CN1825917A - 用于数字电视接收机的判定反馈的均衡器和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种接收机及用于其的方法。在该接收机中,解码器可以解码均衡信号以产生码元判定和软信息信号。均衡器可以利用延迟了码元间隔的软信息信号来选择用于非均匀量化的边界电平。可以利用码元判定从反馈滤波信号中产生该均衡信号。
Description
技术领域
本发明涉及均衡器、解码器、接收机以及用于其的方法。
背景技术
广播系统可以利用例如由ATSC(高级电视制式委员会)定义的基于DVB-T(地面数字视频广播)或VSB(残留边带广播)的OFDM(正交频分复用)。VSB数字电视接收机可以利用一种更为稳定的接收机,其能够通过多径信道接收包含码元间干扰的VSB信号,更稳定地解调,和/或更稳定地解码接收到的VSB信号。
图1是传统的可以处理VSB信号的数字电视接收机100的框图。参考图1,该数字电视接收机100包括调谐器100、解调器120、均衡器130、和TCM(格码调制)解码器140。TCM编码可以利用可以针对热噪声改善系统的稳定性(robustness)的误差纠正技术。TCM解码可以具有更为稳定的处理能力和/或更简单的解码算法。TCM解码器140的输出信号OUT可以被信号处理器处理并且被输出为多媒体信号(例如,显示信号和/或音频信号)。
图2说明了传统的判定反馈均衡器(DFE)200的例子,其可以被用作图1中的均衡器130。参考图2,DFE 200包括前反馈滤波器210、加法器220、限幅器230、和反馈滤波器240。DFE 200可以接收图1中的解调器120的输出信号作为输入信号INPUT,均衡接收信号的失真并且将所均衡的信号输出到图1的TCM解码器140。DFE 200可以例如先于TCM解码器被定位并且可使用未编码的码元来执行反馈处理。但是,该未编码的码元可具有较低的可靠性。
图3说明了传统的具有组合了TCM解码器320的DFE 310的数字电视接收机300。参考图3,DFE 310可以包括前馈滤波器311、加法器312、限幅器313、和反馈滤波器314。TCM解码器320可以解码DFE 310的输出信号EQO,并且可以利用分支度量计算和可与TCM编码处理相反的溯源过程(tracebackprocedure)来产生码元判定H1、H2、H3、...。由于可以从更(例如,最)可能续存路径中产生可被反馈给反馈滤波器314的码元判定H1、H2、H3、...,所以该可被反馈给反馈滤波器314的码元判定H1、H2、H3、...可具有较高的可靠性。
但是,产生码元判定H1、H2、H3、...的TCM解码器320可以利用较高的系统时钟率以便在抑制了的(例如,没有)延迟下工作,这可增加硬件复杂度和/或能量消耗。可选择的是,更有效的硬件TCM解码器320可以在解码处理中引起延迟。例如,来自TCM解码器320的第一可用判定(H1)可被延迟D个码元,其中D可以是例如2到7个码元。为了抑制性能降低,可给反馈滤波器314的第一D个抽头提供由限幅器313产生的判定。可给剩下的抽头提供由TCM解码器320产生的码元判定H1、H2、H3、...。
发送VSB信号的发送装置可以包括图4中所示的TCM编码器400。参考图4,在广播系统中(例如ATSC广播系统)使用的TCM编码设备400包括第一开关410、十二个并联的TCM编码器420、430和440、以及第二开关450。第一TCM编码器420可以TCM-编码输入数据的第一码元组,例如,第一、第十三和第二十五码元。第二TCM编码器430可以TCM编码输入数据的第二码元组,例如第二、第十四和第二十六码元。第十二TCM编码器440可以TCM-编码输入数据的第十二码元组,例如第十二、第二十四和第三十六码元。TCM编码设备400的这一编码交错操作可以产生在输出数据项之间的十二个码元的间隔。
图3的TCM解码器320具有与图5中所示的相同或基本上相同的结构。参考图5,在广播系统中使用的TCM解码器320包括第一开关321、十二个并联的TCM解码器322、323和324、以及第二开关325。TCM解码器322、323和324每一个都可以执行分支度量计算和溯源处理以便从较为(例如最)可能的续存路径中来产生码元判定H1、H2、H3、...。在相邻码元判定之间可以具有12个码元间隔。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了用于接收、解码和/或均衡信号的方法和装置。
在本发明的一个示例性实施例中,接收机可以包括解码器和均衡器。该解码器可适于解码均衡信号并产生码元判定和软信息信号。该均衡器可适于响应于利用软信息信号选择的边界电平来量化均衡信号,利用码元判定滤波所量化的信号,以及将所滤波的信号与滤波的输入信号相加以产生均衡信号。
本发明的另一个示例性实施例提供了一种用于均衡输入信号的方法。该方法可包括解码均衡信号以产生码元判定和软信息信号,以及基于码元判定均衡所滤波的输入信号以及基于所均衡的信号均衡所产生的软信息信号。
在本发明的示例性实施例中,一种方法还可包括响应于利用软信息信号选择的边界电平来量化均衡信号。输入信号的均衡还可包括利用码元判定滤波所量化的信号,以及将已滤波的量化信号和已滤波的输入信号相加以产生均衡信号。
在本发明的示例性实施例中,所述解码器可以执行格码调制(TCM)解码。
在本发明的示例性实施例中,可以根据在多个续存路径之中具有最小路径度量值的最可能续存路径的顺序来判定所述码元判定。
在本发明的示例性实施例中,该软信息信号可是指示接收的残留边带(VSB)信号的下一个值是否接近于第一数据子集或第二数据子集的信号。
在本发明的示例性实施例中,第一数据子集包括八个电平之中的电平-7、-3、+1和+5,而第二数据子集包括八个电平之中的电平-5、-1、+3和+7。
在本发明的示例性实施例中,该解码器还可包括多个解码器、第一选择器、和第二选择器。该多个解码器可适于从均衡信号中解码各个具有相等码元间隔的码元以及产生各个判定和附加信息信号。第一选择器可连续地选择由各个解码器产生的附加信息信号并将所选择的附加信息信号当作软信息信号输出。第二选择器可连续地选择由各个解码器产生的判定并且将所选择的判定当作码元判定输出。
在本发明的示例性实施例中,相邻判定间可具有多个码元的间隔。
在本发明的示例性实施例中,一种均衡器还可包括第一滤波器、加法器、电平选择器、量化器、和第二滤波器。第一滤波器可适于滤波输入信号。加法器可适于将滤波后的输入信号和滤波的信号相加并且将和当作均衡信号输出。电平选择器适于存储多个包括具有不相等边界间隔的一判定边界组的判定边界组,响应于软信息信号选择判定边界,以及输出包括在所选择的判定边界组中的边界电平。量化器可适于响应于从电平选择器输出的边界电平来确定均衡信号的量化值以产生量化信号。第二滤波器可适于利用码元判定来滤波所量化的信号并且输出滤波后的量化信号。
在本发明的示例性实施例中,均衡器还可包括用于将软信息信号延迟与多个D对应的码元间隔的延迟,其中D可为解码器的延迟量。第二滤波器可将量化信号延迟D并且滤波所延迟的量化信号。
在本发明的示例性实施例中,可以根据例如具有例如在多个续存路径中的最小路径度量值的最可能续存路径的顺序来判定该码元判定。
在本发明的示例性实施例中,来自均衡信号的各个具有相等码元间隔的码元可被格码调制(TCM)解码以产生各个判定和附加信息信号。产生的附加信息信号可被连续地选择,以及所选择的附加信息信号可被当作软信息信号输出。各个判定还可被连续地选择并被当作码元判定输出。
在本发明的示例性实施例中,所述边界电平属于多个包括具有不相等边界间隔的判定边界组的判定边界组其中之一,其被利用软信息信号选择出。
附图说明
通过参考附图对其示例性实施例进行详细的描述,本发明的示例性实施例将变得更为清楚,其中:
图1是传统的数字电视接收机的框图;
图2是一个传统的判定反馈均衡器(DFE)的框图;
图3是另一个传统的判定反馈均衡器DFE的框图;
图4是传统的格码调制(TCM)编码设备的框图;
图5是传统的格码调制TCM解码设备的框图;
图6是根据本发明的一个示例性实施例的接收机的框图;
图7是说明根据本发明的一个示例性实施例的编码算法的示例图;
图8是说明根据本发明的一个示例性实施例的在TCM解码处理中从当前状态到下一个状态的预测的示例的表格图(trellis diagram);
图9是说明根据本发明的一个示例性实施例的量化方法的图;
图10是说明根据本发明的一个示例性实施例的解码器的框图;和
图11是说明根据本发明的一个示例性实施例的接收方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考示出了本发明的示例性实施例的附图对本发明的示例性实施例进行更为充分的描述。这些示例性实施例被提供来使得本公开将变得全面而完整,并且将充分地向本领域技术人员阐明了本发明的概念。贯穿这些附图,相同的附图标记表示相同的元件。
图6是根据本发明的一个示例性实施例的接收机(例如数字电视接收机)600的框图。参考图6,接收机600可包括均衡器(例如判定反馈均衡器(DFE))610和解码器(例如格码调制(TCM)解码器)630。将参考图11的流程图解释根据本发明的一个示例性实施例的接收机600的示例性操作。
该均衡器610可以均衡输入信号INPUT。输入信号INPUT可是从例如图1的解调器120输出的信号。包括在均衡器610中的前馈滤波器670可以根据例如传统的有限脉冲响应(FIR)滤波方法滤波输入信号INPUT(例如,图11中的S110)。包括在均衡器610中的加法器680可以将从前馈滤波器670输出的滤波信号与从反馈滤波器660输出的滤波信号相加,并且可输出均衡信号EQO(例如,图11中的S120)。下面将更加详细地解释包括在均衡器610中的延迟线640和限幅器650。
解码器630可以根据例如ATSC标准解码(例如,TCM解码)从均衡器610输出的均衡信号EQO。解码(例如,TCM解码)可以执行分支度量计算和与编码(例如,TCM编码)过程相反的溯源过程(traceback procedure),其可以由发送器来执行。
参考图7,TCM编码器700可包括编码器(例如,格编码器)710和映射器720。编码器710可以利用例如第一位存储器711、加法器712和第二位存储器713将位Z0与位数据Z2和Z1相加以被发送。映射器720可将数据Z2、Z1和Z0的八个值映射为-7、-5、-3、-1、+1、+3、+5和+7并且可将所映射的值输出为例如编码的8-电平VSB信号。该8-电平VSB信号可被发送器编码并且与载波相结合以被发送。
解码器630可以通过对均衡信号EQO的解码处理来产生码元判定H1、H2、H3、...,和软信息信号α(图11中的S130)。可以根据具有例如在四个续存路径之中的较小(例如最小)路径度量值的较(例如最)可能续存路径的顺序来确定从解码器630输出的码元判定H1、H2、H3、...。
软信息信号α可以指示接收到的VSB信号的下一个值是否较接近于第一数据子集(例如,相应于八个电平之中的电平-7、-3、+1和+5)或第二数据子集(例如,相应于八个电平之中的电平-5、-1、+3和+7)。软信息信号α可以例如由方程式1来表示。
方程式1
PM00可为路径的路径度量值,通过该路径均衡信号EQO可被归为状态00,以及PM10可为路径的路径度量值,通过该路径均衡信号EQO可被归为状态10。PM01可为路径的路径度量值,通过该路径均衡信号EQO可被归为状态01,以及PM11可为路径的路径度量值,通过该路径均衡信号EQO可被归为状态11。可以利用例如传统的分支度量计算过程来获得这些路径度量值。
由解码器630产生的软信息信号α可以预测均衡信号的下一状态并且可以预先指示所预测的下一状态。在均衡器610中可以使用所预测的下一状态来改善在下一个码元间隔中的判定可靠性。
图8是说明例如在解码处理中(例如TCM解码处理)利用当前状态预测下一状态的表格图。参考图8,解码器(例如,图6中的630)可以在解码处理期间,选择例如分别被归为全部或基本全部的可能的编码器状态00、01、10和11中的四个续存路径。这些路径可以分别具有相应的路径度量值PM00、PM10、PM01知PM11。
如果图7中的编码器700(例如TCM编码器)的位存储器711和713的当前状态是00或10并且下一个位数据项目Z2和Z1是0或1,则下一个编码器状态可为00或01并且下一个码元更可能属于包括在八个电平之中的-7、-3、+1和+5的第一数据子集。如果TCM解码器的当前状态是01或11,则下一个解码器状态可为10或11并且下一个码元更可能属于包括在八个电平之中的-5、-1、+3和+7的第二数据子集。
下一个码元值可更接近于星座点(constellation point)-7、-3、+1和+5中的一个或者星座点-5、-1、+3和+7中的一个,并且可以使用软信息信号α来确定哪个值更为接近。可以利用方程式2来更容易地产生软信息信号α。但是,也可以利用其它方程式来更容易地产生软信息信号α。
方程式2
α=min(PM01,PM11)-min(PM00,PM10)
min()可以指示元素中的最小值。在方程式1或方程式2中,当α>>0时,路径度量值PM00和/或PM10可以小于或基本小于PM01和/或PM11,下一个编码器状态可以是00或01,并且下一个码元值更可能属于包括-7、-3、+1和+5的第一数据子集。可以假设具有较小路径度量值的路径是更为可能的续存路径。当α<<0时,下一个码元值更可能属于包括-5、-1、+3和+7的第二数据子集。当α=0时,下一个码元值属于八个电平-7、-5、-3、-1、+1、+3、+5、+7中的每一个的可能性相等,或基本相等。基于软信息信号α的值可以预测下一个码元值所属的电平。例如,在除了上述三种情况中的情况中,软信息信号α可被用于在限幅器650中的判定的基础。
图10是根据本发明的一个示例性实施例的、可以产生码元判定H1、H2、H3、...、和软信息信号α的解码器(例如TCM解码器)的框图。该解码器可以通过例如对均衡信号执行解码处理来产生码元判定H1、H2、H3、...和软信息信号α。参考图10,解码器(例如TCM解码器)630包括输入开关631、十二个解码器(例如,TCM解码器)632、633和634、软判定信息信号α选择器635、和判定选择器636。
输入开关631可以接收从均衡器610输出的均衡信号EQO并且可以将码元流分配(例如连续分配)给例如十二个解码器。十二个解码器632、633和634可以解码(例如,TCM解码)具有十二个码元间隔的均衡信号EQO的码元来产生判定H1、H2、...、HN和附加信息信号α1,α2,...,α12(图11中的S130)。例如,第一解码器(例如TCM解码器)632可以解码(如,TCM解码)包括第一、第十三和第二十五码元的第一码元组,以及可以利用例如方程式1或方程式2来产生第一附加信息信号α1。
在另一个实例中,第二解码器(例如TCM解码器)633可以解码(例如TCM解码)包括第二、第十四和第二十六码元的第二码元组,并且可以产生第二附加信息信号α2。第十二解码器(例如TCM解码器)634可以解码(例如TCM解码)包括第十二、第二十四和第三十六码元的第十二码元组,并且可以产生第十二附加信息信号α12。
软判定信息信号α选择器635可以选择(例如连续选择)由解码器632、633和634产生的附加信息信号α1,α2,...,α12,并且可以输出所选择的附加信息信号为软信息信号α。判定选择器636可以选择(例如连续选择)由解码器632、633和634产生的判定H1、H2、...、HN并且可以将所选择的判定输出为码元判定H1、H2、H3、...。这一由解码器632、633和634执行的编码交错可以产生在相邻码元判定H1、H2、H3、…之间的12个码元的间隔。
返回到图6,均衡器610可以包括前馈滤波器670、加法器680、延迟线640、限幅器650、和反馈器660。前馈滤波器670可利用例如传统的FIR滤波方法滤波(例如前馈滤波)解调的输入信号INPUT。例如,前馈滤波器670可以将例如滤波系数乘以与抽头数量相同或基本相同数量的延迟信号,该延迟信号可以通过延迟输入信号INPUT来产生,并且可以相加所相乘的值。这一FIR滤波方法也可以用于反馈滤波器660。加法器680可以将从前馈滤波器670输出的滤波信号与从反馈滤波器660输出的滤波信号相加并且可以输出均衡器610的均衡信号。
延迟线640可以将由解码器630产生的软信息信号α延迟12-D的码元间隔(图11的S140)。D可表示在解码器630的解码器632、633和634的分支度量计算和溯源过程期间产生的延迟量。D可小于或基本小于12个码元间隔。
限幅器650可包括电平选择器652和非均匀量化器651。电平选择器652可类似于或基本类似于例如ROM(只读存储器)或任何其它适合的存储器设备。电平选择器652可存储多个包括例如一具有非均匀边界间隔的判定边界组的判定边界组。电平选择器652可响应于由解码器630产生的软信息信号α来选择判定边界组,并且可输出包括在所选择的判定边界组中的边界电平。如图9中所示,判定边界组的数量可为例如五。非均匀量化器651可响应于包括在由电平选择器652选择的判定边界组中的边界电平来判定均衡信号的量化值以便产生量化的信号(图11中的S150)。
参考图9,当α>0时,包括在判定边界组中包括的边界电平之中的电平-7、-3、+1和+5的区域可被扩宽,而包括电平-5、-1、+1和+7的区域可被压窄。当α>>0时,包括电平-5、-1、+3和+7的区域可变得更窄并且限幅器650可被当作可具有电平-7、-3、+1和+5的4-电平限幅器来操作。当α=0时,包括电平-7、-5、-3、-1、+1、+3、+5和+7的区域可具有相等或基本相等的距离使得限幅器650被当作例如8-电平限幅器来操作。当α<0时,包括电平-5、-1、+3和+7的区域可被扩宽,而包括-7、-3、+1和+5的区域可被压窄。当α<<0时,对应于电平-7、-3、+1和+5的区域可变得更窄并且限幅器650可被当作可具有电平-5、-1、+3和+7的4-电平限幅器来操作。这五个判定边界组可被存储在电平选择器652中。在本发明的示例性实施例中,在电平选择器652中可以包括大于五个的判定边界组。
反馈滤波器660可以根据例如传统的FIR滤波方法滤波(例如反馈滤波)从限幅器650输出的量化信号。反馈滤波器660包括多个延迟单元661、乘法器662、和加法器663。多个延迟单元661可以根据从限幅器650输出的量化信号和从解码器630输出的码元判定H1、H2、H3....来产生多个对应于抽头数量的延迟信号。例如根据延迟单元661可以将该量化信号延迟解码器630的延迟D,以被反映在延迟单元661的延迟信号的产生上。乘法器662可用滤波系数乘以从多个延迟单元661输出的延迟信号。加法器663可以将相乘的值相加并且可以输出滤波(例如反馈滤波)的信号(图11中的S160)。
均衡器610可以响应于利用软信息信号α选择的边界电平来量化均衡信号EQO。均衡器610可以利用码元判定H1、H2、H3、...来滤波(例如反馈滤波)量化的信号。滤波(例如反馈滤波的)的信号和滤波(例如前馈滤波)的输入信号INPUT可以被相加以产生均衡信号EQO。
在接收机(例如数字电视接收机)600中,根据本发明的示例性实施例,解码器(例如TCM解码器)630可以解码均衡信号EQO以产生码元判定H1、H2、H3、...和软信息信号α。均衡器610可以利用延迟了12-D的码元间隔的软信息信号来选择用于量化的边界电平(例如非均匀量化)并且可以例如利用码元间隔H1、H2、H3、...从反馈滤波信号中产生均衡信号EQO。
本发明的示例性实施例可以使用可具有使用例如附加软信息信号改善了的判定可靠性的均衡器(例如反馈判定均衡器)。根据本发明的示例性实施例,改善的判定可靠性可以提供在例如延迟通道环境中具有改善的性能的接收机(例如数字电视接收机)。
已经相对于数字电视接收机、TCM解码器、ATSC标准等描述了本发明的示例性实施例。但是,应该理解,本发明的示例性实施例可以被应用于任何适合的数字接收机,例如,数字音频接收机。此外,还应该理解任何适合的解码器用于根据任何适合的标准例如美国国家电视制式委员会(NTSC)标准来解码信号。
由于参考本发明的示例性实施例已经示出并且描述了本发明的示例性实施例,但是本领域技术人员应该理解,在没有脱离如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下,这里可以作出形式和细节上的各种变化。
本申请要求在35U.S.C.§119下的、在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2004-0101534号、申请日为2004年12月4日的优先权,这里引用其整个公开内容作为参考。
Claims (19)
1、一种接收机包括:
解码器,适于解码均衡信号以及产生码元判定和软信息信号;和
均衡器,适于响应于利用软信息信号选择的边界电平来量化所述均衡信号,利用码元判定滤波所量化的信号,以及将滤波的量化信号与滤波的输入信号相加以产生所述均衡信号。
2、根据权利要求1所述的接收机,其中,解码器执行格码调制(TCM)解码。
3、根据权利要求1所述的接收机,其中,根据在多个续存路径之中具有最小路径度量值的最可能续存路径的顺序来判定该码元判定。
4、根据权利要求1所述的接收机,其中,软信息信号是指示接收的残留边带(VSB)信号的下一个值是否接近于第一数据子集或第二数据子集的信号。
5、根据权利要求4所述的接收机,其中,第一子集包括八个电平之中的电平-7、-3、+1和+5,而第二数据子集包括八个电平之中的电平-5、-1、+3和+7。
6、根据权利要求1所述的接收机,其中,解码器还包括:
多个解码器,适于从均衡信号中解码各个具有相等码元间隔的码元并且产生各个判定和附加信息信号;
第一选择器,连续地选择由各个解码器产生的附加信息信号并且将所选择的附加信息信号当作软信息信号输出;和
第二选择器,连续地选择由各个解码器产生的判定并且将所选择的判定当作码元判定输出。
7、根据权利要求6所述的接收机,其中,相邻判定间具有多个码元的间隔。
8、根据权利要求1所述的接收机,其中,所述均衡器还包括:
第一滤波器,适于滤波输入信号;
加法器,适于将滤波的输入信号和滤波的量化信号相加并且将和当作均衡信号输出;
电平选择器,适于存储多个包括一具有不相等边界间隔的判定边界组的判定边界组,响应于软信息信号来选择判定边界组,以及输出包括在所选择的判定边界组中的边界电平;
量化器,适于响应于从电平选择器输出的边界电平来确定均衡信号的量化值以产生量化信号;和
第二滤波器,适于利用码元判定来滤波量化信号并且输出所滤波的量化信号。
9、根据权利要求8所述的接收机,其中,均衡器还包括用于将软信息信号延迟与多个D对应的码元间隔的延迟,其中D是解码器的延迟量,以及第二滤波器将量化信号延迟D并且滤波所延迟的量化信号。
10、一种用于均衡输入信号的方法,该方法包括:
解码均衡信号以产生码元判定和软信息信号;和
均衡基于码元判定滤波的输入信号和基于所均衡的信号产生的软信息信号。
11、根据权利要求10所述的接收方法,还包括:
响应于利用所述软信息信号所选择的边界电平来量化均衡信号,以及其中输入信号的均衡还包括:
利用码元判定滤波量化信号;和
将所滤波的量化信号和滤波的输入信号相加以产生均衡信号。
12、根据权利要求10所述的接收方法,其中,解码是格码调制(TCM)解码。
13、根据权利要求10所述的接收方法,其中,根据在多个续存路径中具有最小路径度量值的最可能续存路径的顺序来判定该码元判定。
14、根据权利要求10所述的接收方法,其中,软信息信号是指示接收的残留边带(VSB)信号的下一个值是否接近于第一数据子集或第二数据子集的信号。
15、根据权利要求14所述的接收方法,其中,第一数据子集包括八个电平之中的电平-7、-3、+1和+5,而第二数据子集包括八个电平之中的电平-5、-1、+3和+7。
16、根据权利要求10所述的接收方法,其中,所述解码还包括:
从均衡信号中TCM解码各个具有相等码元间隔的码元以便产生各个判定和附加信息信号;
连续地选择所产生的附加信息信号并且将所选择的附加信息信号当作软信息信号输出;和
连续地选择各个判定并且将所选择的判定当作码元判定输出。
17、根据权利要求16所述的接收方法,其中,相邻判定间具有多个码元的间隔。
18、根据权利要求11所述的接收方法,其中,边界电平属于多个包括具有不相等边界间隔的判定边界组的判定边界组其中之一,其被利用软信息信号来选择。
19、根据权利要求11所述的接收方法,还包括:将软信息信号延迟与多个D对应的码元间隔,其中D是延迟量,将量化信号延迟D,并且滤波所延迟的量化信号。
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