Discrete Cosine Transform)部53、及控制这些各部的控制部54。信息解压缩部52具有逆量化部55和信息补全部56。这些图3的各部与图2的各部对应设置。
从控制信息接收部13对可变长度解码部51输入信道信息压缩编码数据B。可变长度解码部51对信道信息压缩编码数据B进行可变长度解码。可变长度解码部51将通过对信道信息压缩编码数据B进行可变长度解码而得到的压缩数据输出到信息解压缩部52。
信息解压缩部52对从可变长度解码部51接收到的压缩数据进行信息解压缩。信息解压缩部52中，利用逆量化部55和信息补全部56，对压缩数据进行信息解压缩。信息解压缩部52将通过对压缩数据进行信息解压缩而得到的离散余弦变换数据输出到IDCT部53。IDCT部53对离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换。IDCT部53将通过逆离散余弦变换而得到的信道信息CSI输出到预编码部11。
从控制信息接收部13对控制部54输入控制数据C。控制部54基于控制数据C，对可变长度解码部51、信息解压缩部52、及IDCT部53的动作进行控制。
接下来，对本实施方式所涉及的离散余弦变换处理和逆离散余弦变换处理、信息压缩处理和信息解压缩处理、可变长度编码处理和可变长度解码处理、以及控制处理进行详细说明。
[离散余弦变换处理和逆离散余弦变换处理、以及控制处理]
设置于信道信息压缩部24的DCT部41根据信道信息，生成离散余弦变换的变换单位，并利用该变换单位来进行离散余弦变换。以下，对本实施方式所涉及的离散余弦变换的变换单位进行说明。
本实施方式中，信道信息是MIMO发送机1的多个发送天线与MIMO接收机2的多个接收天线之间的信道响应矩阵。此外，本实施方式所涉及的无线通信系统使用多载波传输方式。作为多载波传输方式，例如可举出正交频分多路复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式。
对多载波传输方式的每一副载波获取信道响应矩阵。本实施方式中，利用各副载波的信道响应矩阵的相同元素来构成离散余弦变换的变换单位。例如，在存在1024个副载波的情况下，利用信道推定部22获取与1024个副载波分别对应的1024个信道响应矩阵。该1024个信道响应矩阵中，利用相同元素(相同行且相同列的元素)来构成离散余弦变换的变换单位。
例如，对于2行2列的信道响应矩阵的情况，设信道响应矩阵的各元素为1行1列的元素a11、1行2列的元素a12、2行1列的元素a21、及2行2列的元素a22。在此情况下，从各副载波的信道响应矩阵中提取出元素a11，并仅利用元素a11来构成第1变换单位。进一步，从各副载波的信道响应矩阵中提取出元素a12，并仅利用元素a12来构成第2变换单位。进一步，从各副载波的信道响应矩阵中提取出元素a21，并仅利用元素a21来构成第3变换单位。进一步，从各副载波的信道响应矩阵中提取出元素a22，并仅利用元素a22来构成第4变换单位。DCT部41以该4个变换单位(第1至第4变换单位)为对象，按照每一变换单位来进行离散余弦变换。由此，获得与第1至第4变换单位分别对应的4个离散余弦变换数据。信息压缩部42对于每一该离散余弦变换数据，压缩离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息。
各副载波的信道响应矩阵的相同元素表示各副载波中的同一通信信道的状态。若是同一通信信道，则副载波间的状态变化平缓，可认为相关关系较高。因而，通过利用仅由表示同一通信信道的状态的元素所构成的变化单位来进行离散余弦变换，从而可期待信息集中于离散余弦变换数据所包含的低频分量。由此，即使对离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩(删减信息的比特数或删除信息)，也能良好地保持各副载波的信道响应矩阵的精度。
另外，可以利用所有的副载波来构成变换单位，或者，也可以利用一部分的副载波来构成变换单位。在利用一部分的副载波来构成变换单位的情况下，从使副载波间的通信信道状态保持较高的相关关系的观点出发，优选利用连续的副载波或等间隔隔开的副载波来构成变换单位。
以一定间隔获取信道响应矩阵。例如，对每规定数量(1个或多个)的传输帧，获取信道响应矩阵。因而，利用与规定的获取次数相对应的数量的信道响应阵列来构成离散余弦变换的变换单位。例如，可以仅利用与1个获取次数相对应的数量的信道响应矩阵来构成变换单位，或者，也可以利用与多个获取次数相对应的数量的信道响应矩阵来构成变换单位。在利用与多个获取次数相对应的数量的信道响应矩阵来构成变换单位的情况下，从使获取时刻间的通信信道状态保持较高的相关关系的观点出发，优选利用连续的与多个获取次数相对应的数量的信道响应矩阵来构成变换单位。
DCT部41能对离散余弦变换的变换单位的大小进行变更。离散余弦变换的变换单位的大小由控制部44指示。DCT部41按照来自控制部44的指示(离散余弦变换的变换单位的大小)，生成离散余弦变换的变换单位。离散余弦变换的变换单位的大小由副载波数、或信道响应矩阵的获取次数来指定。例如，在离散余弦变换的变换单位的大小由副载波数来指定的情况下，DCT部41根据与指定的副载波数相对应的数量的信道响应矩阵，生成离散余弦变换的变换单位。在离散余弦变换的变换单位的大小由信道响应矩阵的获取次数来指定的情况下，DCT部41根据与指定的获取次数相对应的数量的信道响应矩阵，生成离散余弦变换的变换单位。在离散余弦变换的变换单位的大小由副载波数及信道响应矩阵的获取次数来指定的情况下，DCT部41利用与指定的副载波数和指定的获取次数相对应的数量的信道响应矩阵，生成离散余弦变换的变换单位。
控制部44将离散余弦变换的变换单位的大小作为离散余弦变换数据所涉及的控制数据C来输出到控制信息发送部25。图3所示的信道信息解压缩部14中，控制部54将由离散余弦变换数据所涉及的控制数据C指定的离散余弦变换的变换单位的大小作为逆离散余弦变换的变换单位的大小来向IDCT部53发出指示。IDCT部53利用所指示的逆离散余弦变换的变换单位的大小，进行逆离散余弦变换。IDCT部53能对逆离散余弦变换的变换单位的大小进行变更。
控制部44基于从信息获取部2输入的控制用信息A，对离散余弦变换的变换单位的大小进行变更。以下，说明按照控制用信息A的种类对离散余弦变换的变换单位的大小进行变更的方法。
<控制用信息A：MIMO接收机2的移动速度>
控制部44根据本MIMO接收机2的移动速度，对离散余弦变换的变换单位的大小进行变更。从信息获取部26将本MIMO接收机2的移动速度作为控制用信息A提供给控制部44。在本MIMO接收机2的移动速度为基准速度以下的情况下，控制部44将离散余弦变换的变换单位的大小设为标准规模。另一方面，在本MIMO接收机2的移动速度超过基准速度的情况下，控制部44将离散余弦变换的变换单位的大小设为比标准规模要小的缩小规模。另外，也可以使离散余弦变换的变换单位的大小根据MIMO接收机2的移动速度而细分地进行阶段性变化。
若MIMO接收机2移动，则通常，信道响应矩阵发生变化，而若其移动速度较快，则可认为信道响应矩阵的变化速度也较快。因而，通过根据MIMO接收机2的移动速度来使离散余弦变换的变换单位的大小发生变化，从而调整将信道响应矩阵提供给MIMO发送机1的间隔，使MIMO发送机1中的发送数据的预编码与信道响应矩阵的变化速度相对应。即，在MIMO接收机2的移动速度较快的情况下，可认为信道响应矩阵的变化速度也较快。因而，在MIMO接收机2的移动速度较快的情况下，减小离散余弦变换的变换单位的大小，缩短将信道响应矩阵提供给MIMO发送机1的间隔，使MIMO发送机1中的发送数据的预编码易于跟随信道响应矩阵的变化。另一方面，在MIMO接收机2的移动速度较慢的情况下，可认为信道响应矩阵的变化速度也较慢，因此，即使不将信道响应矩阵频繁地提供给MIMO发送机1，也能使MIMO发送机1中的发送数据的预编码跟随信道响应矩阵的变化。因而，在MIMO接收机2的移动速度较慢的情况下，增大离散余弦变换的变换单位的大小，延长将信道响应矩阵提供给MIMO发送机1的间隔，力图删减在传输信道响应矩阵时使用的无线资源量。
<控制用信息A：MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约>
控制部44根据本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约，对离散余弦变换的变换单位的大小进行变更。从信息获取部26将本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约作为控制用信息A提供给控制部44。在本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约为基准以下的情况、即与基准等同或比其宽松的情况下，控制部44将离散余弦变换的变换单位的大小设为标准规模。另一方面，在本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约超过基准的情况、即比基准严格的情况下，控制部44将离散余弦变换的变换单位的大小设为比标准规模要小的缩小规模。另外，也可以使离散余弦变换的变换单位的大小根据MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约而细分地进行阶段性变化。
作为MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约，例如可举出存储器的使用量的制约。此外，对于是软件无线电接收机的情况，可举出软件无线电中能使用的存储量的制约。
[信息压缩处理和信息解压缩处理、以及控制处理]
信息压缩部42对离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩(删减信息的比特数或删除信息)。信息压缩部42具有信息删除部45和量化部46。以下，对本实施方式所涉及的信息压缩方法依次进行说明。
(第1信息压缩方法)
第1信息压缩方法中，将离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息(DCT系数)删除。关于删除哪个频率分量的信息(哪个DCT系数)，可以确定为是固定的，或者也可以由控制部44指定。
本实施方式中，信息删除部45进行第1信息压缩方法。若从DCT部41接收到离散余弦变换数据，则信息删除部45将该离散余弦变换数据所包含的DCT系数中的、作为删除对象的DCT系数删除，并将剩余的DCT系数输出到量化部46。
以下，对控制部44指定作为删除对象的DCT系数的情况进行说明。
在控制部44指定作为删除对象的DCT系数的情况下，控制部44向信息删除部45指示DCT系数的删除个数。由此，信息删除部45按照从最高的频率分量的DCT系数到较低的频率分量的DCT系数的顺序，将与删除个数相对应的数量的DCT系数删除。控制部44将DCT系数的删除个数作为信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C输出到控制信息发送部25。
图3的信道信息解压缩部14中，控制部54向信息补全部56指示由信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C指定的DCT系数的删除个数。信息补全部56从逆量化部55接收离散余弦变换数据。该离散余弦变换数据是由图2的信息删除部45将作为删除对象的DCT系数删除后得到的，是不完整的。信息补全部56对于从逆量化部55接收到的离散余弦变换数据，将与由控制部54指示的删除个数相对应的数量的DCT系数(按照从最高的频率分量的DCT系数到较低的频率分量的DCT系数的顺序与删除个数相对应的数量)用值“0”来补全。信息补全部56将DCT系数补全后的离散余弦变换数据输出到IDCT部53。
另外，在删除哪个DCT系数被确定为是固定的情况下，信息删除部45将被确定为是固定的作为删除对象的DCT系数删除，信息补全部56将被确定为是固定的作为删除对象的DCT系数用值“0”来补全。
控制部44基于从信息获取部2输入的控制用信息A，对DCT系数的删除个数进行变更。由此，控制部44使离散余弦变换数据的压缩率发生变化。以下，说明按照控制用信息A的种类对DCT系数的删除个数进行变更的方法。
<控制用信息A：MIMO接收机2的移动速度>
控制部44根据本MIMO接收机2的移动速度，对DCT系数的删除个数进行变更。在本MIMO接收机2的移动速度为基准速度以下的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为标准个数。另一方面，在本MIMO接收机2的移动速度超过基准速度的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为比标准个数要多的扩大个数。另外，也可以使DCT系数的删除个数根据MIMO接收机2的移动速度而细分地进行阶段性变化。
若MIMO接收机2移动，则通常，信道响应矩阵发生变化，而若其移动速度较快，则可认为信道响应矩阵的变化速度也较快。因而，通过根据MIMO接收机2的移动速度来使离散余弦变换数据的信息量发生变化，从而调整提供给MIMO发送机1的信道响应矩阵的精度，使MIMO发送机1中的发送数据的预编码与信道响应矩阵的变化速度相对应。即，在MIMO接收机2的移动速度较快的情况下，可认为信道响应矩阵的变化速度也较快，因此，即使降低信道响应矩阵的精度，预编码效果也不太下降。因而，在MIMO接收机2的移动速度较快的情况下，通过减少离散余弦变换数据的信息量，从而力图删减在传输信道响应矩阵时使用的无线资源量。另一方面，在MIMO接收机2的移动速度较慢的情况下，可认为信道响应矩阵的变化速度也较慢，因此，通过增加离散余弦变换数据的信息量，提高信道响应矩阵的精度，从而力图增大预编码效果。
<控制用信息A：要求吞吐量(requisite throughput)>
控制部44根据使用进行MIMO传输的信息的应用程序的要求吞吐量，对DCT系数的删除个数进行变更。在要求吞吐量为基准值以下的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为标准个数。另一方面，在要求吞吐量超过基准值的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为比标准个数要少的缩小个数。其理由在于，在应用程序的要求吞吐量较大的情况下，通过增加离散余弦变换数据的信息量，提高信道响应矩阵的精度，从而提高预编码效果，由此可期待增大吞吐量。另外，也可以使DCT系数的删除个数根据要求吞吐量而细分地进行阶段性变化。
<控制用信息A：同时利用接收机数>
控制部44根据同时利用共用无线资源的接收机的个数(同时利用接收机数)，对DCT系数的删除个数进行变更。本实施方式中，共用无线资源是从MIMO接收机2向MIMO发送机1发送控制信息时使用的无线资源。在同时利用接收机数为基准值以下的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为标准个数。另一方面，在同时利用接收机数超过基准值的情况下，控制部44将DCT系数的删除个数设为比标准个数要多的扩大个数。这是因为，在同时利用接收机数较多的情况下，为了节约共用无线资源，要减少离散余弦变换数据的信息量。另外，也可以使DCT系数的删除个数根据同时利用接收机数而细分地进行阶段性变化。
(第2信息压缩方法)
第2信息压缩方法中，对离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息(DCT系数)的比特数进行删减。关于删减哪个频率分量的信息(哪个DCT系数)的比特数，可以确定为是固定的，或者也可以由控制部44指定。此外，关于删减多少比特，可以确定为是固定的，或者，也可以由控制部44指定。
本实施方式中，量化部46进行第2信息压缩方法。若从信息删除部45接收到离散余弦变换数据，则量化部46对该离散余弦变换数据所包含的DCT系数中的、作为比特数删减对象的DCT系数的比特数进行删减。量化部46将进行比特数删减处理后的离散余弦变换数据(压缩数据)输出到可变长度编码部43。
以下，对控制部44指定作为比特数删减对象的DCT系数及删减多少比特的情况进行说明。
在控制部44指定作为比特数删减对象的DCT系数及删减多少比特的情况下，控制部44向量化部46指示DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数。由此，量化部46按照从离散余弦变换数据中的最高的频率分量的DCT系数到较低的频率分量的DCT系数的顺序，选择与比特数删减对象个数相对应的数量的DCT系数。接下来，量化部46进行如下处理：将所选择的DCT系数的比特数删减掉与删减比特数相对应的数量(量化比特数的删减)。控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数及删除比特数作为信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C输出到控制信息发送部25。
图3的信道信息解压缩部14中，控制部54向逆量化部55指示由信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C指定的DCT系数的比特数删减对象个数及删除比特数。逆量化部55从可变长度解码部51接收进行信息压缩后的离散余弦变换数据。该离散余弦变换数据由图2的量化部46将作为比特数删减对象的DCT系数的比特数删减掉与删减比特数相对应的数量，是不完整的。逆量化部55进行如下处理(量化比特数的补全)：对于从可变长度解码部51接收到的离散余弦变换数据，将与由控制部54指示的比特数删减对象个数相对应的数量的DCT系数(按照从离散余弦变换数据中的最高的频率分量的DCT系数到较低的频率分量的DCT系数的顺序与比特数删减对象个数相对应的数量)的比特数补全上与删减比特数相对应的数量。逆量化部55将进行比特补全后的离散余弦变换数据输出到信息补全部56。
另外，也可以仅使DCT系数的比特数删减对象个数固定，或者，也可以仅使删减比特数固定。在删减哪个DCT系数的比特数被确定为是固定的情况下，量化部46将被确定为是固定的作为比特数删减对象的DCT系数的比特数删减掉与删减比特数相对应的数量，逆量化部55将被确定为是固定的作为比特数删减对象的DCT系数的比特数补全上与删减比特数相对应的数量。此外，在删减比特数被确定为是固定的情况下，量化部46将作为比特数删减对象的DCT系数的比特数删减掉与被确定为是固定的删减比特数相对应的数量，逆量化部55将作为比特数删减对象的DCT系数的比特数补全上与被确定为是固定的删减比特数相对应的数量。
接下来，说明对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更的方法。
控制部44基于从信息获取部2输入的控制用信息A，对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更。由此，控制部44使离散余弦变换数据的压缩率发生变化。以下，说明按照控制用信息A的种类对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更的方法。
<控制用信息A：MIMO接收机2的移动速度>
控制部44根据本MIMO接收机2的移动速度，对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更。在本MIMO接收机2的移动速度为基准速度以下的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数设为各标准值。另一方面，在本MIMO接收机2的移动速度超过基准速度的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数设为比各标准值要多的扩大值。另外，也可以使DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数根据MIMO接收机2的移动速度而细分地进行阶段性变化。
由此，与上述DCT系数的删除个数的变更类似，通过根据MIMO接收机2的移动速度来使离散余弦变换数据的信息量发生变化，从而调整提供给MIMO发送机1的信道响应矩阵的精度，使MIMO发送机1中的发送数据的预编码与信道响应矩阵的变化速度相对应。
<控制用信息A：要求吞吐量>
控制部44根据使用进行MIMO传输的信息的应用程序的要求吞吐量，对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更。在要求吞吐量为基准值以下的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数设为各标准值。另一方面，在要求吞吐量超过基准值的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数设为比各标准值要少的缩小值。另外，也可以使DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数根据要求吞吐量而细分地进行阶段性变化。
由此，与上述DCT系数的删除个数的变更类似，在应用程序的要求吞吐量较大的情况下，通过增加离散余弦变换数据的信息量，提高信道响应矩阵的精度，从而提高预编码效果，可期待增大吞吐量。
<控制用信息A：同时利用接收机数>
控制部44根据同时利用共用无线资源的接收机的个数(同时利用接收机数)，对DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数进行变更。本实施方式中，共用无线资源是从MIMO接收机2向MIMO发送机1发送控制信息时使用的无线资源。在同时利用接收机数为基准值以下的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数设为各标准值。另一方面，在同时利用接收机数超过基准值的情况下，控制部44将DCT系数的比特数删减对象个数或删减比特数设为比各标准值要多的扩大值。另外，也可以使DCT系数的比特数删减对象个数及删减比特数根据同时利用接收机数而细分地进行阶段性变化。
由此，与上述DCT系数的删除个数的变更类似，在同时利用接收机数较多的情况下，可减少离散余弦变换数据的信息量，节约共用无线资源。
[可变长度编码处理和可变长度解码处理、以及控制处理]
可变长度编码部43能对可变长度编码的编码单位的大小进行变更。控制部44向可变长度编码部43指示可变长度编码的编码单位的大小。由此，可变长度编码部43利用由控制部44指示的编码单位，对从信息压缩部42接收到的压缩数据进行可变长度编码。控制部44将可变长度编码的编码单位的大小作为信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C输出到控制信息发送部25。
图3所示的信道信息解压缩部14中，控制部54向可变长度解码部51指示由信道信息压缩编码数据B所涉及的控制数据C指定的可变长度编码的编码单位的大小。可变长度解码部51利用由控制部54指示的编码单位，对从控制信息接收部13接收到的信道信息压缩编码数据B进行可变长度解码。可变长度解码部51将通过可变长度解码得到的压缩数据输出到信息解压缩部52。
控制部44基于从信息获取部2输入的控制用信息A，对可变长度编码的编码单位的大小进行变更。以下，说明按照控制用信息A的种类对可变长度编码的编码单位的大小进行变更的方法。
<控制用信息A：MIMO接收机2的移动速度>
控制部44根据本MIMO接收机2的移动速度，对可变长度编码的编码单位的大小进行变更。在本MIMO接收机2的移动速度为基准速度以下的情况下，控制部44将可变长度编码的编码单位的大小设为标准规模。另一方面，在本MIMO接收机2的移动速度超过基准速度的情况下，控制部44将可变长度编码的编码单位的大小设为比标准规模要小的缩小规模。另外，也可以使可变长度编码的编码单位的大小根据MIMO接收机2的移动速度而细分地进行阶段性变化。
由此，与上述离散余弦变换的变换单位的大小的变更类似，通过根据MIMO接收机2的移动速度来使可变长度编码的编码单位的大小发生变化，从而调整将信道响应矩阵提供给MIMO发送机1的间隔，使MIMO发送机1中的发送数据的预编码与信道响应矩阵的变化速度相对应。
<控制用信息A：MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约>
控制部44根据本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约，对可变长度编码的编码单位的大小进行变更。从信息获取部26将本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约作为控制用信息A提供给控制部44。在本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约为基准以下(与基准等同或比其宽松)的情况下，控制部44将可变长度编码的编码单位的大小设为标准规模。另一方面，在本MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约超过基准、即比基准严格的情况下，控制部44将可变长度编码的编码单位的大小设为比标准规模要小的缩小规模。另外，也可以使可变长度编码的编码单位的大小根据MIMO接收机2的硬件资源在使用上的制约而细分地进行阶段性变化。
根据上述实施方式，能良好地保持信道响应矩阵的精度，并进行信息压缩。由此，MIMO系统中，能利用MIMO发送机1对由MIMO接收机2得到的信道响应矩阵进行准确的预编码，并且，能删减从MIMO接收机2向MIMO发送机1传送的信道响应矩阵的信息量。其结果是，能确保预编码的效果，并力图删减在传输信道响应矩阵时使用的无线资源量。
以上，虽然参照附图详细描述了本发明的实施方式，但具体结构并不限于本实施方式，还包含不脱离本发明的要点的范围内的设计变更等。
例如，图2所示的信道信息压缩部24的信息压缩部42中，也可以仅设置信息删除部45或量化部46的任一方。在此情况下，图3所示的信道信息解压缩部14的信息解压缩部52中，与信道信息压缩部24的信息压缩部42相对应地仅设置逆量化部55或信息补全部56的任一方即可。
此外，图2所示的信道信息压缩部24的信息压缩部42中，也可以不设置可变长度编码部43。在此情况下，图3所示的信道信息解压缩部14中，也可以不设置可变长度解码部43。
此外，上述实施方式中，虽然适用于MIMO系统，信道信息是MIMO系统的收发天线间的信道响应矩阵，但也可以适用于MIMO系统以外的无线通信系统，将表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换。此外，上述实施方式中，虽然适用于多载波传输方式，但也可以适用于单载波传输方式。
此外，也可以将用于实现图2所示的信道信息压缩部24的功能或图3所示的信道信息解压缩部14的功能的程序记录于计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读取该记录介质中记录的程序并加以执行，从而进行信道信息压缩处理或信道信息解压缩处理。另外，此处所说的“计算机系统”可以是包含OS和周边设备等硬件的系统。
此外，所谓“计算机可读取的记录介质”，是指软盘、光磁盘、ROM、闪存器等可写入的非易失性存储器、DVD(Digital Versatile Disk：数字通用光盘)等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。
而且，所谓“计算机可读取的记录介质”，还包含像经由互联网等网络或电话线路等通信线路来发送程序时的作为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(例如DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器))那样的、将程序保存一定时间的介质。
此外，上述程序也可以从将该程序存放在存储装置等中的计算机系统经由传输介质、或通过传输介质中的传输波传输到其他计算机系统。此处，传输程序的“传输介质”是指像互联网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。
此外，上述程序也可以是用于实现部分上述功能的程序。此外，也可以是能通过与已记录在计算机系统中的程序的组合来实现上述功能的程序，即差分文件(差分程序)。
工业上的实用性
本发明能适用于采用进行预编码的MIMO(Multiple Input MultipleOutput：多输入多输出)系统的无线通信系统等，利用本发明，能在良好地保持信道信息的精度的同时进行信息压缩。
标号说明
1 MIMO发送机
2 MIMO接收机
11 预编码部
12 发送部
13 控制信息接收部
14 信道信息解压缩部
21 接收部
22 信道推定部
23 接收处理部
24 信道信息压缩部
25 控制信息发送部
26 信息获取部
41 DCT部
42 信息压缩部
43 可变长度编码部
44 控制部
45 信息删除部
46 量化部
51 可变长度解码部
52 信息解压缩部
53 IDCT部
54 控制部
55 逆量化部
56 信息补全部

Claims (24)

1.一种信道信息压缩装置，其特征在于，包括：
离散余弦变换部，该离散余弦变换部对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换；以及
信息压缩部，该信息压缩部对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩。
2.如权利要求1所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述离散余弦变换部利用由表示同一通信信道的状态的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
3.如权利要求2所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信道信息是对多载波传输方式的每一副载波获取的，
所述离散余弦变换部利用由连续的副载波或等间隔隔开的副载波的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
4.如权利要求2所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信道信息是MIMO系统的收发天线间的信道响应矩阵，
所述离散余弦变换部利用由使用多载波传输方式的所述MIMO系统的各副载波的所述信道响应矩阵的相同元素构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
5.如权利要求2至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信道信息是以一定间隔获取的，
所述离散余弦变换部利用由1个或连续的与多个获取次数相对应的数量的信道信息构成的变换单位，进行所述离散余弦变换。
6.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，
所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
7.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，
所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据使用由所述通信信道传输的信息的应用程序的要求吞吐量，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
8.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述信息压缩部能对所述离散余弦变换数据的压缩率进行变更，
所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据同时利用共用无线资源的接收机的个数，使所述离散余弦变换数据的压缩率发生变化。
9.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述离散余弦变换部能对所述离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，
所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
10.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述离散余弦变换部能对所述离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，
所述信道信息压缩装置包括控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的硬件资源在使用上的制约，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
11.如权利要求10所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述接收机是软件无线电接收机，
所述控制部根据软件无线电中能使用的存储量的制约，使所述离散余弦变换的变换单位的大小发生变化。
12.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，包括：
可变长度编码部，该可变长度编码部将所述离散余弦变换数据的压缩数据进行可变长度编码，并能对编码单位的大小进行变更；以及
控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的移动速度，使所述编码单位的大小发生变化。
13.如权利要求1至4的任一项所述的信道信息压缩装置，其特征在于，包括：
可变长度编码部，该可变长度编码部将所述离散余弦变换数据的压缩数据进行可变长度编码，并能对编码单位的大小进行变更；以及
控制部，该控制部根据接收所述通信信道的接收机的硬件资源在使用上的制约，使所述编码单位的大小发生变化。
14.如权利要求13所述的信道信息压缩装置，其特征在于，
所述接收机是软件无线电接收机，
所述控制部根据软件无线电中能使用的存储量的制约，使所述编码单位的大小发生变化。
15.一种信道信息解压缩装置，其特征在于，包括：
信息解压缩部，该信息解压缩部将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩；以及
逆离散余弦变换部，该逆离散余弦变换部对由所述信息解压缩部得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换。
16.如权利要求15所述的信道信息解压缩装置，其特征在于，
所述信息解压缩部能对所述离散余弦变换数据的解压缩率进行变更，
所述信道信息解压缩装置包括控制部，该控制部根据所述压缩数据所涉及的控制信息，对所述信息解压缩部进行控制。
17.如权利要求15或16所述的信道信息解压缩装置，其特征在于，
所述逆离散余弦变换部能对所述逆离散余弦变换的变换单位的大小进行变更，
所述信道信息解压缩装置包括控制部，该控制部根据所述离散余弦变换数据所涉及的控制信息，对所述逆离散余弦变换部进行控制。
18.如权利要求15或16所述的信道信息解压缩装置，其特征在于，包括：
可变长度解码部，该可变长度解码部将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据的可变长度编码数据进行可变长度解码，并能对编码单位的大小进行变更；以及
控制部，该控制部根据所述可变长度编码数据所涉及的控制信息，对所述可变长度解码部进行控制。
19.一种信道信息压缩方法，其特征在于，包括：
对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换的步骤；以及
对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩的步骤。
20.一种信道信息解压缩方法，其特征在于，包括：
将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩的步骤；以及
对由所述解压缩的步骤得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换的步骤。
21.一种计算机可读取的记录介质，其特征在于，该记录介质记录有用于使计算机执行如下步骤的计算机程序：
对表示通信信道的状态的信道信息进行离散余弦变换的步骤；以及
对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩的步骤。
22.一种计算机可读取的记录介质，其特征在于，该记录介质记录有用于使计算机执行如下步骤的计算机程序：
将表示通信信道的状态的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据进行解压缩的步骤；以及
对由所述解压缩的步骤得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换的步骤。
23.一种接收机，该接收机是MIMO系统的接收机，其特征在于，包括：
离散余弦变换部，该离散余弦变换部对所述MIMO系统的发送机与本接收机之间的信道信息进行离散余弦变换；
信息压缩部，该信息压缩部对通过所述离散余弦变换得到的离散余弦变换数据中包含的高频分量的信息进行压缩；以及
发送部，该发送部将所述压缩数据发送到所述发送机。
24.一种发送机，该发送机是MIMO系统的发送机，其特征在于，包括：
接收部，该接收部从所述接收机接收本发送机与所述MIMO系统的接收机之间的信道信息的离散余弦变换数据的压缩数据；
信息解压缩部，该信息解压缩部将所述接收数据进行解压缩；
逆离散余弦变换部，该逆离散余弦变换部对由所述信息解压缩部得到的离散余弦变换数据进行逆离散余弦变换；以及
预编码部，该预编码部利用通过所述逆离散余弦变换获取的信道信息，对发送数据进行预编码。
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