CN1147180C - 多频带移动单元通信设备 - Google Patents

Abstract

一种多频带移动单元通信设备包括：天线部分，用于接收分别从多个移动单元通信系统发射的多个无线电波，多个无线电波信号分别具有不同的载波频率；多个独立电路，用于分别从来自天线部分的多个无线电波信号中产生多个中频信号；以及公共电路，包括用于依据模式信号接收多个中频信号中一个信号的接收部分，用于把多个中频信号中的一个信号转换成I和Q基带信号的正交解调电路，以及用于输出来自I和Q基带信号的译码结果的译码电路。

Description

多频带移动单元通信设备

本发明涉及用于与至少一个移动单元系统通信的移动单元通信设备。

众所周知用于接收移动单元系统所发射的无线电波信号的移动单元通信设备。临时公开号为6-132849的日本专利申请中揭示了这种移动单元通信设备。在此已有技术的移动单元通信设备中，使用较少数目的本地振荡器。为了分别通过不同的频率提供发射和接收，使用能直接或间接地使其基波及其组合波振荡的本地振荡器，本地振荡器通常用于发射和接收。

本发明的目的是提供一种多频带移动单元通信设备。

依据本发明，提供了一种多频带移动单元通信设备，它包括：天线部分，用于接收分别从多个移动单元通信系统发射的多个无线电波，多个无线电波信号分别具有不同的载波频率；多个独立电路，用于分别从来自天线部分的多个无线电波信号中产生多个中频信号；以及公共电路，包括用于依据模式信号接收多个中频信号中一个信号的接收部分，用于把多个中频信号中的一个信号转换成I和Q基带信号的正交解调电路，以及用于输出来自I和Q基带信号的译码结果的译码电路。

在多频带移动单元通信设备中，接收部分可包括依据模式信号把电源提供给独立电路中一个电路的电源控制部分。

在多频带移动单元通信设备中，接收部分可包括依据模式信号把多个中频信号中的一个信号提供给接收部分的开关。

在多频带移动单元通信设备中，公共电路还可包括可开关的分频电路，该电路响应于模式信号对第二本地振荡信号进行选择性地分频，从而分频信号具有相应于多个中频信号的频率，分频信号被提供给正交解调电路。

在多频带移动单元通信设备中，天线部分可包括第一和第二天线、选择性地把第一和第二天线的输出提供给多个独立电路中一个电路的开关，多频带移动单元通信部分还可包括：接收电平估计部分，用于从被转换的I和Q基带信号中估计无线电波信号中一个信号的电平；以及天线开关控制部分，用于依据电平控制开关以提供天线分集接收。

在多频带移动单元通信设备中，多个独立电路中的每个电路可包括：第一带通滤波器，用于对来自天线部分的多个无线电波信号中的每个信号进行带通滤波；放大器，用于放大第一带通滤波器的输出；滤波器部分，用于对放大器的输出进行滤波；混频器，用于把滤波部分的输出与第一本地振荡信号相混合，以产生中频信号；第二带通滤波器，用于对中频信号进行带通滤波，公共电路还可包括：可变增益放大部分，用于放大多个中频信号中的一个信号且其增益依据增益控制信号受到控制，并把放大的中频信号提供给正交解调电路；第一模/数转换器，用于对I基带信号进行模/数转换，并把转换的I基带信号提供给译码电路；第二模/数转换器，用于对Q基带信号进行模/数转换，并把转换的Q基带信号提供给译码电路；电平检测部分，用于检测转换的I和Q基带信号的电平；增益控制信号产生部分，用于依据检测到的电平产生增益控制信号；模式信号产生部分，用于产生模式信号；第一本地振荡信号发生器，用于产生第一本地振荡信号；以及第二本地振荡信号发生器，用于产生第二本地振荡信号。

在此情况下，滤波部分可包括带通滤波器。

此外，在此情况下，滤波部分可包括高通类型的匹配电路。

此外，在此情况下，模式信号发生器依据多频带移动单元通信设备的工作状态和通信状态产生模式信号。

此外，在此情况下，可变增益控制部分可包括模拟增益控制信号输入端，增益控制信号产生部分还可包括数/模转换器，增益控制信号产生部分从检测到的电平中产生数据并对数据进行数/模转换，以把增益控制信号提供给模拟增益控制信号输入端。

此外，在此情况下，可变增益放大部分可包括数字增益控制信号输入端，增益控制信号产生部分从检测到的电平中产生数字数据的增益控制信号，并把增益控制信号提供给数字增益控制信号输入端。

此外，在此情况下，可变增益放大部分可包括多个串联的放大器，可开关的调谐电路，它包括具有分别相应于多个中频的调谐频率的多个调谐电路；以及开关部分，用于依据模式信号选中多个调谐电路中的一个电路。

此外，在此情况下，公共电路还可包括第一可开关的低通滤波器，用于以依据模式信号控制的第一截止频率对I基带信号进行低通滤波，从而第一截止频率相应于I基带信号的发射率；以及第二可开关的低通滤波器，用于以依据模式信号控制的第二截止频率对Q基带信号进行低通滤波，从而第二截止频率相应于Q基带信号的发射率。

此外，在此情况下，公共电路还可包括高度隔离放大器，用于以相当高的隔离特性放大开关的输出。

从以下详细描述并结合附图将使本发明的目的和特征变得明显起来，其中：

图1是第一实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图2是第二实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图3是第三实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图4是第四实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图5是示出图4中可开关的调谐电路和可变增益放大器的第四实施例的示意电路图；

图6是第五实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图7是第六实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图8A是第七实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；

图8B是示出高通类型匹配电路111和112的第七实施例的方框图；

图8C是第七实施例的草图；

图9是第八实施例的多频带移动单元通信设备的方框图；以及

图10是第九实施例的多频带移动单元通信设备的方框图。

图中相同或相应的元件或部分以相同的标号表示。

第一实施例

图1是第一实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。

第一实施例的多频带移动单元通信装置包括天线部分100，用以接收由第一和第二移动单元通信系统发射的第一和第二无线电波信号，所述第一和第二无线电波信号分别具有第一和第二载波频率；第一和第二接收电路(独立电路)101a和101b，它作为独立电路分别按第一和第二模式，根据来自天线部分100的所述第一和第二无线电波信号，产生第一和第二中频频率信号；以及公共电路102，用于按所述第一模式将第一中频信号29直接转换为第一I和Q基带信号，按所述第二模式将所述第二中频信号30直接转换为第二I和Q基带信号，按第一和第二模式对I和Q基带信号译码，并产生模式信号。公共电路102具有输入106，用以接收来自带通滤波器11或12的第一或第二中频信号。

天线部分100包括第一和第二天线100a和100b，分别接收第一和第二无线电波信号。天线可以由一个单天线和一个分离器(未图示)组成，其中，单天线用以接收第一和第二无线电波信号，分离器用以分离第一和第二无线电波信号，并将收到的第一和第二无线电波信号分别分配给带通滤波器3和4。

第一和第二接收电路101a和101b单独接收由第一和第二移动单元通信系统发射的第一和第二无线电波信号。另一方面，公共电路102通常用来处理第一和第二无线电波信号。

第一接收电路101a包括带通滤波器3，用以带通滤波来自天线100a的第一无线电波信号，以抑制无用成分；放大器5，对带通滤波器3的输出进行放大；带通滤波器7，用以带通滤波放大器5的输出，以抑制无用成分；混频器9，用以混合带通滤波器7的输出与第一振荡信号103，产生第一中频信号29；带通滤波器11，用以带通滤波第一中频信号29。

同样，第二接收电路101b包括带通滤波器4，用以带通滤波来自天线100b的第二无线电波信号，以抑制无用成分；放大器6，对带通滤波器4的输出进行放大；带通滤波器8，用以带通滤波放大器6的输出，以抑制无用成分；混频器10，用以混合带通滤波器8的输出与第二振荡信号104，产生第二中频信号30；带通滤波器12，用以带通滤波第二中频信号。

本振电路13产生第一和第二本振信号。

公共电路102包括可变增益放大器14，分别按第一和第二模式增益可控地放大第一和第二中频信号29和30；正交解调电路15，利用第三本振信号105将来自可变增益放大器14的输出信号直接转换为I和Q基带信号33和34；模/数转换器17，将I基带信号33转换为数字I基带信号；模/数转换器18，将Q基带信号33转换为数字Q基带信号；译码电路19，对数字I和Q基带信号进行译码，输出译码结果；接收电平检测电路20，检测数字I和Q基带信号的电平；可变增益放大控制电路21，根据接收电平检测电路20的检测电平产生增益控制数据；数/模转换器22，转换增益控制数据以产生增益控制信号31。可变增益放大器14的增益根据增益控制信号31进行控制。

正交解调电路15包括移相器15a，将第三本振信号相移1/2π；混频器15b和15c，将可变增益放大器14的输出与第三本振信号和1/2π相移本振信号混频。

多频带移动单元通信装置的公共电路102进一步包括产生接收模式切换信号36的接收模式切换信号发生电路35，以及电源控制电路32。后者按第一模式将电源供给放大器5和混频器9，并按第二模式将电源供给放大器6和混频器10。

以下将描述第一实施例的多频带移动单元通信装置的操作。

天线部分100接收由不同移动单元基台发射的具有不同频带的第一和第二无线电波信号。

该多频带移动单元通信装置中，根据接收模式切换信号36选择无线电波频带。根据该接收模式切换信号36，电源控制电路32将电源供给所选择的接收电路，停止将电源供给未选择的接收电路。

带通滤波器3在从天线部分100收到的无线电信号成分中，抑制除第一无线电波信号以外的无用成分。放大器5对带通滤波器3的输出进行放大。带通滤波器7抑制放大器5的输出中除第一无线电波信号以外的无用成分，尤其抑制相对本振信号103和输入放大器5的第一无线电波信号的镜象频率。混频器9混合带通滤波器7的输出与第一振荡信号，产生第一中频信号29。本振信号发生电路13产生第一和第二本振信号。

带通滤波器11进行带通滤波以抑制混频器9混频而产生的无用成分，有选择地输出第一中频信号。

可变增益放大器14按第一模式放大第一中频信号29，它根据增益控制信号31进行增益控制。正交解调电路15用第三本振信号105将可变增益放大器14的输出信号直接转换为I和Q基带信号33和34。

本地振荡器16提供第三本振信号105，其本振频率取决于第一和第二中频信号29和30的中频。

模/数转换器17和18将I基带信号33和Q基带信号34转换为数字I基带信号和数字Q基带信号。

译码电路19对数字I和Q基带信号译码输出译码结果。接收电平检测电路20检测数字I和Q基带信号的电平。可变增益放大控制电路21根据接收电平检测电路20的检测电平产生增益控制数据。数/模转换器22将增益控制数据转换为增益控制信号31。可变增益放大器14的增益根据增益控制信号31控制。

接收模式切换信号发生电路35根据移动单元通信装置的情况产生接收模式切换信号36，即对操作面板(未图示)和来自第一和第二任一移动单元通信系统的呼叫进行操作。电源控制电路32将电源供给第一模式的放大器5和混频器9，并将电源供给第二模式的放大器6和混频器10，有选择地将第一或第二中频信号供给可变增益放大器，以节约电能，抑制噪声，并有选择地将中频信号供给可变增益放大器14。

第二模式中，接收电路101b接收第二无线电波信号，并将第二中频信号提供给可变增益放大器14。此间，与第一模式相似，电源供给放大器6和混频器10，公共电路102输出译码电路19对第二无线电波信号的译码结果。

可变增益放大器14分别对按第一和第二模式经由模拟输入端114的第一和第二中频信号29和30进行放大，根据经由数/模转换器22来自可变增益控制电路21的增益控制信号31进行增益控制。正交解调电路15利用第三本振信号105，将来自可变增益放大器14的输出信号直接转换为I和Q基带信号33和34。模/数转换器17将I基带信号33转换为数字I基带信号。模/数转换器18将Q基带信号33转换为数字Q基带信号。译码电路19对数字I和Q基带信号译码并输出译码结果。

接收电平检测电路20检测数字I和Q基带信号的电平。可变增益放大控制电路21根据由接收电平检测电路20检测的电平产生增益控制数据。数/模转换器22转换该增益控制数据以将增益控制信号31供给可变增益放大器14，由此，根据增益控制信号31，即测得的接收电平控制可变增益放大器14的增益。

在正交解调电路15中，移相器将第三本振信号相移1/2π，混频器15b和15C将可变增益放大器14的输出与第三本振信号和1/2π相移本振信号混频。接收模式切换信号发生电路35根据对操作面板(未图示)的操作或来自任一移动单元通信基台的呼叫，产生接收模式切换信号36。电源控制电路32将电源供给第一模式的放大器5和混频器9，并将电源供给第二模式的放大器6和混频器10。

如上所述，从输入带通滤波器3或4到带通滤波器7或8的中频信号接收电路是为每个频带单独提供的。另一方面，公共电路102在两个频带之间共用。

第二实施例

图2是第二个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第二个实施例的多频带移动单元通信装置基本上具有与第一个实施例相同的结构。区别在于进一步提供开关23。

开关23根据接收模式切换信号36提供来自第一模式的带通滤波器11和第二模式的带通滤波器12的中频信号。开关23的增加消除了未选择接收电路对所选接收电路的影响，故可以方便地设计带通滤波器11和12以及可变增益放大器14内包含的匹配电路。因此接收性能稳定。

第三实施例

图3是第三个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第三个实施例的接收器基本上与第二个实施例的结构相同。区别在于进一步提供了可切换的分频器24。可切换分频器24根据接收模式切换信号36改变其分频比。即，可切换分频器根据接收模式切换信号36，对来自本地振荡器16的本振信号105进行分频，产生另一本振信号105’，其频率根据第一和第二中频信号29和30的频率在第一和第二模式之间改变。

第四实施例

图4是第四个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第四个实施例的多频带移动单元通信装置基本上与第三个实施例的结构相同。区别在于进一步提供了可切换调谐电路25。图5是第四个实施例的一个示意性电路图，它示出了图4的可切换调谐电路25和可变增益放大器14。

可切换调谐电路25包括第一和第二调谐电路25a和25b以及开关SW1和SW2，后者根据经由接收模式切换信号输入25c的接收模式切换信号，将第一调谐电路25a连接到第一模式的可变增益放大电路14，将第二调谐电路25b连接到第二模式的可变增益放大电路14。可变增益放大电路14包括含有串联连接的放大器14a至14c的平衡电路，每个放大器根据增益控制信号31增益受控地放大输入。根据接收模式切换信号，通过第一或第二调谐电路25a或25b耦合放大器14a的平衡输出端，由此在可变增益放大电路14的输出，抑制除第一或第二中频信号29或30的中频成分以外的成分。

第一调谐电路25a包括电容C1和并联到电容C1的线圈L1。同样，第二调谐电路25b包括电容C2和并联到电容C2的线圈L2。本实施例中，在可变增益放大电路14中有3级放大器14a至14c，可切换调谐电路25连接到放大器14a的平衡输出。然而，也可以在可变增益放大电路14中提供比3级更多的放大器，调谐电路25可以耦合到除放大器14a以外的一个放大器的平衡输出。

第五实施例

图6是第五个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第五个实施例的多频带移动单元通信装置基本上与第四个实施例的结构相同。区别在于在正交解调电路15的混频器15b与模/数转换器17之间和混频器15c与模/数转换器18之间，进一步提供了可切换低通滤波器26和27。

可切换低通滤波器26和27响应于接收模式切换信号36，用根据第一和第二模式的发送速率切换的截止频率消除无用的高频成分。此外，减少了进入模/数转换器17和18的噪声成分，这样，模/数转换器17和18的动态范围相对扩大了。再者，由于截止频率可以更精确地改变，与共同为第一和第二模式两者确定的富余量相比，截止频率的富余量可以减低，故可切换低通滤波器26和27可以抑制分别由带通滤波器11和12所带来的邻近频率的干扰。

第六实施例

图7是第六个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第六个实施例的多频带移动单元通信装置的结构基本上与第五个实施例的相同。区别在于可变增益放大器14’具有一个数字输入端214，它以数字控制的增益放大开关23的输出。即根据由可变增益控制电路21直接提供的增益控制数据131，控制可变增益放大器14’的增益。该可变增益放大器包括一个开关(未图示)，以切换增益确定元件诸如反馈电阻(未图示)，根据增益控制数据改变增益。

第七实施例

图8A是第七个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第七个实施例的接收器的结构基本上与第六个实施例的相同。区别在于用高通型匹配电路111和112替代了带通滤波器7和8。

图8B是第七个实施例的方框图，它示出了高通型匹配电路111和112。高通型匹配电路111或112包括连接于放大器5或6的输出端与混频器9或10之间的电容C3，以及连接于电容C3和混频器9或10之间耦合点与地之间的电感L3。

图8C是第七实施例的曲线图。高通型匹配电路111和112具有频率特性201。因此，相对收到的无线电波频率的频率fR和本振频率fLO的镜象频率fIM得到了抑制。参考曲线202表示带通滤波器7和8的频率特性作为参考。再者，放大器5和6以及混频器9和10是用具有窄带特性的GaAs元件构成的，镜象频率成分得到进一步的抑制。

第八实施例

图9是第八个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第八个实施例的多频带移动单元通信装置的结构基本上与第七个实施例的相同。区别在于在开关23与可变增益放大器14’之间进一步提供了隔离放大器28。

根据多频带移动单元通信装置的位置，多频带移动单元通信系统中所用的接收电路可以接收一个强电磁场。在根据本发明的多频带移动单元通信装置中，检测接收电平并由可变增益放大器14或14’将输入模/数转换器17和18的输入信号的电平调节成常数。然而，如果接收电平超过可控的动态范围，位于可变增益放大器14或14’之后的电路可能饱和，故电路的阻抗可能改变。

尤其是，如果可变增益放大器14或14’的输入阻抗改变，带通滤波器11和12的负载也改变，由此，带通滤波器11和12的性能也改变，接收性能可能劣化。

为了降低这一影响，在开关23与可变增益放大器14之间提供具有高隔离性能的隔离放大器28。这样，尽管可变增益放大器14的输入阻抗改变，也可以防止带通滤波器11和12负载的变化，如果多频带移动单元通信装置处于一个强电磁场，带通滤波器11和12的负载也不会发生变化。

第九实施例

图10是第九个实施例的多频带移动单元通信装置的方框图。第九个实施例的多频带移动单元通信装置的结构基本上与第八个实施例的相同。区别在于进一步提供了天线100c、用以输出天线100b或天线100c之输出的开关38、以及用以控制开关38的天线切换控制电路39。

通过天线100b与100c之间的有效切换，第九个实施例的多频带移动单元通信装置可以分集接收。天线切换控制电路39根据接收电平检测电路20检测的接收电平，产生一个天线切换信号40。即，例如当接收电平不足，即低于基准电平时，天线切换控制电路39产生天线切换信号40。开关38据此改变所用天线，由此提供了天线分集接收结构。结果，甚至在调相情况下，也能提供良好的接收性能。开关38可以设置在天线100a与带通滤波器3之间，或配置给两个接收电路。

Claims (13)

1.一种多频带移动单元通信设备，其特征在于包括：

天线装置，用于接收分别从多个移动单元通信系统发射的多个无线电波信号，所述多个无线电波信号分别具有不同的载波频率；

多个独立电路(101a，101b)，用于分别从来自所述天线装置的所述多个无线电波信号中产生多个中频信号；以及

公共电路(102)，包括用于依据模式信号接收所述多个中频信号中一个信号的接收装置(32，106)，用于把所述多个中频信号中的一个信号转换成I和Q基带信号的正交解调电路(15)，以及用于输出来自所述I和Q基带信号的译码结果的译码电路(19)；

其中，所述多个独立电路中的每个电路包括：

第一带通滤波器(3，4)，用于对来自所述天线装置的所述多个无线电波信号中的每个信号进行带通滤波；

放大器(5，6)，用于放大所述第一带通滤波器的输出；

滤波器装置(7，8)，用于对所述放大器的输出进行滤波；

混频器(9，10)，用于把所述滤波装置的输出与第一本地振荡信号相混合，以产生中频信号；

第二带通滤波器(11，12)，用于对所述中频信号进行带通滤波，以及所述公共电路还包括：

可变增益放大装置(14，14’)，用于放大所述多个中频信号中的一个信号且其增益依据增益控制信号进行控制，并把所述放大的中频信号提供给所述正交解调电路；

第一模/数转换器(17)，用于对所述I基带信号进行模/数转换，并把所述转换的I基带信号提供给所述译码电路；

第二模/数转换器(18)，用于对所述Q基带信号进行模/数转换，并把所述转换的Q基带信号提供给所述译码电路；

电平检测装置(20)，用于检测所述转换的I和Q基带信号的电平；

增益控制信号产生装置(21)，用于依据所述检测到的电平产生所述增益控制信号；

模式信号产生装置(35)，用于产生所述模式信号；

第一本地振荡信号发生器(13)，用于产生所述第一本地振荡信号；以及

第二本地振荡信号发生器(16)，用于产生所述第二本地振荡信号。

2.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述滤波装置包括带通滤波器。

3.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述滤波装置包括高通类型的匹配电路。

4.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述接收装置包括依据所述模式信号把电源提供给所述独立电路中一个电路的电源控制装置。

5.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述模式信号发生器依据所述多频带移动电源通信设备的工作状态和通信状态产生所述模式信号。

6.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述可变增益放大装置包括模拟增益控制信号输入端(114)，所述增益控制信号产生装置还包括数/模转换器(22)，所述增益控制信号产生装置从所述检测到的电平中产生数据并对所述数据进行数/模转换，以把所述增益控制信号提供给所述模拟增益控制信号输入端。

7.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述可变增益放大装置包括数字增益控制信号输入端(214)，所述增益控制信号产生装置从所述检测到的电平中产生数字数据(131)的所述增益控制信号，并把所述增益控制信号提供给所述数字增益控制信号输入端。

8.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述接收装置包括依据所述模式信号把所述多个中频信号中的一个信号提供给所述接收装置的开关(23)。

9.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述公共电路还包括可开关的分频电路(24)，该电路响应于所述模式信号对所述第二本地振荡信号进行选择性地分频，从而所述分频信号具有相应于所述多个中频信号的频率，所述分频信号被提供给所述正交解调电路。

10.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述可变增益放大装置包括多个串联的放大器，可开关的调谐电路，它包括具有分别相应于所述多个中频的调谐频率的多个调谐电路；以及开关装置，用于依据所述模式信号选中所述多个调谐电路中的一个电路。

11.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述公共电路还包括第一可开关的低通滤波器(26)，用于以依据所述模式信号控制的第一截止频率对所述I基带信号进行低通滤波，从而所述第一截止频率相应于所述I基带信号的发射率；以及第二可开关的低通滤波器(27)，用于以依据所述模式信号控制的第二截止频率对所述Q基带信号进行低通滤波，从而所述第二截止频率相应于所述Q基带信号的发射率。

12.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述公共电路还包括高度隔离放大器，用于以相当高的隔离特性放大所述开关的输出。

13.如权利要求1所述的多频带移动单元通信设备，其特征在于所述天线装置包括第一和第二天线(100b，100c)、选择性地把所述第一和第二天线的输出提供给所述多个独立电路中一个电路的开关(38)，所述多频带移动单元通信装置还包括：接收电平估计装置(20)，用于从所述被转换的I和Q基带信号中估计所述无线电波信号中一个信号的电平；以及天线开关控制装置(39)，用于依据所述电平控制所述开关以提供天线分集接收。

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