CN201278593Y - 一种多制式无线数据卡 - Google Patents
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Abstract
一种多制式无线数据卡，应用于终端设备，该无线数据卡包括主控制器、多制式无线通信模块和接口电路，多制式无线通信模块与主控制器通过异步串口传输接口相连，主控制器通过接口电路与终端设备相连，其中：主控制器用于通过接口电路接收到终端设备的应用指令后，将应用指令传送给多制式无线通信模块，并完成多制式无线通信模块与终端设备之间的数据传输；多制式无线通信模块支持多制式无线调制解调器，用于和多个移动通信网络进行通信，实现语音业务和无线数据业务；接口电路用于在终端设备和主控制器之间传输应用指令和数据。本实用新型的多制式无线数据卡集成了多种制式的移动通信网络、无线局域网以及移动数字电视业务。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能便携设备，尤其涉及一种支持多制式无线数据卡。
背景技术
目前，笔记本电脑可以通过两种方式访问无线网络，一种是是利用目前的无线局域网，如WiFi(802.11b、802.11g)接入互联网络；另一种利用移动通信网络的数据承载服务，如GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)、EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术)等接入互联网。
WiFi通过无线网卡和无线信号发射点AP来实现，相对于传统有线网络，WiFi实现了从网卡到网络端口之间的无线。虽然用户通过WiFi可以获得比较高的数据接入服务(802.11g支持54Mbps的数据率)，但WiFi由于网络覆盖的限制，目前只在家庭、写字楼、机场等部署有接入点，而且用户仅在无线信号发射点AP周围20～100米内才能顺利接入互联网，可以说它是一种短距离的无线传输标准。
GPRS、EDGE的数据传输率较低，GPRS仅有56Kbps～114Kbps，但网络部署范围广泛，可以使用户在任意地点获得GPRS/EDGE的接入并利用其提供的数据通讯服务。可以说它是一种长距离无线传输标准。TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)作为3G标准，虽然可以提供宽带业务和视频电话，但目前网络建设只覆盖了如北京、上海等大城市。
另一方面，TD-SCDMA所提供的移动数字电视业务应用的是流媒体技术。相比于数字广播电视CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中国移动多媒体广播)，TD-SCDMA的帧速率低，视频画面容易出现马赛克现象，而且当用户数量上升时，整个网络的速率会下降，影响用户接收的画面质量。
可见上述几种技术互为补充，能让用户根据不同的场合，随时随地享受无线数据业务。但反观市场，虽然无线局域网卡、电视卡、无线数据卡已经相当普遍，但由于各种制式的卡相互独立，造成用户需携带至少两张卡才能享受到移动数字电视、无线上网等功能。这不仅给用户带来使用的不方便，而且也增加用户的使用成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种多制式无线数据卡，能够支持多制式GPRS/EDGE/TD-SCDMA/WLAN，从而使用户利用一张支持多制式的多功能数据卡，就能够享受多样化的无线数据业务。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种多制式无线数据卡，应用于终端设备，所述无线数据卡包括主控制器、多制式无线通信模块和接口电路，所述多制式无线通信模块与所述主控制器通过异步串口传输接口相连，所述主控制器通过所述接口电路与所述终端设备相连，其中
所述主控制器用于通过所述接口电路接收到所述终端设备的应用指令后，将所述应用指令传送给所述多制式无线通信模块，并完成所述多制式无线通信模块与所述终端设备之间的数据传输；
所述多制式无线通信模块支持多制式无线调制解调器，用于和多个移动通信网络进行通信，实现语音业务和无线数据业务；
所述接口电路用于在所述终端设备和所述主控制器之间传输应用指令和数据。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述多制式无线通信模块进一步包括第一天线、四选一模拟开关、GSM/EDGE功率放大器、TD-SCDMA功率放大器、GSM/EDGE声表滤波器、TD-SCDMA声表滤波器、GSM射频收发芯片、TD-SCDMA射频接收芯片、TD-SCDMA射频发射芯片和多制式基带处理芯片，所述多制式基带处理芯片包括模拟基带处理模块和数字基带处理模块，
所述四选一模拟开关分别与所述GSM/EDGE功率放大器、所述GSM/EDGE声表滤波器、所述TD-SCDMA功率放大器及所述TD-SCDMA声表滤波器相连，所述GSM/EDGE功率放大器和所述GSM/EDGE声表滤波器均与所述GSM射频收发芯片相连，所述TD-SCDMA声表滤波器与TD-SCDMA射频接收芯片相连，所述TD-SCDMA功率放大器与所述TD-SCDMA射频发射芯片相连，所述GSM射频收发芯片分别与所述模拟基带处理模块及所述数字基带处理模块相连，所述TD-SCDMA射频接收芯片与所述模拟基带处理模块相连，所述TD-SCDMA射频发射芯片与所述数字基带处理模块相连，其中，
所述模拟基带处理模块用于在接收模式下将所述TD-SCDMA射频接收芯片或所述GSM射频收发芯片接收的模拟基带信号转换为数字基带信号，并传送至所述数字基带处理模块；在发送模式下，将经过所述数字基带处理模块处理的数字信号转换为模拟基带信号后，经过所述TD-SCDMA射频发射芯片或所述GSM射频收发芯片发送至相应的移动通信网络；
所述数字基带处理模块用于完成信道编解码、交织/解交织、加密/解密等数字信号的基带处理，并将处理过的数字信号传送至所述模拟基带处理模块；
所述四选一模拟开关用于在所述数字基带处理模块的控制下选择相应的移动通信网络和工作频段。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述无线数据卡还包括CMMB移动数字电视模块，所述CMMB移动数字电视模块与主控制器通过串行外围设备接口传输数据与命令，用于接收CMMB移动数字电视信号并完成数字信号的解调和解码工作。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述CMMB移动数字电视模块进一步包括：S波段天线、UHF波段天线、S波段低噪声放大器、S波段滤波器和CMMB解调芯片，其中，所述S波段天线通过所述S波段低噪声放大器和所述S波段滤波器与所述CMMB解调芯片相连，所述UHF波段天线与所述CMMB解调芯片相连，当数字电视信号经过所述S波段天线或所述UHF波段天线进入所述CMMB解调芯片时，所述CMMB解调芯片完成数字电视信号的解调、解码后，通过所述串行外围设备接口传送至所述主控制器。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述无线数据卡还包括无线网卡模块，所述无线网卡模块与所述主控制器通过并行数据线、地址线相连，通过与无线局域网的覆盖范围内的无线信号发射点连接，用于所述终端设备与网络端口的连接。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述无线网卡模块进一步包括第二天线、带通滤波器、天线开关、低噪声放大器、功率放大器、IEEE802.11b/g射频收发器和IEEE802.11b/g基带处理器/介质访问控制MAC，所述第二天线通过所述带通滤波器与所述天线开关相连，所述天线开关分别与低噪声放大器和功率放大器相连，所述低噪声放大器和所述功率放大器分别与IEEE802.11b/g射频收发器相连，所述IEEE802.11b/g射频收发器与基带处理器/介质访问控制MAC相连，所述IEEE802.11b/g基带处理器/介质访问控制MAC通过并行数据线、地址线与所述主控制器相连。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述多制式无线通信模块还包括数据存储器和用户识别模块，所述用户识别模块和所述数据存储器均与所述多制式基带处理芯片相连，其中
所述数据存储器用于存放无线通信模块工作时所需的程序、参数、变量，以及在模块复位后，引导所述多制式无线通信模块进入正常工作模式；
所述用户识别模块，用于当所述无线数据卡与移动通信网络通信时，对所述无线数据卡的合法性进行验证。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述无线数据卡进一步包括数据存储模块和电源管理模块，所述数据存储模块和所述电源管理模块均与所述主控制器相连，其中，
所述数据存储模块用于存放所述主控制器的引导程序和程序中的常量、变量、堆栈以及作为内存使用；
所述电源管理模块用于完成对所述主控制器的上电、断电。
进一步地，上述无线数据卡还可具有如下特点：所述接口电路为PCI接口、USB接口或PCMICA接口。
与现有无线数据卡、无线网卡、电视卡相比，本实用新型在一张无线数据卡上集成了目前多种制式的移动通信网络、无线局域网(支持802.11b/802.11g)以实现无线数据业务。此外，该数据卡还为用户提供移动数字电视业务，使目前无线技术互为补充，使用户在任何地方均能享受到无线数据业务和视频业务。
附图说明
图1为本实用新型的多制式无线数据卡的组成框图；
图2为图1中的无线通信模块的组成框图；
图3为图1中的CMMB移动数字电视模块的组成框图；
图4为图1中的无线网卡模块的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的多制式无线数据卡作进一步详细阐述。
图1是本实用新型的多制式无线数据卡的组成框图，参见图1，该数据卡包括：主控制器1、电源管理模块2、数据存储模块3、多制式无线通信模块4、CMMB移动数字电视模块5、无线网卡模块6和接口电路7。
如图1所示，主控制器1通过数据线、地址线与数据存储模块3相连，无线网卡模块6与主控制器1之间的数据交换通过相应的地址线和数据线进行，多制式无线通信模块4与主控制器1按AT命令通过异步串口UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)口传输交换数据与命令，CMMB移动数字电视模块5与主控制器1通过SPI口(SerialPeripheral interface，串行外围设备接口)传输数据与命令。
主控制器1通过接口电路7与终端设备相连，接口电路7可以是PCI接口、USB接口和PCMICA(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation，PC机内存卡国际联合会的缩写)接口的任意一种，用以在终端设备的应用程序和主控制器1之间传输数据和指令。
电源管理模块2与主控制器1相连，完成对主控制器1的上电、断电等工作。需要指出的是各功能模块有自己的电源芯片来供电，其电源使能引脚受主控制器的控制，以保证电源的稳定性与驱动能力。
数据存储模块3由大容量的FLASH(闪存)和SDRAM(SynchronousDynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器)组成，FLASH用于存放引导程序和程序中的常量，SDRAM主要存放程序中的变量、堆栈和作为内存使用。
其中，主控制器1的作用包括：
通过复位引脚、使能引脚控制各功能模块(多制式无线通信模块4、CMMB移动数字电视模块5、无线网卡模块6)的复位、上电；
通过接口电路7(包括USB接口)接收来自终端设备的应用指令，并将该应用指令传送给相应的功能模块(如多制式无线通信模块4、CMMB移动数字电视模块5、无线网卡模块6)；
通过SPI接口、并口等接口完成各功能模块与个人计算机等终端设备之间的数据传输。
多制式无线通信模块4支持TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多制式无线Modem(调制解调器)，用于数据卡和移动通信网络进行通信，实现语音业务和无线数据业务。图2是多制式无线通信模块4的组成框图，该模块进一步包括：第一天线401、四选一模拟开关402、GSM/EDGE功率放大器403、TD-SCDMA功率放大器407、GSM/EDGE声表滤波器404、TD-SCDMA声表滤波器406、GSM射频收发芯片405、TD-SCDMA射频接收芯片408、TD-SCDMA射频发射芯片409、数字基带处理模块410、模拟基带处理模块411、用户识别模块412、数据存储器413。
如图2所示，四选一模拟开关分别与GSM/EDGE功率放大器、GSM/EDGE声表滤波器、TD-SCDMA功率放大器、和TD-SCDMA声表滤波器相连，GSM/EDGE功率放大器和GSM/EDGE声表滤波器与GSM射频收发芯片相连，TD-SCDMA功率放大器与TD-SCDMA射频发射芯片相连，TD-SCDMA声表滤波器与TD-SCDMA射频接收芯片相连，GSM射频收发芯片、TD-SCDMA射频发射芯片和TD-SCDMA射频接收芯片分别与多制式基带处理芯片相连，多制式基带处理芯片包括模拟基带处理模块和数字基带处理模块。
其中，各制式的Modem模块共用第一天线401，而射频前端器件，包括：功率放大器403和407、声表滤波器404和406、射频收发器405、408和409则相互独立，将无线信号下变频至基带信号送至模拟基带处理模块411。射频收发器405、408、409是模块的射频部分，当无线数据卡发送信息时，将模拟基带处理模块411发送来的基带模拟信号调制到相应的载频并发送到移动通信网络；数据卡接收信息时，接收移动通信网络发来的射频信号，解调出基带模拟信号并送至模拟基带处理模块411。
其中，各模块的工作原理如下：
模拟基带处理模块411完成无线通信模块的音频、基带编解码，在接收模式下将TD-SCDMA射频接收芯片或所述GSM射频收发芯片接收的模拟基带信号转换为数字基带信号，并传送至数字基带处理模块；而在发送模式下，将经过数字基带处理模块处理的数字信号转换为模拟基带信号后经过TD-SCDMA射频发射芯片或GSM射频收发芯片发送出去；
数字基带处理模块410完成信道编解码、交织/解交织、加密/解密等数字信号的基带处理，并将处理过的数字信号传送至模拟基带处理模块；
四选一模拟开关402在数字基带处理模块410的控制下完成射频通道的选择，以选择相应的移动通信网络和工作频段。
数据存储器413与多制式基带处理芯片相连，用于存放多制式无线通信模块4工作时所需的程序、参数、变量，以及在多制式无线通信模块4复位后，引导多制式无线通信模块4进入正常工作模式。
用户识别模块412：USIM卡，通过引脚与多制式基带处理芯片相连。当数据卡和移动通信网络通信时，该模块用于移动通信网络系统对无线数据卡的合法性进行验证。当验证通过后，移动通信网络允许无线数据卡接入移动通信网络，与移动通信网络进行语音通信或者数据通信。
多制式无线通信模块4不仅可以为用户提供语音、短消息等传统语音服务，而且可以利用移动通信网络接入互联网。当用户处于无线信号发射点AP覆盖范围外时，用户可以通过无线通信模块访问互联网，进行数据通信。
此外，该多制式无线通信模块4支持不同制式的移动通信网络，包括GPRS/EDGE/TD-SCDMA，从而使用户可以根据所处的实际环境选用不同的移动通信网络，最大程度地发挥各网络的优势。譬如，用户身处TD-SCDMA网络覆盖区域(如话务量大和数据业务需求大的地区：北京、上海)，可以享受3G网络的宽带数据和视频业务；而当用户身处郊区等TD-SCDMA网络尚未覆盖的区域，仍旧可以通过GPRS与互联网连接，享受无处不在的互联网服务。
CMMB移动数字电视模块5用于接收CMMB移动数字电视信号并完成数字信号的解调和解码工作。图3是CMMB移动数字电视模块的组成框图进一步，该模块进一步包括：S波段天线501、UHF波段天线502、S波段低噪声放大器503、S波段滤波器504、CMMB解调芯片505。
其中，S波段天线通过S波段低噪声放大器和S波段滤波器与CMMB解调芯片相连，UHF波段天线也与CMMB解调芯片相连。CMMB解调芯片505包括调谐器和解调器，当信号通过S波段天线或UHF波段天线进入CMMB解调芯片505后，由调谐器和解调器分别完成信号的解调、解码后，通过SPI接口将解调后的数据传送至主控制器1，主控制器1通过接口电路7传送至个人计算机等终端设备。
CMMB技术属于移动数字广播技术，由于该技术不受用户数量的制约，数据率高，能保证视频画面的质量，是对3G视频业务的一大补充。用户不仅可以通过TD-SCDMA享受视频服务，在3G网络尚未覆盖的区域，也可以通过CMMB享受移动数字电视。
无线网卡模块6通过与无线局域网的覆盖范围内的无线信号发射点AP连接，实现无线终端设备与网络端口的连接，从而接入互联网。图4是无线网卡模块的组成框图，该模块进一步包括第二天线601，第二天线601通过带通滤波器602与天线开关603相连，天线开关603分别与低噪声放大器604和功率放大器605相连，低噪声放大器604和功率放大器605又分别与IEEE802.11b/g射频收发器606相连，低噪声放大器604和功率放大器605分别用于接收和发射链路，由天线开关603控制收发链路的选择。IEEE802.11b/g射频收发器606和基带处理器/MAC(Media Access Control，介质访问控制)607相连。
无线网卡模块6与主控制器1通过并行数据线、地址线相连，该无线网卡模块6支持IEEE802.11b/g无线网卡，可以使用户在无线收发点AP覆盖范围内具有最高54Mbps的传输速率，为无线局域网用户提供了多种制式的无线接入手段，享受快速、便捷的宽带无线数据业务。
本实用新型的多制式无线数据卡的工作步骤如下：
步骤A：外部电源对电源管理模块2供电，电源管理模块2输出主控制器1所需的电压，通过电源引脚对主控制器1上电。
步骤B：当电源电压稳定后，主控制器1进行复位。
步骤C：数据存储模块3将初始化参数和引导程序下载至主控制器1中，引导主控制器1进入正常工作模式。
步骤D：当主控制器1进入正常工作模式后，通过指定引脚完成对多制式无线通信模块4、CMMB移动数字电视模块5、无线网卡模块6的上电和复位。
步骤E：多制式无线通信模块4、CMMB移动数字电视模块5、无线网卡模块6从各自(集成或外置)的数据存储装置中下载初始化参数和引导程序，从而进入正常工作模式。
步骤F：各功能模块进行数据传输，包括：多制式无线通信模块4通过AT命令与主控器1进行通信和数据传输；CMMB移动数字解调模块5通过SPI接口与主控器1进行通信和数据传输；无线网卡6模块则通过并口形式的数据线和地址线完成与主控制器1的数据传输；若没有收到来自主控器1的指令则相应的功能模块自动进入待机模式。
步骤G：主控制器等待来自接口电路7的应用程序的指令。
步骤H：当主控制器通过接口电路7(如USB接口)接收来自终端设备如PC端口的应用指令后，通过相应的接口(如：AT命令、SPI、并口等)与相应的功能模块通信，使其进入工作模式；并将应用指令发送给相应的功能模块，由相应的功能模块完成指定的功能。
综上所述，由于本实用新型的无线数据卡支持多种制式的移动通信网络和移动数字电视业务，将2G网络的覆盖范围广和3G网络的宽带数据业务相结合，使用户只需一张数据卡即享受无处不在的无线数据业务；而其数字移动电视功能，又进一步增强了3G网络的视频业务，使得用户可以享受到画面更优质的视频节目。
Claims (9)
1、一种多制式无线数据卡，应用于终端设备，其特征在于，所述无线数据卡包括主控制器、多制式无线通信模块和接口电路，所述多制式无线通信模块与所述主控制器通过异步串口传输接口相连，所述主控制器通过所述接口电路与所述终端设备相连，其中
所述主控制器用于通过所述接口电路接收到所述终端设备的应用指令后，将所述应用指令传送给所述多制式无线通信模块，并完成所述多制式无线通信模块与所述终端设备之间的数据传输；
所述多制式无线通信模块支持多制式无线调制解调器，用于和多个移动通信网络进行通信，实现语音业务和无线数据业务；
所述接口电路用于在所述终端设备和所述主控制器之间传输应用指令和数据。
2、如权利要求1所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述多制式无线通信模块进一步包括第一天线、四选一模拟开关、GSM/EDGE功率放大器、TD-SCDMA功率放大器、GSM/EDGE声表滤波器、TD-SCDMA声表滤波器、GSM射频收发芯片、TD-SCDMA射频接收芯片、TD-SCDMA射频发射芯片和多制式基带处理芯片，所述多制式基带处理芯片包括模拟基带处理模块和数字基带处理模块，
所述四选一模拟开关分别与所述GSM/EDGE功率放大器、所述GSM/EDGE声表滤波器、所述TD-SCDMA功率放大器及所述TD-SCDMA声表滤波器相连，所述GSM/EDGE功率放大器和所述GSM/EDGE声表滤波器均与所述GSM射频收发芯片相连，所述TD-SCDMA声表滤波器与TD-SCDMA射频接收芯片相连，所述TD-SCDMA功率放大器与所述TD-SCDMA射频发射芯片相连，所述GSM射频收发芯片分别与所述模拟基带处理模块及所述数字基带处理模块相连，所述TD-SCDMA射频接收芯片与所述模拟基带处理模块相连，所述TD-SCDMA射频发射芯片与所述数字基带处理模块相连，其中，
所述模拟基带处理模块用于在接收模式下将所述TD-SCDMA射频接收芯片或所述GSM射频收发芯片接收的模拟基带信号转换为数字基带信号，并传送至所述数字基带处理模块；在发送模式下，将经过所述数字基带处理模块处理的数字信号转换为模拟基带信号后，经过所述TD-SCDMA射频发射芯片或所述GSM射频收发芯片发送至相应的移动通信网络；
所述数字基带处理模块用于完成信道编解码、交织/解交织、加密/解密等数字信号的基带处理，并将处理过的数字信号传送至所述模拟基带处理模块；
所述四选一模拟开关用于在所述数字基带处理模块的控制下选择相应的移动通信网络和工作频段。
3、如权利要求2所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述无线数据卡还包括CMMB移动数字电视模块，所述CMMB移动数字电视模块与主控制器通过串行外围设备接口传输数据与命令，用于接收CMMB移动数字电视信号并完成数字信号的解调和解码工作。
4、如权利要求3所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述CMMB移动数字电视模块进一步包括：S波段天线、UHF波段天线、S波段低噪声放大器、S波段滤波器和CMMB解调芯片，其中，所述S波段天线通过所述S波段低噪声放大器和所述S波段滤波器与所述CMMB解调芯片相连，所述UHF波段天线与所述CMMB解调芯片相连，当数字电视信号经过所述S波段天线或所述UHF波段天线进入所述CMMB解调芯片时，所述CMMB解调芯片完成数字电视信号的解调、解码后，通过所述串行外围设备接口传送至所述主控制器。
5、如权利要求2或3所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述无线数据卡还包括无线网卡模块，所述无线网卡模块与所述主控制器通过并行数据线、地址线相连，通过与无线局域网的覆盖范围内的无线信号发射点连接，用于所述终端设备与网络端口的连接。
6、如权利要求5所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述无线网卡模块进一步包括第二天线、带通滤波器、天线开关、低噪声放大器、功率放大器、IEEE802.11b/g射频收发器和IEEE802.11b/g基带处理器/介质访问控制MAC，所述第二天线通过所述带通滤波器与所述天线开关相连，所述天线开关分别与低噪声放大器和功率放大器相连，所述低噪声放大器和所述功率放大器分别与IEEE802.11b/g射频收发器相连，所述IEEE802.11b/g射频收发器与基带处理器/介质访问控制MAC相连，所述IEEE802.11b/g基带处理器/介质访问控制MAC通过并行数据线、地址线与所述主控制器相连。
7、如权利要求2所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述多制式无线通信模块还包括数据存储器和用户识别模块，所述用户识别模块和所述数据存储器均与所述多制式基带处理芯片相连，其中
所述数据存储器用于存放无线通信模块工作时所需的程序、参数、变量，以及在模块复位后，引导所述多制式无线通信模块进入正常工作模式；
所述用户识别模块，用于当所述无线数据卡与移动通信网络通信时，对所述无线数据卡的合法性进行验证。
8、如权利要求1所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述无线数据卡进一步包括数据存储模块和电源管理模块，所述数据存储模块和所述电源管理模块均与所述主控制器相连，其中，
所述数据存储模块用于存放所述主控制器的引导程序和程序中的常量、变量、堆栈以及作为内存使用；
所述电源管理模块用于完成对所述主控制器的上电、断电。
9、如权利要求1所述的多制式无线数据卡，其特征在于，所述接口电路为PCI接口、USB接口或PCMICA接口。
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