CN103262431A - 用于执行m2me故障切换机制的方法和用于提供m2me故障切换机制的设备 - Google Patents
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Abstract
通过引入扩展M2ME(M2ME/毫微微)提供备选接入点,该备选接入点除了能作为M2ME进行操作之外,还能够作为毫微微小区进行操作。M2ME/毫微微被配置为:识别在与归属地运营商的传统网络连接中的连接中断,并通过在M2ME/毫微微和归属地运营商之间提供备选、固定连接,来响应这种中断。还提供了M2ME和归属地运营商的节点,M2ME被配置为:由于无线连接的连接中断,当需要时,接入M2ME/毫微微,而归属地运营商的节点被配置为:由于无线连接的连接中断,当需要时,在M2ME/毫微微和节点之间建立备选固定连接。
Description
技术领域
本公开涉及用于向M2ME和归属地运营商之间的失败连接提供备选的方法、提供这种选择的设备以及可以利用这种选择的设备。
背景技术
机器到机器(M2M)通信是能够在各种区域中进行数据通信的形式,可以在特定M2M设备(M2ME)之间应用并管理该机器到机器(M2M)通信而不需要任何人的交互。
图1示出了典型3G网络构架,该典型3G网络构架使M2ME(这里由M2ME 100代表)在备选归属地运营商可访问的情况下能够与归属地运营商(HO)(一般可以被称为是所选择的归属地运营商(SHO))相连并通信,向M2ME提供一个或更多个服务。一般来说,在相同地理区域中使用相同(或类似)服务的多个M2ME与相同HO相连,并可以认为是专用M2ME组。
如图1所示,M2ME 100可以通过首先与在M2ME 100和HO 103之间提供无线连接的接入点相连,来与HO 103相连。在图1中,虚拟网络运营商或访问网络运营商(VNO)101经由无线网络(例如,3G或4G网络)向M2ME提供无线接入。一旦M2ME 100已经建立了与HO 103的无线接入时,M2ME 100可以执行传统注册过程,与注册运营商(RO)102以及平台验证授权(PVA)104交互。尽管未在图1中示出,RO 102一般包括发现和注册功能(DRF)、初始连接功能(IFC)和下载和提供功能(DPF),下载和提供功能(DPF)和PVA 104一同用于执行M2ME的注册。备选地,DPF可以驻留在HO 103中,而不是在RO 102中。
可以在3GPP TR 33.812“Feasibility Study on the SecurityAspects of Remote Provisioning and Change of Subscription forM2M Equipment”中研究如何为M2ME提供3G连接性的更多细节。
在本文件中引用的M2ME可以被配置为完全自包含设备或具有接口的设备,接口使各个M2ME能够与外部设备(例如,传感器和/或现场服务设备)附接。
不论所应用的网络配置如何,实际上,任何M2ME场景将假定VNO和M2ME之间的连接总是保持出现,因为如果没有蜂窝连接,此类型应用将一般不能可靠地操作。然而,实际上,在当前可用M2ME应用中,不能保证持久连接。
通用集成电路卡(UICC)是在移动用户设备(UE)中所使用的智能卡,被适配用于向HO 103的无线网络接入。UICC确保UE处理的所有类型的个人数据的完整性和安全性。针对UMTS,通用订户标识模块(USIM)一般在UICC上运行。利用UMTS版本5,如果要在移动终端上应用IP多媒体子系统(IMS)中的服务,取而代之地需要新应用(IP多媒体服务标识模块(ISIM))。
对于提供M2ME功能的移动终端,USIM或ISIM应用可以要么驻留在UICC中,或作为分离的实体驻留在M2ME中。在前一种情况中,UICC可以要么物理地与M2ME集成,要么它可以被实现为可移除UICC(UICC被配置为携带USIM/ISIM),而在后一种情况中,可以以保护模块的方式在M2ME中集成且嵌入该USIM/ISIM应用,而不需要物理UICC。
机器通信标识模块(MCIM)应用是:一旦通过例如向M2ME推送MCIM的方式从HO向M2ME分配时,能够应用在M2ME并可以要么驻留在M2ME的UICC中要么驻留在M2ME中而不需要物理UICC的USIM/ISIM应用。
一旦MCIM拥有M2ME,归属地运营商可以管理订阅,从而允许M2ME建立与归属地运营商的通信。
改变订阅是代价高的处理,因为这可以涉及对现场M2ME的代价高的物理维护工作,特别是对于涉及大量M2ME的场景。因为需要小心地保护UICC和/或MCIM不受损害和盗窃,改变订阅还需要较重大的过程,因为一般M2ME是不被留意的。
存在大量有趣的应用领域和使用场景可用于M2ME 3G和4G通信。在一个场景中,可以在诸如高速公路高架桥、道路的远程延伸或需要交通监视的其他交通建筑物的地方安装适用于经由各自M2ME功能来利用蜂窝连接的交通摄像机。
摄像机还可以需要同时安全本地WLAN连接,使得例如为了通过摄像机布置,测量经过车辆的平均速度的目的,一个摄像机可以与放置在道路更远处的下一摄像机通信。将需要连同订阅凭证一起安全地提供这些摄像机。当在大片区域上布置摄像机时,还可以需要在布置之后能够为给定摄像机选择载波,也必须合适地使这种选择处理安全。此外,将需要对订阅数据进行安全的布置后改变。
在另一场景中,参考M2ME在远程测量应用中的使用,居住客户对设施的改变还可以需要运营商的改变。设施自身可以切换运营商,需要在受限的时间帧中改变散布在较大地理区域上的很多米。这些改变的管理还可以需要非常复杂的会计机制。如果不具有远程改变订阅的能力,服务人员可能需要访问每个受影响的设备。对于商业应用,例如由于地理、极端环境条件和/或由于需要中断制造处理(例如,石化提炼处理),获得对已布置设备的物理接入可能是昂贵的。因此,期望用于能够实现订阅改变的远程装置。
在另一场景中,M2ME可以和贩售机一起使用。然而,贩售机遭受对它们物品的经常袭击,这还增加了对机器中包含的其他有价物品的威胁。通常,贩售机连接可以来自家庭Node B或来自M2M订户经营场所中的3GPP I-WLAN接入。
如在上述不同场景中所示,M2ME计划用在各种类型的关键任务布置中,其中,无线网络接入失败可能会有严重的后果,在某些情形(例如,交通监督)下,甚至会有潜在致命后果。
对潜在无线破坏场景(由至少两个M2ME应用的传统通信方式正在承担不能操作的风险)的更可靠的解决方案因此是对于上述场景进行例证以及针对很多其他潜在M2M3应用的需求。
发明内容
本申请的目的是用于解决上述问题中的至少一些。更具体地,本申请的目的是:也在已经发生M2ME与归属地运营商的普通无线连接的连接中断之后,使M2ME能够维持与归属地运营商的连接。
通过引入扩展M2ME(在本申请中,被称为是M2ME/毫微微)提供备选接入点,该备选接入点除了能作为M2ME进行操作之外,能够作为毫微微小区进行操作。修改的M2ME被配置为:由于无线连接的连接中断,当需要时,接入M2ME/毫微微,并且提供了归属地运营商的节点,该节点被配置为在M2ME/毫微微和节点之间建立备选固定连接。
根据第一方案,提供了M2ME/毫微微(在本发明内容中被称为是第一M2ME)。所述第一M2ME包括可操作用于执行第一处理的处理器,所述第一处理能够经由第一无线接入点与归属地运营商建立无线连接。
所述处理器还可操作用于执行能够实现虚拟毫微微小区的第二处理,所述虚拟毫微微小区可以作为针对M2ME的备选无线接入点操作,可作为传统M2ME(在本发明内容中,被称为是第二M2ME)操作,并且,所述第一处理包括链路状态监视器,所述链路状态监视器能够监视所述第一处理的所述无线连接,并在监视针对第一处理的无线连接中断的情况下,能够发起所述第二处理,并能够发起所述毫微微小区和所述归属地网络之间的固定连接。
因此,所提出的M2ME/毫微微(即,所述第一M2ME)能够自动地发起毫微微小区并建立备选固定连接,所述备选固定连接可用于:响应于识别通常由M2ME使用的无线连接正遭受连接中断,在所述毫微微小区和所述归属地运营商之间进行通信。
通过引入第一M2ME,位于所述第一M2ME附近的传统M2ME(即,第二M2ME)将能够自动地接入所述第一M2ME的毫微微小区,并恢复与所述归属地运营商的通信。
与应用传统毫微微小区配置相比,使用虚拟毫微微小区方法的两个优点是:可以获得资源节省,以及减少所需开销。当应用虚拟毫微微小区时,因为相同计算硬件管理所述M2ME和所述毫微微,则节省硬件资源。当应用虚拟时,因为仅需要向单个硬件而不是两个硬件供电,则功率是节省的另一资源。从开销的角度看,技术方案所有者投资于单个硬件单元而不是两个硬件单元(这是独立毫微微和独立M2ME时的情况)。
在固定连接发起期间,所述第一处理一般被配置为:通过向归属地运营商提供与所述毫微微小区相关的联系信息,向所述归属地运营商进行认证,从而向所述归属地运营商通知所述第一M2ME能够还作为毫微微小区操作。
一般来说,所述第一处理被配置为:向第一MCIM中的所述归属地运营商提供所述联系信息,并在所述第一M2ME中安装专用于所述第二处理并由所述归属地运营商提供的第二MCIM。
除了发起虚拟毫微微小区之外,所述第一处理还可以被配置为实现虚拟M2ME,从而能够实现所述M2ME/毫微微的更灵活配置。
根据一个实施例,所述第一M2ME可以具有管理程序(402),所述管理程序(402)能够在所述第一处理(500a、500b、500c)中运行第一操作系统(OS 1),并能够在所述第二处理(501a、501b、501c)中运行第二操作系统(OS 2)。
根据第二实施例,所述第二M2ME可以不包括管理程序,而包括能够在所述第一处理中运行的第一操作系统(主机OS),其中,所述第一操作系统能够对能够在所述第二处理中运行的第二操作系统(客户端OS)充当主机操作系统。
根据第二可能实施例,所述第一处理可以被配置为:经由固定接口或拨号接口中任意一个,发起所述固定连接。
除了能够发起所述第一M2ME的第二处理之外,所述链路状态监视器还可以被配置使得:如果所述无线连接再次可接受,能够触发所述第二处理的终止。更具体地,所述链路状态监视器可以被配置为:在监视到满足至少一个预定条件(可以例如被定义为特定质量测量)的经由所述第一无线接入点的无线连接的情况下,终止所述第二处理。
根据另一方案,提供了被配置为执行传统M2ME功能的第二M2ME。为了能够经由VNO并经由所述第一M2ME的毫微微小区接入归属地运营商,所述第二M2ME被配置使得:能够经由第一接口(接口1)和第一无线接入点(VNO)与所述归属地运营商连接,并能够经由第二接口并经由根据权利要求1-9所述的第一机器到机器设备与所述归属地运营商连接。
根据另一方案,提供了由第一M2ME执行的方法。所建议的方法执行已经经由第一无线接入点与归属地运营商已建立无线连接的第一处理,其中,正在监视由所述第一无线接入点提供的所述连接,并且在监视期间识别出无线连接中断时,发起与所述归属地运营商的固定连接的建立。
此外,发起实现毫微微小区的第二处理,其中,所述虚拟毫微微小区对第二M2ME可作为备选无线接入点而操作。
所述固定连接的建立一般包括:执行可以通过向所述归属地运营商提供与所述毫微微小区相关的联系信息而实现的向所述归属地运营商的认证。一般地,向所述归属地运营商提供第一机器通信标识模块(MCIM)中的所述联系信息,紧接着从所述归属地运营商接收专用于所述毫微微小区的第二MCIM,以及在所述第一M2ME上安装专用于所述毫微微小区的MCIM。
一般可以经由固定接口或拨号接口执行所述固定连接。
可以通过链路状态监视器产生毫微微小区发起指令,并通过指示管理程序根据所述指令发起毫微微小区来发起所述第二处理。
为了使所述第一M2ME能够恢复与所述无线接入点的连接,所述方法还可以包括链路状态监视器产生毫微微小区终止指令的其他步骤,所述毫微微小区终止指令指示管理程序在监视期间识别出经由所述第一无线接入点提供的、满足至少一个预定义条件的无线连接的情况下,终止所述毫微微小区。
在所述第一M2ME不包括管理程序的情况下,可以由被指示执行所需要的步骤的客户端操作系统取而代之地执行发起以及(还可选地)终止第二处理的对应过程。
根据另一方案,提供了归属地运营商的网络节点。所述网络具有被配置为在第一M2ME和所述归属地运营商之间建立无线连接的单元(这里也被称为是连接单元)。此外,所建议的连接单元被配置为指示所述第一M2ME发起实现毫微微小区的处理,并在所述网络节点和所述第一M2ME之间建立固定连接,使得第二M2ME可以经由所述毫微微小区和所述固定连接与所述归属地运营商连接。
更具体地,所述连接单元被配置为指示所述第一M2ME响应于经由不是用于建立无线连接信道的信道,从所述第一M2ME接收连接建立请求,发起所述处理。通过考虑信道的改变,可以容易地确定:所述第一M2ME需要从一个连接选择到备选连接选择的切换。
此外,或作为考虑信道改变的备选,所述连接单元可以被配置使得其能够识别无线连接的连接中断,并在识别出这种连接中断的情况下,请求第一M2ME发起毫微微处理。
此外,所述连接单元还能够识别包括第一M2ME的M2ME组遭遇连接中断,并被配置为:响应于识别出这种连接中断,通过向第一M2ME发送指令来响应连接建立请求。备选地,可以和上述信道改变方案结合应用这种方案。
连接单元一般被配置为请求第一M2ME发起毫微微处理,其中,当在第一M2ME上执行所述毫微微处理时,能够响应于从第一M2ME接收建立请求,经由固定连接向所述归属地运营商提供第二M2ME处理。
根据另一方案,提供了归属地运营商的网络节点执行的方法。所述方法在第一M2ME和所述归属地运营商之间建立无线连接的节点上执行。指示所述第一M2ME发起实现毫微微小区的处理,并在所述第一M2ME和所述网络节点之间建立固定连接,从而使得第二M2ME能够经由所述毫微微小区和所述固定连接与所述归属地运营商连接。
响应于经由不是用于建立无线连接信道的信道从所述第一M2ME接收到连接建立请求,可以向所述第一M2ME提供指令。
备选地,或除了上述信道改变备选之外,在识别针对无线连接的连接中断的情况下,可以发送使第一M2ME发起毫微微处理的指令。
可以单独应用或与信道改变备选结合应用的用于响应于连接建立请求的其他备选触发可以基于识别包括第二M2ME的M2ME组遭受连接中断。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明,在附图中:
图1是根据现有技术的能够向M2ME提供无线接入的网络解决方案的系统总览。
图2是另一网络技术方案的系统总览
该网络技术方案出了向M2ME提供无线接入,还能够经由扩展M2ME(包括合并的M2ME/毫微微功能)向M2ME提供备选接入可能性。
图3是根据现有技术的用于将家庭Node B连接到核心服务网的网络构架的简单说明。
图4a是根据现有技术的虚拟计算机构架的说明。
图4b是根据现有技术的备选虚拟计算机构架的另一说明。
图5a是根据一个实施例的M2ME/毫微微的方框结构,其中,M2ME/毫微微能够执行M2ME处理和虚拟毫微微处理。
图5b是根据另一实施例的M2ME/毫微微的逻辑方框结构,其中,M2ME/毫微微被配置为运行都是虚拟处理的M2ME处理和毫微微处理。
图5c是根据另一实施例的M2ME/毫微微的逻辑方框结构,其中,M2ME/毫微微能够执行应用主机和客户端操作系统而不是管理程序的虚拟M2ME处理和虚拟毫微微处理。
图6是示出了M2ME/毫微微的物理方框结构,M2ME/毫微微被配置为向相邻M2ME提供备选接入可能性的物理方框结构。
图7是示出了M2ME的物理方框结构,M2ME被配置为经由无线接入网与归属地运营商连接,或在连接中断的情况下,经由可经由M2ME/毫微微可接入的备选接入网与归属地运营商连接。
图8是示出了根据现有技术的提供M2ME的信号图。
图9是示出了在M2ME/毫微微的方法的信号图,在该方法中,由于M2ME功能经历的无线连接中断,导致从M2ME功能向毫微微功能切换。
图10是示出了经由M2ME/毫微微与归属地网络建立备选连接的在M2ME的方法的另一信令图。
图11是示出了在M2ME/毫微微可执行的用于在M2ME和毫微微功能之间切换的方法的流程图。
图12是示出了在M2ME可执行的用于确保经由传统或备选接入的连接的方法的另一流程图。
图13是归属地运营商的网络节点的简化方框结构,归属地运营商被配置为管理M2ME和M2ME/毫微微的发起。
图14是示出了要由归属地运营商的节点执行的方法的流程图,该方法具有管理M2ME/毫微微和节点之间的连接建立的目的。
具体实施方式
尽管本申请覆盖参考所公开的附图在下文中所描述的方法和布置的各种备选实施例,应当理解,特定描述和附图不意在将本发明的范围限制于所公开的特定形式。相反,所述发明的范围可以看作是包括落入所附权利要求中所述的本发明的精神和范围中的其所有修改和备选结构。
尽管本申请提到可作为针对M2ME的备选接入点而操作的毫微微小区,应当理解,还可以应用被配置为向各种类型的设备提供对应无线接入可能性的其他类型的低功率无线接入点。
此外,尽管给定的示例提到3G通信网络,应当理解,本申请中所描述的转接机制还可以应用在能够实现对应备选网络接入选择的其他通信网络中。
至少针对上文中阐述的原因,建议备选、扩展M2ME配置(在下文中将被称为是M2ME/毫微微)。在图2中示出了用于支持M2ME/毫微微实现的简化系统构架。在下文中,本申请中的M2ME被看作是具有M2ME功能的设备,被配置为:一般经由VNO与无线接入网连接,以及每当经由VNO的连接不可用时,与M2ME/毫微微连接。
图2的M2ME/毫微微200包括可以被看作是故障切换(fail-over)机制的机制,该机制能够实现M2ME/毫微微的扩展M2ME功能以发现连接中断,并自动地在M2ME/毫微微200上自动地实例化毫微微功能来响应这种情况,导致M2ME/毫微微200(至少从连接的角度)从作为传统M2ME操作切换到作为毫微微小区操作,并且每当经历与VNO 101的连接中断时,在M2ME/毫微微200和HO 103之间建立固定连接。固定连接可以基于是用于毫微微小区和家庭运营商之间连接建立的任意固定技术(包括无线固定接入(例如,微波链路))。
从而,不具有这种切换功能但具有M2ME/毫微微上信息并也经历无线连接中断的任意M2ME 100a、100b可以通过无线地接入毫微微小区并经由由M2ME/毫微微提供的备选固定连接与家庭运营商连接,恢复经由由M2ME/毫微微提供的备选接入可能性的连接。
更具体地,M2ME/毫微微200被配置作为除了包括传统M2ME功能之外,还包括被配置为激活毫微微小区的功能的布置(配置作为虚拟毫微微小区)。为了实现这种布置,首先提供传统M2ME功能的M2ME处理被配置为发起提供毫微微功能(可用于向家庭运营商提供备选接入)的毫微微处理。
因此,已经被预配置为搜索并连接M2ME/毫微微200的任意M2ME将能够在其经历无线连接中断的情况下,使用可选的备选连接。
M2ME/毫微微200可以属于连同一个或更多个M2ME的组,其中,属于此组的每个M2ME 100a、100b可以在经历无线连接中断的情况下,有权利与M2ME/毫微微200连接。可以预定义这种组,也可以备选地基于ad-hoc创建这种组。
毫微微小区是一种低功率无线接入点,被配置为:为了使用住宅数字订户线(DSL)或电缆宽带连接将标准移动UE(例如,膝上型计算机、蜂窝电话或机顶盒)连接到移动运营商网络的目的,在许可频谱中操作。根据3GPP所定义,毫微微小区还可以被称为是家庭Node B(HNB)。
图3是示出了包括HNB 300的接入网的简化网络构架,其中,HNB 300一般经由Iu-h口与HNB网关(301;HNB GW)连接,使得HNB可以访问经由核心服务网302提供的现有住宅宽带服务(未示出)。Iu-h口通过因特网提供安全和可度量通信。Iu-h还定义用于基于Iu业务传输的高效和可靠方法以及被称为是家庭Node B应用部分(HNBAP)的新控制协议,被配置为能够实现高可度量ad-hoc HNB布置。HNB提供针对3G UE以及其他可接入设备的3G无线电覆盖,集成标准Node B和标准无线网络控制器(RNC)的无线资源管理功能的能力。
虽然图3仅示出了一个HNB,HNB GW一般将来自大量HNB的业务通过标准Iu-cs和Iu-ps口聚集回到现有核心服务网。虽然在图3中未示出,一般在HNB和HNB GW之间提供安全网关用于能够实现更安全的数据分发。
作为用于在制造期间或在购买期间配置设备的备选,可以取而代之地以通过应用虚拟化方式的更灵活的方式,实现要在设备上应用的一些或所有功能。当应用虚拟化时,一般被配置使得其可以使用与共享硬件和/或软件相关资源的与软件相关的功能(或虚拟机)替换基于传统硬件的设备,并因此除了其灵活性之外,还可以提供更加具有成本效率的备选。
现在将分别参考图4a和4b在下文中描述要在合适设备中应用的并在其技术领域中周知的以下两个备选虚拟计算机构架。
图4a是根据一个实施例配置的虚拟计算机构架400a的简单说明。取代在硬件401上运行一个操作系统,管理程序402(还被称为是虚拟机监视器)被配置使得其能够作为一个或更多个操作系统(OS 1、OS 2)与硬件之间的中间件而运行。为了管理可以在两个或更多个虚拟机(这里被称为是虚拟机1和虚拟机2,在虚拟机1和虚拟机2中,可以运行各自操作系统(OS 1、OS 2))之间可以共享的资源的目的,管理程序402具有充当硬件控制器的目的。在本情况下,OS1在虚拟机1上运行,而OS2在虚拟机2上运行。更具体地,管理程序402的两个主要任务一般是:能够实现一个或更多个虚拟机的实例化,提供共享硬件资源并确保以公平地方式在不同操作系统之间共享所共享的资源。任意操作系统(例如,Windows OS、Linux OS(例如,Fedora、Ubuntu或Freebds))可以用在这种虚拟配置中。
图4b中示出了根据另一备选实施例的另一虚拟化计算机构架400b,其中,直接在硬件401上运行主机操作系统(这里被称为是主机OS),并且在各个虚拟机中分别运行各个客户端操作系统(这里被称为是客户端OS1和客户端OS2)。所描述的计算机构架400b能够执行两个虚拟机(虚拟机1和虚拟机2)。
为了举例和进一步说明的目的,将参考图5a-5c在下文中更详细地描述可以根据上述概念中任意一个操作的M2ME/毫微微以及在M2ME/毫微微上可执行的方法。将理解,所描述的M2ME/毫微微一般形成设备的部分,可以限于执行所描述的切换机制或还能够执行其他任务(例如,测量或监视处理)。
图5a是根据一个实施例的M2ME/毫微微200a’的简化逻辑方框结构,被配置为:当执行M2ME处理500a时,执行传统M2ME任务,或者当在M2ME/毫微微200a’上还执行虚拟化毫微微处理501a时,作为毫微微小区(或更具体地作为虚拟毫微微小区)。M2ME处理500a被配置为:执行(或实现)包括至少用于与家庭运营商建立无线通信的功能的传统M2ME功能,根据本领域周知的M2ME过程,使M2ME能够订阅网络运营商。
M2ME处理500a具有装置(下文中被称为是链路状态监视器502a)或任意相应布置,该装置被配置为:当M2ME处理经由VNO提供的无线接入,向家庭网络提供连接时,监视M2ME处理500a的状态。
在检测到连接中断(取决于M2ME的所选配置,可以被定义为从完全连接失败到具有在所述监视期间未达到最低质量等级的质量的连接)时,链路状态监视器502a还被配置为:指示管理程序402在M2ME/毫微微200a’上激活或实例化虚拟毫微微处理501a,使得可以经由由虚拟毫微微处理实现的虚拟毫微微小区可以提供备选连接。
链路状态监视器502a可以被配置为:当M2ME/毫微微200a’的M2ME处理500a和VNO之间的连接质量低于预定阈值时,或当确定连接完全断开时,识别连接中断。可以在先前所述的标准文档3GPP TR 33.812中找到此问题的更多细节。
所述监视功能可以例如被配置使得:由M2ME/毫微微200a’的链路状态监视器502a监视从扩展M2ME连接的家庭运营商,通常在定期间隔发出的心跳,并使得:当对于特定时间未收到心跳时,这被解释为连接中断。对于此目的,M2ME处理501a可以包括可选定时器(未示出),在识别中断时,启动该可选定时器,而当再次恢复连接时,终止可选定时器。本领域技术人员周知针对所述目的使用这种定时器,因此,该定时器是在本发明的范围之外。针对此原因,在本申请中将不会进一步描述此功能。
备选地,一般由无线电资源控制(RCC)管理的(如在3GPP TS 25.331中所规定的)传统初始小区重选过程可以用作链路状态监视器的数据输入。
当在RCC中触发小区重选时(一般在已经重复执行了用于重建无线连接的失败尝试之后),M2ME/毫微微将进入空闲模式。因此,链路状态监视器可以被配置为:当识别M2ME/毫微微已经进入空闲模式时,触发毫微微小区发起。
一旦已经实例化了虚拟毫微微处理,链路状态监视器502a还被配置为:在M2ME/毫微微200a’和家庭运营商之间建立固定通信,使得M2ME/毫微微200a’的毫微微处理可以在M2ME/毫微微200a’和家庭运营商之间提供固定接入。
根据参考图5b描述的备选实施例,示出了M2ME/毫微微200b’的另一逻辑构架,其中M2ME和毫微微小区功能被配置为各个虚拟机或处理(也就是虚拟M2ME处理和虚拟毫微微处理)。虚拟M2ME处理包括链路状态监视器502b,链路状态监视器502b与上文参考第一实施例所描述的链路状态监视器相对应,但在本实施例中,链路状态监视器502b被配置为监视虚拟M2ME处理。相应地,虚拟M2ME处理500b被配置为与上述M2ME处理相对应的方式进行操作。
图5c是根据另一实施例的逻辑M2ME/毫微微200c’的说明,其中,主机操作系统(主机OS)代替管理程序,直接在M2ME/毫微微200c’的硬件405上运行,充当对于客户端操作系统(客户端OS)的主机,在由链路状态监视器502c实例化之后,其在虚拟毫微微处理501c中运行。链路状态监视器502c被配置为:对虚拟毫微微处理进行作用,使得可以经由主机OS和客户端OS实例化并终止链路状态监视器502c。
一般来说,在上述任意实施例中,在由于从链路状态监视器502a、502b、502c向管理程序402(或者如果未应用管理程序,向主机OS和客户端OS)发送用于从M2ME功能向毫微微小区功能切换的指令,导致已经发生了从M2ME向毫微微小区切换之后,M2ME处理继续运行,并且链路状态监视器502a、502b、502c继续监视M2ME处理的状态。
当M2ME/毫微微正在作为毫微微小区操作时,M2ME可以继续并行执行一个或更多个任务(例如,执行传感器数据收集)。
从而,链路状态监视器将取决于针对M2ME/毫微微的连接需求建立,能够识别与VHO的无线连接何时再次可接受或出现。在识别出这种事件时,链路状态监视器502a、502b、502c可以被配置为向管理程序402或经由主机OS向客户端OS指示终止虚拟毫微微处理。伴随M2ME处理现在再次经历与VNO的无线连接并且毫微微处理终止,M2ME/毫微微继续作为传统M2ME而操作。
为了实现可操作的M2ME/毫微微,必须实现上述逻辑机构中任意一个,使得M2ME/毫微微可以经由备选连接与家庭运营商进行通信,并使得M2ME可以无线地访问M2ME/毫微微,并使用备选连接。
图6是M2ME/毫微微200的物理构架的简单说明。在本实施例中,M2ME/毫微微200在设备600上实现,M2ME/毫微微200包括其他功能(例如,感应、测量和/或监视装置(未示出)),与M2ME/毫微微200交互,但M2ME/毫微微200还可以被配置为独立设备。
M2ME/毫微微200包括一个或更多个处理器(在本实施例中,以处理器601作为示例),处理器被配置为执行(根据所应用的实施例可以是虚拟的或非虚拟的)M2ME处理和(根据上述实施例中任意一个的)虚拟毫微微处理。M2ME/毫微微200还包括存储装置(在本实施例中,这里由寄存器602表示),存储装置使处理器601能够访问当与归属地运营商建立连接时一个或更多个接入点搜索的信息。除非被存储在另一存储装置中(特别是被适配用于这种目的),寄存器602还可以具有当与归属地运营商建立连接时维持MCIM的功能。M2ME/毫微微200还包括与处理器601可操作地连接的通信单元603,并且通信单元603被配置为:经由一般是标准I-v接口的第一接口(接口1)与无线接入点进行通信。此外,M2ME/毫微微200的通信单元603被配置为:当毫微微处理正在执行时,经由可以是例如标准I-w接口的第二接口(接口2)与传统M2ME进行通信,从而为传统M2ME提供备选接入点,并且经由可以是例如标准Iu-h接口的第三接口(接口3)与固定网络进行通信。第三接口可以被配置为固定接口或拨号接口,M2ME处理可以响应于从链路状态监视器接收到指示无线连接中断的触发,经由第三接口,与归属地运营商建立连接。
一旦虚拟毫微微处理启动并运行,任何传统M2ME(即,不包括所描述的扩展M2ME功能并也经历无线连接中断的M2ME)可以与由M2ME/毫微微实现的毫微微小区无线地连接,使得可以使用固定连接。
图7是根据一个示例实施例的这种M2ME的物理构架的简单说明。
可以形成设备700的一部分的或被配置为独立设备的M2ME 100包括处理器701,处理器701被配置为运行传统M2ME处理。为了使M2ME 100能够与M2ME/毫微微连接,M2ME 100必须具有当无线连接中断时,允许其搜索一个或更多个M2ME/毫微微的信息。这可以通过以下处理实现:向通常仅包括与一个或更多个传统M2ME相关联信息的寄存器702添加与至少一个M2ME/毫微微相关联的信息。此外,为了能够经由(能够使M2ME经由VNO接入归属地网络的)第一接口(接口1)进行通信,M2ME 100的通信单元703被配置为:还经由可以是标准I-w接口的第二接口(接口2)进行通信,使M2ME能够接入M2ME/毫微微。
针对能够订阅归属地运营商的M2ME 100,必须执行支持归属地运营商103的建立或提供处理。
图8是示出了用于启动M2ME的这种方法的流程图,这种方法与在TR33.812中为了此目的进行标准化的机制相对应。可以由在执行此处理之后将作为M2ME操作的M2ME/毫微微(或更具体地,由在M2ME/毫微微上运行的M2ME处理)或如图所示由传统M2ME 100应用所述方法。
作为必要的先决条件,假定M2ME 100已经搜索并接入使M2ME 100能够接入归属地运营商(在本情况下,由经由固定连接的HO 103表示)的VNO 101。
在图8的第一步骤8:1中,M2ME 100经由VNO 101向RO 102发送针对HO 103HO的请求,并在随后步骤8:2中,RO 102向HO 103转发该请求。除了包括经由VNO的连接的信息之外,请求还包括存储在M2ME 100的寄存器中的经由M2ME/毫微微的备选连接选项的信息。备选地,寄存器可以包括在M2ME范围内的多个M2ME/毫微微的信息,使得在连接中断的情况下,M2ME 100可以搜索并请求与这些M2ME/毫微微中任意一个的连接。
如步骤8:3所示,HO 103通常通过向M2ME 100分配MCIM来响应该请求。除了包括当前连接的信息之外,MCIM还包括请求中提出的一个或更多个M2ME/毫微微的联系信息(包括当检查是否存在可获得的接入点时的射频列表)。一般来说,联系信息还包括安全参数,安全参数使一旦已经发现接入点(例如,VHO或M2ME/毫微微)时,M2ME能够进行认证。
一旦拥有MCIM,M2ME在另一步骤8:4中向VNO 103认证自身,并且在步骤8:5中,M2ME 100从VNO 101接收连接,这使M2ME 100能够从HO 103选择并使用所需要的服务(如最终步骤8:6所示)。
图9是示出了在M2ME/毫微微200的用于从M2ME功能向毫微微小区功能切换的过程的另一信令图。作为首要的先决条件,假定通过应用过程(例如,与参考图8所描述的过程相对应的过程),先前已经提供了M2ME/毫微微200。
在图9的第一步骤9:1中,与M2ME/毫微微200相连的VNO 101正在经历连接中断,这导致:例如由于缺少期望来自HO 103的心跳(heartbeat),或任意其他已知的监视功能,作为M2ME操作的M2ME/毫微微200发现终端,如另一步骤9:2中所示。响应于发现连接中断,M2ME/毫微微200建立与HO 103的固定连接(如另一步骤9:3所示),并且之前使用在发起M2ME实例化期间所接收的MCIM作为认证密钥,向HO103进行认证(如另一步骤9:4所示)。如接下来的步骤9:5和9:6分别所示,HO 103通常确认该认证,并向M2ME/毫微微200发送用于毫微微小区发起的请求。
一般由HO 103触发这种请求,识别:步骤9:3的连接建立请求是经由不是用于已中断无线连接信道的信道来接收的。备选地或同时地,HO 103可以从宏基站接收指示其正在遭遇连接中断或失败告警。通过识别信道的改变和/或连接中断或失败的告警,HO 103将能够确定请求M2ME/毫微微需要备选连接。
如果M2ME/毫微微已经确定需要建立备选连接,则M2ME/毫微微200通过发起并确认毫微微基站处理的发起,对来自HO 103的请求进行响应,如步骤9:7和9:8分别所示。
如步骤9:9和9:10所示,HO通过创建对毫微微处理有效的MCIM并且向M2ME/毫微微200提供MCIM进行响应。在随后步骤9:11和9:12中,M2ME/毫微微200安装MCIM并向HO 103确认安装。响应于该确认,HO 103建立加密连接(如步骤9:13所示),并在随后步骤9:14中,由M2ME/毫微微200确认连接。
从现在开始,M2ME/毫微微200作为毫微微小区操作,从至少一些M2ME的角度看,M2ME/毫微微200被看作备选接入点。
步骤9:15指示M2ME(未示出)如何与M2ME/毫微微200连接,并且随后步骤9:16指示M2ME/毫微微200如何为已连接的M2ME提供备选连接。
图10是图9步骤9:15和9:16中执行的处理(即,M2ME与M2ME/毫微微连接)的更详细的信令图。
在图10的第一步骤10:1中,在VNO网络中发生连接中断,导致例如由于发现缺少来自HO的期望心跳,M2ME 100发现VNO连接中断,如步骤10:2所示。如果M2ME 100可获得备选接入可能性信息,其将能够在识别中断时,立即开始搜索这种备选。步骤10:3指示这种处理。当M2ME100已经发现M2ME/毫微微200,M2ME 100无线地与M2ME/毫微微200连接,如步骤10:4所示,而不必涉及VNO 101。在步骤10:5和10:6中执行认证处理,紧接着建立加密连接(如步骤10:7和10:8所示),使得M2ME100可以经由加密的备选连接恢复由HO 103提供的服务。
图11是示出了要在M2ME/毫微微执行的方法的流程图,假定其首先提供传统M2ME功能(如第一步骤11:1所示)。
在通信期间,M2ME/毫微微监视VNO连接直到下一步骤11:2,M2ME/毫微微发现VNO连接中断,导致在M2ME/毫微微和归属地网络之间建立固定连接(如下一步骤11:3所示)。在随后步骤11:4中,M2ME/毫微微通过实例化虚拟毫微微小区处理,使用固定连接以发起毫微微小区。在下一步骤11:5中,M2ME/毫微微在HO和M2ME/毫微微之间建立加密连接,从而使毫微微小区能够接入HO,并且用于使毫微微小区充当针对M2ME的备选接入点(M2ME不能经由其普通无线接入接入HO)(如另一步骤11:6所示)。
如随后步骤11:7所示,M2ME/毫微微继续监视是否满足VNO连接,使得当其再次发现满足VNO连接(即,连接再次恢复,或连接质量在预定义阈值之上)时,M2ME/毫微微的M2ME处理终止毫微微处理,并且M2ME/毫微微恢复经由VNO与HO的通信(如步骤11:8所示)。
图12是示出了要在M2ME执行的方法的另一流程图,该方法使得M2ME能够经由在M2ME可以接入的M2ME/毫微微上运行的毫微微处理可访问的连接的备选固定连接恢复与HO的连接,即,M2ME具有关于寄存器或任意其他存储装置中存储的M2ME/毫微微的信息,该信息可用于能够实现对M2ME/毫微微的接入。
如第一步骤12:1所示,M2ME首先经由VNO与HO通信,直到M2ME根据已知过程发现VNO终端(如随后步骤12:2所示)。在另一步骤12:3中,M2ME根据在寄存器中可获得的信息,开始搜索备选接入点,直到发现M2ME/毫微微(如随后步骤12:4所示)。在下一步骤12:5中,M2ME与正在作为毫微微小区操作的M2ME/毫微微连接,并且在随后步骤12:6中,M2ME使用MCIM向HO验证,MCIM是当开始实例化M2ME时获得的并且包括经由M2ME/毫微微提供的备选接入可能性信息。
如步骤12:7所示,经由M2ME/毫微微与HO进行通信的M2ME继续监视经由VSO提供的连接性,使得当连接再次可用时,M2ME可以恢复经由VSO与HO的通信(如下一步骤12:8所示一旦连接可用时)。
为了使HO能够为毫微微处理提供MCIM,将需要合适的修改。因此,现在将参考图13描述被配置为执行这种处理的HO的网络节点。
图13是包括功能单元(这里被称为是连接单元1301)的归属地运营商的网络节点1300的简化方框图,根据标准过程,功能单元能够在M2ME和归属地运营商之间建立无线连接。提供用于存储之前接收的MCIM的内容的寄存器1303,其可以指示从在连接建立期间具有备选接入可能性的M2ME/毫微微提供在认证处理中所接收的MCIM。
应当理解,被配置为与M2ME和M2ME/毫微微(例如,本申请中所述的M2ME和M2ME/毫微微)进行通信的归属地运营商的节点还包括传统功能(例如,用于产生MCIM)。然而,为了简洁的原因,仅描述与理解本申请中所描述的机制相关的功能实体,而省略了不需要的其他功能实体。这同样应用于本申请中所描述的其他实体和功能单元。
此外,连接单元1301被配置为:响应于从这种实体接收到这种请求,与M2ME/毫微微建立连接。区别不同类型的连接之间的能力可以基于在从M2ME或M2ME/毫微微接收的请求中所使用的频率,使得与由M2ME或M2ME/毫微微(当与HO连接时充当M2ME)之前所使用的频率不同的频率指示要建立备选连接,即,网络节点1300应当通过请求M2ME/毫微微实例化毫微微处理,来对连接建立请求进行响应。可以从通信单元1302获得频率之间的差异,通信单元1302被配置为在网络节点和M2ME/毫微微之间提供通信功能。
备选地或此外,连接单元1301可以被配置为:识别在连接中断处理中从宏基站提供的告警,使得从M2ME/毫微微接收随后请求,连接单元1301被配置为触发在M2ME/毫微微处的毫微微处理的实例化。
在上述HO的网络节点,可以执行方法,根据图14列举的一个实施例,该方法使M2ME/毫微微能够向HO提供备选固定连接。
在图14的第一步骤14:1中,网络节点从已经与归属地运营商建立无线连接的M2ME/毫微微接收连接建立请求。根据预定义的情况并如步骤14:2所示,如果网络节点可以确定M2ME/毫微微需要备选、固定连接,则网络节点指示M2ME/毫微微发起实现毫微微小区的处理,并在第一机器到机器设备和网络节点之间建立固定连接,如下一步骤14:3所示。
根据一个实施例,网络节点可以被配置为:在网络节点已经经由不是用于建立无线连接信道的其他信道,从M2ME/毫微微接收到连接建立请求的情况下,向M2ME/毫微微提供所描述的指令。因此,在不是最近前述请求中所使用信道的信道上接收到请求可以被看作是以下指示:M2ME/毫微微不能使用其之前所使用的连接手段,并因此请求经由备选信道的备选连接。
根据备选实施例,在网络节点已经识别机器到机器设备组遭受连接中断的情况下,并且在从M2ME/毫微微接(M2ME/毫微微属于相同组)收到用于连接建立的请求时,网络节点可以通过向M2ME/毫微微发送所描述的指令来响应连接建立请求。
可以单独地或组合地应用用于触发归属地运营商指示M2ME/毫微微来发起毫微微小区的不同方案。
缩略语
DPF 下载和提供功能
DRF 发现和寄存功能
HNB 归属地Node-B
HNB GW HNB网关
HO 归属地运营商
IFC 初始连接功能
M2ME 机器到机器设备
PVA 平台验证授权
RO 注册运营商
SHO 所选择的归属地运营商
VNO 虚拟网络运营商
Claims (28)
1.一种第一机器到机器设备(200),包括能够操作用于执行第一处理(500a、500b、500c)的处理器(601),所述第一处理(500a、500b、500c)能够经由第一无线接入点(101)与归属地运营商建立无线连接,其特征在于:
所述处理器(601)还能够操作用于执行第二处理(501a、501b、501c),所述第二处理(501a、501b、501c)能够实现虚拟毫微微小区,所述虚拟毫微微小区能够操作第二机器到机器设备(100)的备选无线接入点,以及所述第一处理(500a、500b、500c)包括链路状态监视器(502a、502b、502c),所述链路状态监视器(502a、502b、502c)能够监视所述第一处理(500a、500b、500c)的无线连接,并且能够在监视到针对所述第一处理(500a、500b、500c)的无线连接中断的情况下发起所述第二处理(501a、501b、501c)以及发起所述毫微微小区和所述归属地网络之间的固定连接。
2.根据权利要求1所述的第一机器到机器设备(200),其中,在所述第一处理(500a、500b、500c)的所述固定连接发起期间,所述第一处理(500a、500b、500c)被配置为通过向所述归属地运营商提供与所述毫微微小区相关的联系信息来向所述归属地运营商进行认证。
3.根据权利要求2所述的第一机器到机器设备(200),其中,所述第一处理(500a、500b、500c)被配置为:在第一机器通信标识模块MCIM中向所述归属地运营商提供所述联系信息。
4.根据权利要求3所述的第一机器到机器设备(200),其中,所述第一处理(500a、500b、500c)还被配置为:在所述第一机器到机器设备(200)中安装专用于所述第二处理(501a、501b、501c)并由所述归属地运营商提供的第二MCIM。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的第一机器到机器设备(200),其中,所述第一处理(500a、500b、500c)被配置为实现虚拟机器到机器设备。
6.根据权利要求5所述的第一机器到机器设备(200),包括管理程序(402),所述管理程序(402)能够在所述第一处理(500a、500b、500c)中运行第一操作系统(OS 1),并能够在所述第二处理(501a、501b、501c)中运行第二操作系统(OS 2)。
7.根据权利要求5所述的第一机器到机器设备(200),包括能够在所述第一处理(500a、500b、500c)中运行的第一操作系统(主机OS),所述第一操作系统能够充当能够在所述第二处理(501a、501b、501c)中运行的第二操作系统(客户端OS)的主机操作系统。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的第一机器到机器设备(200),其中,所述第一处理(500a、500b、500c)被配置为:经由固定接口或拨号接口中任意一个来发起所述固定连接。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的第一机器到机器设备(200),其中,所述链路状态监视器(502a、502b、502c)还能够在监视到满足至少一个预定条件的、经由所述第一无线接入点的无线连接的情况下,触发所述第二处理(501a、501b、501c)的终止。
10.一种第二机器到机器设备(100),被配置使得能够经由第一接口(接口1)和第一无线接入点(VNO)与归属地网络连接,并能够经由第二接口并经由权利要求1-9中任意一项所述的第一机器到机器设备(200)与所述归属地网络连接。
11.一种由执行第一处理的第一机器到机器设备(200)执行的方法,所述第一处理已经经由第一无线接入点与归属地运营商建立无线连接,所述方法包括:
监视由所述第一无线接入点提供的连接;
在所述监视期间,识别(11:2)无线连接中断;
发起(11:3)与所述归属地网络的固定连接的建立;
发起(11:4)实现虚拟毫微微小区的第二处理,所述虚拟毫微微小区能够操作作为第二机器到机器设备(100)的备选无线接入点。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述固定连接的建立包括:
通过向所述归属地运营商提供与所述毫微微小区相关的联系信息,向所述归属地运营商进行认证。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,在第一机器通信标识模块MCIM中向所述归属地运营商提供所述联系信息。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括以下步骤:
从所述归属地运营商接收(9:10)专用于所述毫微微小区的第二MCIM,以及
在所述第一机器到机器设备(200)上安装(9:11)专用于所述毫微微小区的所述第二MCIM。
15.根据权利要求11-14中任意一项所述的方法,其中,建立固定连接的步骤是经由固定接口或拨号接口中任意一个执行的。
16.根据权利要求11-15中任意一项所述的方法,其中,发起所述第二处理(501a、501b、501c)的所述步骤包括:
由所述链路状态监视器(502a、502b、502c)产生毫微微小区发起指令,以及
根据所述指令,指示管理程序发起所述第二处理(501a、501b、501c)。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括以下步骤:
在所述监视期间识别出经由所述第一无线接入点提供的、满足至少一个预定义条件的无线连接的情况下,由所述链路状态监视器产生毫微微小区终止指令,指示所述管理程序终止所述毫微微小区。
18.根据权利要求11-15中任意一项所述的方法,其中,发起所述第二处理(501a、501b、501c)的所述步骤包括:
由所述链路状态监视器(502a、502b、502c)产生毫微微小区发起指令,以及
指示客户端操作系统执行所述指令。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括以下步骤:
在所述监视期间识别出经由所述第一无线接入点提供的、满足至少一个预定义条件的无线连接的情况下,由所述链路状态监视器产生毫微微小区终止指令,指示所述客户端操作系统终止所述毫微微小区。
20.一种归属地运营商(103)的网络节点(1300),包括连接单元(1301),所述连接单元(1301)被配置为在第一机器到机器设备(200)和归属地运营商(103)之间建立无线连接,其特征在于:
所述连接单元(1301)还被配置为:指示所述第一机器到机器设备(200)发起实现毫微微小区的处理,并在所述网络节点(1300)和所述第一机器到机器设备(200)之间建立固定连接,使得第二机器到机器设备(100)能够经由所述毫微微小区和所述固定连接与所述归属地运营商连接。
21.根据权利要求20所述的网络节点(1301),其中,所述连接单元(1301)被配置为:响应于经由与用于建立所述无线连接的信道不同的信道从所述第一机器到机器设备(200)接收到连接建立请求,指示所述第一机器到机器设备(200)发起所述处理。
22.根据权利要求21所述的网络节点(1301),其中,所述连接单元(1301)能够识别经由所述无线连接的连接中断,并在识别出这种连接中断的情况下请求所述第一机器到机器设备(200)发起毫微微处理。
23.根据权利要求22所述的网络节点(1301),其中,所述连接单元(1301)能够识别包括所述第一机器到机器设备(200)的机器到机器设备组遭遇连接中断,并且所述连接单元(1301)被配置为:响应于识别出这种连接中断,通过向所述第一机器到机器设备(200)发送所述指令来响应所述连接建立请求。
24.根据权利要求20-23中任意一项所述的网络节点(1301),其中,所述连接单元(1301)被配置为:响应于从所述第一机器到机器设备(200)接收到所述建立请求,请求所述第一机器到机器设备(200)发起毫微微处理,当所述毫微微处理在所述第一机器到机器设备(200)上执行时,能够提供经由所述固定连接至所述归属地运营商的第二机器到机器设备(100)接入。
25.一种由归属地运营商的网络节点执行的方法,所述网络节点已经在第一机器到机器设备(200)和归属地运营商之间建立无线连接,其特征在于:
指示(14:3)所述第一机器到机器设备(200)发起实现毫微微小区的处理,并在所述第一机器到机器设备(200)和所述网络节点之间建立固定连接,由此使得第二机器到机器设备(100)能够经由所述毫微微小区和所述固定连接与所述归属地运营商连接。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,响应于经由与用于建立所述无线连接的信道不同的信道从所述第一机器到机器设备(200)接收到连接建立请求,向所述第一机器到机器设备(200)提供所述指令。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,在识别出针对所述无线连接的连接中断的情况下,发送针对所述第一机器到机器设备(200)发起毫微微处理的指令。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,在所述网络节点已经识别出包括所述第二机器到机器设备(100)的机器到机器设备组遭遇连接中断的情况下,所述网络节点通过向所述第一机器到机器设备(200)发送所述指令来响应所述连接建立请求。
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