ES2611594T3 - Selección de modo de transmisión durante un procedimiento de acceso aleatorio - Google Patents

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Magnus Johansson
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Abstract

Un método (400) para uso en un primer nodo (110) en un sistema de comunicación de acceso inalámbrico, según cuyo método: · el primer nodo sirve para controlar (405) el tráfico hacia y desde los usuarios, UE (120), dentro de un cierto área en el sistema, una celda, y · el primer nodo está equipado (410) con una pluralidad de antenas de transmisión (111, 113), y, · el primer nodo puede emplear (415) una variedad de modos de transmisión de múltiples antenas para transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones a los UE, y · el primer nodo puede llevar a cabo (420) un así llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (Random Access, RA) con UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el eNodeB, estando caracterizado el método por que -la variedad de modos de transmisión de múltiples antenas empleados comprende diversidad de transmisión y multiplexación espacial; y además por que (425) un mismo modo de transmisión de múltiples antenas de enlace descendente es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, y ese mismo modo de transmisión de múltiples antenas de enlace descendente es uno sobre el que el UE posee información

Description

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DESCRIPCION
Seleccion de modo de transmision durante un procedimiento de acceso aleatorio CAMPO TECNICO
La presente invention describe un metodo para uso en un nodo en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico, en cuyo sistema el primer nodo sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, UE, dentro de una celda en el sistema.
ANTECEDENTES
En sistemas celulares inalambricos tales como, por ejemplo, el Evolution a Largo Plazo 3G (“3G LTE”), sistemas WiMAX y WCDMA, los nodos que controlan el trafico hacia y desde los usuarios en las celdas de los sistemas, dichos nodos a los que se denomina por diversos nombres en los diversos sistemas, por ejemplo “eNodeB” en sistemas LTE, pueden estar equipados con multiples antenas para la transmision y/o reception, y podran por lo tanto utilizar varias tecnicas de transmision de multiples antenas. Ejemplos de tales tecnicas son diversidad de transmision, multiplexacion espacial, y conformation de haces con senales de referencia dedicadas. Tales tecnicas pueden de hecho resultar partes integrales de los sistemas.
El documento EP1643661 describe el empleo de tales tecnicas de transmision alternativas en un sistema de comunicacion inalambrico y en el que el receptor necesita adaptarse al modo de transmision del transmisor. Se propone conmutar adaptativamente entre los modos alternativos en base a la calidad del enlace de radio, y utilizar una tabla de consulta para seleccionar un modo que corresponda con la calidad del enlace actual.
Otro documento, “Random Access with multi-beam antenna arrays” (Acceso Aleatorio con agrupaciones de antenas multihaz), ISBN 978-0-7803-7376-1, propone utilizar una agrupacion de antenas en la estacion base de radio que es adaptable para cambiar desde una recepcion de sector amplio a lobulos separados y mas estrechos. En los intervalos de tiempo donde se espera recibir paquetes de acceso aleatorio la antena es inicialmente formada para tener un lobulo ancho, y si hay paquetes llegando en el mismo intervalo de tiempo, la antena es sucesivamente adaptada para formar mas lobulos hasta que los paquetes desde diferentes transmisores puedan ser recibidos en lobulos separados.
Para alguno de los sistemas mencionados anteriormente, puede existir una variedad de tecnicas de transmision de multiples antenas o modos empleados, que hace importante para todas las partes en una celda del sistema conocer que modo debe ser utilizado en una cierta situation o en un cierto momento. Esto es especialmente cierto para los as! llamados procedimientos de Acceso Aleatorio, i.e. un procedimiento que es utilizado por un usuario en una celda del sistema cuando el usuario no tiene un canal dedicado al nodo de control de la celda. Un usuario puede tener una variedad de dispositivos por medio de los cuales se comunica con el sistema, siendo ejemplos de tales dispositivos telefonos moviles y ordenadores portatiles. En la description que continua, el termino generico “terminal de usuario” sera tambien empleado.
Otro factor que subraya la importancia de que los terminales de usuario en una celda conozcan que modo de transmision de multiples antenas debe ser utilizado durante, por ejemplo, el as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (RA), es el hecho de que muchos tipos de terminales de usuario estan equipados con multiples antenas, una tendencia que probablemente se incrementara en el futuro. Si han de ser utilizadas multiples antenas en el terminal de usuario de la manera demandada por el modo de transmision de multiples antenas que es utilizado por el eNodeB (o un nodo correspondiente) en la celda, es por supuesto importante para los terminales de usuario estar informados de que modo es el que esta en uso en el presente, o cual ha de ser usado en una cierta situacion.
COMPENDIO
Como ha emergido de la descripcion anterior, en sistemas moviles inalambricos que utilizan modos de transmision de multiples antenas, existe una necesidad de una solution por medio de la cual los usuarios en una celda podrlan conocer cual de los modos de transmision de multiples antenas sera empleado en la celda durante procedimientos de RA en cualquier momento dado.
Esto es resuelto mediante las reivindicaciones independientes. Realizaciones preferidas de la invencion se describen en las reivindicaciones dependientes.
Esta necesidad es abordada por la presente invencion por que esta describe un metodo para uso en un primer nodo de un sistema de comunicacion de acceso inalambrico. En el sistema en el que la invencion es aplicado, el primer nodo controla el trafico hacia y desde los usuarios, UE, dentro de un cierto area en el sistema, una celda, y segun el metodo de la invencion, el primer nodo esta equipado con una pluralidad de antenas de transmision y puede emplear modos de transmision de multiples antenas para transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones a los UE.
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Ademas, el primer nodo puede llevar a cabo un as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (Random Access, RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el primer nodo, y segun la invencion, un solo modo y el mismo modo de transmision de multiples antenas es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA.
Por consiguiente, dado que un solo modo y el mismo modo de transmision de multiples antenas es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de rA, y este modo puede hacerse conocido para los terminales de usuario en la celda, los terminales de usuario que intentan el procedimiento de RA podran emplear sus antenas para la recepcion de una manera optima.
El modo de transmision de multiples antenas que segun la invencion es utilizado durante el procedimiento de RA puede, en varias realizaciones de la invencion, ser determinado de una serie de maneras:
• El modo de transmision de multiples antenas para RA puede ser utilizado no solo por el primer nodo en cuestion, sino tambien por un primer nodo semejante adicional en el sistema. Este podrla ser el caso, si, por ejemplo, el modo es establecido por el estandar del sistema, o por el operador del sistema particular.
• El modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser cambiado por el primer nodo, en cuyo caso el primer nodo senalizara el “nuevo” modo a los UE en la celda mediante senalizacion en un canal de difusion. En tal caso, el primer nodo gana al menos “semi-independencia” con respecto a la eleccion de modo de transmision de multiples antenas para el RA, dado que el primer nodo puede cambiar un modo que ha sido establecido de la manera esquematizada en el punto previo.
• El modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser definido por el primer nodo, y sera entonces senalizado en un canal de difusion a los UE en la celda. En esta version de la realizacion, el primer nodo gana por consiguiente mas o menos completa autonomla con respecto a que modo de transmision de multiples antenas debe ser utilizado por el procedimiento de RA.
Como puede verse, la invencion ofrece un elevado grado de flexibilidad respecto a que modo de transmision de multiples antenas debe ser utilizado en una celda durante procedimientos de RA. Esta y otras ventajas de la presente invencion se haran aun mas evidentes a partir de la descripcion detallada adjunta.
Ademas del metodo inventivo, la invencion tambien describe un primer nodo que funciona segun el metodo inventivo, as! como un terminal de usuario correspondiente.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La invencion se describira con mas detalle en lo que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una vista esquematica de un sistema en el que la invencion puede ser aplicada, y
La Figura 2 muestra la senalizacion para el procedimiento de acceso aleatorio basado en contencion en LTE,
y
La Figura 3 muestra la senalizacion para el procedimiento de acceso aleatorio sin contencion en LTE, y
La Figura 4 muestra un flujograma de un metodo de la invencion, y
La Figura 5 muestra un diagrama de bloques de un primer nodo de la invencion, y
La Figura 6 muestra un diagrama de bloques de un terminal de usuario de la invencion.
DESCRIPCION DETALLADA
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema 100 de comunicacion de acceso inalambrico en el que la presente invencion puede ser aplicada. La invencion se describira a continuacion y en lo que sigue como un sistema LTE, de modo que la terminologla y los componentes del sistema 100 utilizados en el ejemplo descriptivo seran terminologla y componentes de LTE. Sin embargo, debe senalarse que el sistema se puede aplicar en una amplia variedad de sistemas, algunos de los cuales seran enumerados en esta descripcion, as! que el uso de un sistema LTE en los dibujos y la siguiente descripcion debe verse simplemente como un ejemplo destinado a facilitar la comprension de la invencion por parte del lector.
Volviendo ahora al sistema 100 mostrado en la Figura 1, el sistema 100 comprende una serie de celdas, una de las cuales se muestra en la Figura 1 como 130. En cada celda del sistema, puede haber una serie de usuarios, uno de los cuales se muestra en la celda 130 como 120. Un usuario se denomina a menudo con el termino generico Equipamiento de Usuario, abreviado como “UE”, una abreviatura que se usara tambien en este texto.
Como se muestra tambien en la Figura 1, en el sistema 100 en el que la invencion se puede aplicar, hay tambien un primer nodo o nodo de control 110 para cada celda que, entre otras cosas, sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios en la celda. El rol exacto de este nodo varla entre diferentes sistemas, as! como su nombre, pero en sistemas LTE el nodo es conocido como el “eNodeB”, mientras que en algunos otros sistemas es conocido como NodeB o Estacion Base de Radio. Algunas otras denominaciones para tales “primeros nodos” en otros sistemas son
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Estacion Base (Sistemas WiMAX), Punto de Acceso (sistemas WLAN), y BTS (, Estacion Transceptora Base, sistemas GSM). Como se muestra en la Figura 1, el primer nodo 110 esta equipado con una pluralidad de antenas, dos de las cuales se muestran como 111 y 113 en la Figura 1. Naturalmente, el numero exacto de antenas se puede variar enormemente dentro del alcance de la presente invencion.
Una aplicacion para la presente invencion es el denominado Procedimiento de Acceso Aleatorio, el procedimiento de “RA” (Random Access, RA), un procedimiento que es llevado a cabo para un UE que no tiene un canal dedicado al eNodeB, pero desea establecer dicha conexion. Por consiguiente, se dara a continuacion una descripcion basica de un procedimiento de RA tlpico, para permitir al lector apreciar algunos de los problemas que se pueden superar mediante la presente invencion. El procedimiento de RA desde el sistema lTe se utilizara para ejemplificar el principio de RA.
Acceso aleatorio
En LTE, como en cualquier sistema de comunicacion, un UE puede necesitar contactar con la red (lo cual se hace mediante el eNodeB) sin tener un recurso dedicado en el enlace ascendente (“UL”), i.e. al eNodeB. Para manejar tales situaciones, hay disponible un as! llamado Procedimiento de Acceso Aleatorio (, “RA”), en el que un UE que no tiene un recurso UL dedicado puede iniciar un procedimiento que conducira a que le sea asignado al UE un recurso UL dedicado.
El primer mensaje del procedimiento de RA es tlpicamente transmitido por el UE en un recurso especial reservado para acceso aleatorio, un as! llamado canal de acceso aleatorio, “RACH”. Este canal puede, por ejemplo, ser limitado en tiempo y/o frecuencia, como es el caso en LTE.
En LTE, el procedimiento de acceso aleatorio puede ser utilizado por una serie de diferentes razones. Ejemplos de dichas razones son:
• Acceso inicial, para los UE en los estados LTE_IDLE o LTE_DETACHED,
• Transferencia entrante,
• Re-sincronizacion del UL de los UE.
• Peticion de planificacion, utilizada por un UE al que no se le ha asignado ningun otro recurso para contactar con el eNodeB.
El procedimiento de acceso aleatorio basado en contencion que se utiliza en LTE esta ilustrado en la Figura 2. Un UE comienza el procedimiento de acceso aleatorio seleccionando aleatoriamente uno de una serie de as! llamados preambulos que estan disponibles para el acceso aleatorio basado en contencion. El UE transmite entonces el preambulo de acceso aleatorio seleccionado en el canal de acceso aleatorio flsico (, PRACH) al eNodeB en la Red de Acceso Aleatorio RAN.
La RAN reconoce los preambulos que detecta transmitiendo una respuesta de acceso aleatorio, mostrada como MSG2 en la Figura 2, que incluye una concesion inicial para ser utilizada en el canal compartido de enlace ascendente, as! como un identificador, tal como, por ejemplo, un C-RNTI temporal, RNTI de Celda, Identificador Temporal de Red de Radio, y una actualization de la alineacion temporal, TA. Cuando recibe la respuesta del eNodeB el UE utiliza la concesion para transmitir un mensaje (MSG3 en la Figura 2) que es en parte utilizado para disparar el establecimiento del control de recurso de radio y en parte para identificar de manera unica al UE en los canales comunes de la celda.
El procedimiento de RA termina con la RAN resolviendo cualquier contencion de preambulo que puede haber ocurrido (MSG4 en la Figura 2), en el caso de que multiples UE hayan transmitido el mismo preambulo al mismo tiempo.
El mensaje de respuesta de acceso aleatorio (MSG2) es un mensaje de recursos compartidos transmitido en el canal compartido de enlace descendente que puede contener respuestas a multiples preambulos de acceso aleatorio detectados en el mismo PRACH, i.e. no puede siempre ser adaptado al canal de radio hacia un unico UE.
En los sistemas LTE, se ha definido un procedimiento de acceso aleatorio adicional, un as! llamado acceso aleatorio sin contencion, o basado en la no contencion. Segun este procedimiento, se permite a un UE utilizar un preambulo de acceso aleatorio dedicado para su transmision inicial en el PRACH. Dado que solo esta permitido que se use este mensaje para ese UE especlfico, es posible para el eNodeB identificar el UE ya en la reception del preambulo de acceso aleatorio. Este procedimiento puede usarse cuando un eNodeB sabe que un UE llevara a cabo un acceso aleatorio. Este es el caso para:
• Transferencia entrante,
• Re-sincronizacion del UL disparada en la red (cuando el eNodeB necesita transmitir algo a un UE cuyo UL esta fuera de sincronizacion).
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Los preambulos dedicados para uso en este procedimiento estan distribuidos por el eNodeB en preparacion para tales procedimientos, lo cual se muestra en la Figura 3, en la que el procedimiento de acceso aleatorio sin contencion es ilustrado. El procedimiento consiste en dos mensajes: El preambulo de acceso aleatorio dedicado transmitido en UL en el PRACH, y el mensaje de respuesta de acceso aleatorio (MSG2) transmitido en el DL en el canal compartido de enlace descendente planificado, DL-SCH.
Problemas con las soluciones de Acceso Aleatorio existentes.
Como se ha explicado previamente, la presente invencion esta destinada a sistemas en los que el eNodeB puede utilizar su pluralidad de antenas para utilizar una serie de diferentes modos de transmision de multiples antenas. El modo de transmision de multiples antenas en dicho sistema es normalmente seleccionado por el eNodeB en base a parametros tales como, por ejemplo, las caracterlsticas del canal de radio, que requieren informacion sobre como un canal de radio particular es “percibido” por el UE, i.e. la calidad del canal/recepcion en el UE, informacion que no siempre esta disponible para el eNodeB.
En particular, para el caso de acceso inicial, cuando el UE contacta con el eNodeB por primera vez, no esta disponible en el eNodeB el conocimiento sobre la perception del UE de un canal de radio, y por lo tanto no es posible seleccionar el modo de transmision de multiples antenas apropiado en base a ese parametro. Ademas, durante el procedimiento de acceso aleatorio basado en contencion, el eNodeB no esta informado de a que UE pertenece un cierto preambulo de acceso aleatorio, o por que el UE inicio un preambulo de acceso aleatorio. El eNodeB no puede por lo tanto determinar que modo de transmision de multiples antenas ha de utilizar.
Por lo tanto, resumiendo la description del Procedimiento de Acceso Aleatorio y los problemas asociados con el, puede verse que existe una necesidad de una solution por medio de la cual el problema de los diferentes modos de transmision de multiples antenas durante el procedimiento de RA pueda ser resuelto.
La presente invencion aborda esta necesidad mediante la descripcion de un metodo para uso en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico tal como el sistema LTE. Como es normalmente el caso en dichos sistemas, existe un primer nodo, el nodo eNodeB en sistemas LTE, que controla el trafico hacia y desde los usuarios, UE, dentro de una celda en el sistema. Segun el metodo de la invencion, el primer nodo esta equipado con una pluralidad de antenas, las cuales puede utilizar para emplear modos de transmision de multiples antenas para las transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones a los UE.
El primer nodo puede llevar a cabo un as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (Random Access, RA) con UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el eNodeB, y segun el metodo de la invencion, un solo modo y el mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA.
Dado que un solo modo y el mismo modo de transmision de multiples antenas de DL es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, todos los UE en una celda sabran que modo deben esperar durante el RA, lo cual simplificara enormemente la situation.
La manera en la que es elegido el modo de transmision de multiples antenas para el procedimiento de RA puede variar segun la invencion, como se ejemplificara a continuation:
En una realization de la invencion, el modo de transmision de multiples antenas de DL que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA es utilizado por al menos un primer nodo semejante adicional en el sistema. Este puede ser el caso si, por ejemplo, el modo de transmision de multiples antenas de DL para el RA es establecido por el estandar del sistema, o si el operador del sistema por alguna otra razon decide utilizar un cierto modo de transmision de multiples antenas de DL durante el RA en todo su sistema o en partes del mismo.
En otra realizacion de la invencion, la cual se puede decir que es una version de la realizacion descrita inmediatamente antes, el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser cambiado por el primer nodo, i.e. el primer nodo de una celda tiene la posibilidad de anular un decision “central” con relation al modo de transmision de multiples antenas de DL durante el RA. En tal caso, los UE en la celda necesitan ser informados de que modo debe ser utilizado en el DL durante el RA, el cual es adecuadamente senalizado por el primer nodo a los UE en la celda mediante serialization en un as! llamado canal de difusion.
En una realizacion adicional de la invencion, el modo de transmision de multiples antenas de DL que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA es definido por el primer nodo, i.e., el primer nodo es mas o menos autonomo con relacion a la election del modo de transmision de multiples antenas de DL. En este caso tambien, el modo necesita ser senalizado a los UE en la celda del primer nodo, el cual en esta realizacion de la invencion es senalizado a los UE en la celda por el primer nodo en un canal de difusion.
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Antes de que se expliquen mas aspectos de la presente invencion, se dara una breve introduction a algunos posibles modos de transmision de multiples antenas que pueden ser utilizados en el DL durante el procedimiento de RA. Como se comprobara, la invencion puede ser aplicada a un sistema que emplea mas o menos cualquier tipo de modo de transmision de multiples antenas de DL durante el procedimiento de Ra. Sin embargo, algunos ejemplos de modos de transmision de multiples antenas comunes son:
• Diversidad de transmision,
• Multiplexacion espacial,
• Conformation de haces con senales de referencia dedicadas.
Se dara por ultimo en esta description una description mas en profundidad de estos modos de transmision de multiples antenas.
Aparte de permitir que los UE en una celda conozcan que modo de transmision de multiples antenas de DL se va a utilizar durante el procedimiento de RA, podrla tambien ser una ventaja si los UE en una celda pudieran conocer con antelacion que modo de transmision de multiples antenas de DL serla empleado por el primer nodo en la celda despues de la finalization del procedimiento de RA.
Esta ventaja es proporcionada por un aspecto de la presente invencion, el cual describe como puede ser seleccionado y determinado el modo de transmision de multiples antenas de DL que se ha de utilizar en una celda al finalizar el procedimiento de RA.
Dado que el modo de transmision de multiples antenas de DL que se ha de utilizar despues de la finalizacion del procedimiento de RA puede hacerse dependiente de la razones de los UE para iniciar, aquellas razones seran primero repetidas a continuation, como sigue:
• Acceso inicial, p.ej. para los UE en los estados LTE_IDLE o el LTE_DETACHED,
• Transferencias entrantes,
• Re-sincronizacion de un UL de un UE,
• Petition de planificacion, utilizado por un UE al que no se le ha asignado ningun otro recurso para contactar con el eNodeB.
En una primera realization de esta version de la presente invencion, el modo de transmision de multiples antenas de DL que debe ser utilizado por el primer nodo despues de completar los procedimientos de RA es simplemente estandarizado para ser el mismo modo que se usa durante el procedimiento de RA. Esta realizacion puede ser adecuadamente aplicada a un UE que inicia el procedimiento de Ra como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o a un UE que esta siendo transferido a la celda del primer nodo pero que no ha recibido ninguna information sobre el modo de transmision de multiples antenas de RA durante el procedimiento de transferencia.
En una segunda realizacion de esta version (modo de transmision de multiples antenas de DL despues del procedimiento de RA) de la presente invencion, el primer nodo determina que modo de transmision de multiples antenas de DL pretende utilizar despues de completados los procedimientos de RA, y senaliza esto a los UE en la celda en un canal de difusion. El primer nodo puede elegir el modo en base a una serie de factores, tales como, por ejemplo, la configuration flsica de la antena o el tamano de la celda.
Esta segunda realizacion puede tambien ser adecuadamente aplicada a un UE que inicia el procedimiento de RA como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que esta siendo transferido a la celda del primer nodo pero que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de diversidad de RA durante el procedimiento de transferencia.
En una tercera realizacion de esta version de la presente invencion, el UE vuelve a un modo de transmision de multiples antenas de DL previo o a uno inicial despues de completar el procedimiento de RA. Esta tercera realizacion puede ser adecuadamente aplicada a UE que han iniciado el procedimiento de RA porque necesitan re-sincronizar su conexion de UL, o porque llevan a cabo una peticion de asignacion de recursos, lo cual es el caso para los UE a los que no se les ha asignado ningun otro recurso para contactar con el eNodeB.
Los terminos previo e inicial son usados aqul con el siguiente sentido: El modo inicial es el modo “comun” que se ha de utilizar despues del acceso inicial segun la segunda realizacion como se describio anteriormente, mientras que el modo previo es el modo “dedicado” utilizado por un UE especlfico antes de que pierda la sincronizacion de enlace ascendente. En una alternativa de esta realizacion, puede ser introducido un llmite de tiempo, y utilizado de la siguiente manera: el modo “previo” de transmision de multiples antenas es utilizado si el tiempo que ha transcurrido desde que la ultima transmision desde/hacia el UE esta por debajo del tiempo llmite, y a la inversa, si el llmite de tiempo ha sido excedido, es utilizado el modo “inicial”.
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Anteriormente, se han enumerado combinaciones ventajosas de modos de transmision de multiples antenas de DL para ser utilizadas despues de la finalizacion del procedimiento de RA y una razon del UE para iniciar el procedimiento de RA. Sin embargo, debe enfatizarse que aunque las combinaciones dadas anteriormente son ventajosas, todas las combinaciones son posibles, i.e. todas las combinaciones de razones para iniciar el procedimiento de RA y el modo de transmision de multiples antenas de DL despues de completar el procedimiento de RA.
La Figura 4 muestra un flujograma aproximado de un metodo 400 de la invencion. Los pasos que son opciones o alternativas son indicados con llneas discontinuas. Como ha emergido de la description, el metodo 400 esta destinado para uso en un primer nodo tal como el 110 en la Figura 1, en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico tal como el sistema 100 en la Figura 1. Segun el metodo inventivo, como se muestra en el paso 405, el primer nodo sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, UE, tal como el UE 120 de la Figura 1, dentro de un cierto area en el sistema, una celda, tal como el 130 de la Figura 1. Como se muestra en el paso 410, el primer nodo esta equipado con una pluralidad de antenas de transmision, mostradas como 111 y 113 en la Figura 1.
El paso 415 muestra que el primer nodo puede emplear una variedad de modos de transmision de multiples antenas para las transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones hacia los UE, y el paso 420 muestra que el primer nodo puede llevar a cabo un as! llamado Acceso Aleatorio, RA, procedimiento con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el eNodeB. Segun el metodo inventivo, como se muestra en el paso 425, un mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA.
El paso 430 muestra que el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser utilizado por al menos un primer nodo semejante adicional en el sistema.
Como se muestra en el paso 435, el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede en una realizacion de la invencion ser cambiado por el primer nodo, en cuyo caso el primer nodo senaliza el modo a los UE en la celda mediante serialization en un canal de difusion.
En una realization alternativa, como se muestra en el paso 445, el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA es definido 445 por el primer nodo y senalizado en un canal de difusion a los UE en la celda.
Como se muestra en el paso 440, al menos los siguientes modos de transmision de multiples antenas son posibles para la utilization por el primer nodo:
• Diversidad de transmision,
• Multiplexacion espacial,
• BF, Conformation de Haces con senales de referencia dedicadas.
Aunque no se muestra expllcitamente en la Figura 4, las siguientes son tambien otras posibles realizaciones del metodo inventivo:
• El modo de transmision de multiples antenas que es utilizado por el primer nodo despues del procedimiento de RA puede ser el mismo que el utilizado durante el procedimiento de RA. Esta realizacion puede ser utilizada en particular por el primer nodo para un UE que lleva a cabo el procedimiento de RA como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que esta siendo transferido a la celda del primer nodo y que no ha recibido ninguna information sobre el modo de transmision de multiples antenas de RA durante el procedimiento de transferencia.
• El modo de transmision de multiples antenas que es utilizado por el primer nodo despues del procedimiento de RA puede ser elegido por el primer nodo y sera entonces senalizado por el primer nodo a los UE en la celda en un canal de difusion. Esta realizacion puede ser utilizada en particular por el primer nodo para un UE que lleva a cabo un procedimiento de RA como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que esta siendo transferido a la celda del primer nodo y que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de transmision de multiples antenas de Ra durante el procedimiento de transferencia.
• El primer nodo puede, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una petition de planificacion, utilizar el mismo modo de transmision de multiples antenas que fue utilizado antes de dicho procedimiento de re-sincronizacion o peticion de planificacion de servicios.
• Uno de los modos de transmision de multiples antenas de la invencion puede ser utilizado por el primer nodo despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion, utiliza un modo inicial de transmision de multiples antenas.
• Para los UE que han de ser transferidos al primer nodo desde otros tales primeros nodos, el primer nodo senaliza el modo de transmision de multiples antenas que utiliza a los UE que han de ser transferidos a el, llevandose a cabo la senalizacion durante las preparaciones de dicha transferencia.
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La Figura 5 muestra un diagrama de bloques esquematico de un transceptor 500 para uso como un primer nodo en un sistema en el que es aplicada la invencion. Como se indica en la Figura 5, el primer nodo 500 comprendera una serie de antenas, mostradas como un bloque 510, y comprendera tambien una parte de recepcion 520 y una parte de transmision 530. Ademas, el primer nodo 500 tambien comprende unos medios de control 540 tales como un microprocesador, as! como una memoria 550. Ademas, el primer nodo 500 comprende tambien una interfaz 560 hacia otros componentes en el sistema aparte de los UE.
El primer nodo 500 de la invencion utilizara los medios de control 540 para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, UE, dentro de un cierto area en el sistema, una celda, y tendra una pluralidad de antenas de transmision, mostradas en la Figura 5 como un bloque 510.
Los medios de control 540 junto con los medios de memoria 550 seran utilizados por el primer nodo 500 de la invencion para elegir entre, y utilizar, una variedad de modos de transmision de multiples antenas para las transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones hacia los UE. Ademas, el primer nodo 500 utilizara las antenas 510, la parte de recepcion 520, la parte de transmision 530 y los medios de control 540 junto con la memoria 550 para llevar a cabo un as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el primer nodo. El primer nodo 500 de la invencion utilizara un mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente durante el procedimiento de RA.
En una realizacion, los medios de control 540 y la memoria 550 seran utilizados por el primer nodo 500 para cambiar el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA. Estos medios, junto con las antenas 510 y el transmisor 530 son utilizados por el primer nodo 500 para senalizar el modo a los UE en la celda en un canal de difusion.
En otra realizacion, el primer nodo 500 utiliza los medios de control 540 junto con los medios de memoria 550 para definir que modo de transmision de multiples antenas debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, y utiliza el transmisor 530 y las antenas 510 para senalizar esto en un canal de difusion a los UE en la celda.
El primer nodo 500 de la invencion puede utilizar al menos los siguientes modos de transmision de multiples antenas:
• Diversidad de transmision,
• Multiplexacion espacial,
• Conformacion de haces con senales de referencia dedicadas.
En una realizacion particular, el primer nodo 500 utiliza el mismo modo de transmision de multiples antenas despues del procedimiento de RA que durante el procedimiento de RA.
En otra realizacion particular, el primer nodo 500 utiliza la memoria 550 y los medios de control 540 para elegir el modo de transmision de multiples antenas que se ha de utilizar despues del procedimiento de rA, y utiliza el transmisor 530 junto con las antenas 510 para senalizar este modo a los UE en la celda en un canal de difusion.
En una realizacion adicional, el primer nodo 500, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion, utiliza el mismo modo de transmision de multiples antenas que fue utilizado antes de dicho procedimiento de re-sincronizacion o peticion de planificacion.
En otra realizacion, el primer nodo 500 utiliza un modo de transmision de multiples antenas despues inicial despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion.
En otra realizacion mas, la cual esta principalmente destinada para uso en conexion con la as! llamada transferencia, el primer nodo 500 senaliza el modo de transmision de multiples antenas que se ha de utilizar a los UE que van a ser transferidos al primer nodo, siendo dicha senalizacion llevada a cabo durante las preparaciones de dicha transferencia.
La Figura 6 muestra un diagrama de bloques esquematico de un transceptor inventivo 600 para uso como un equipamiento de usuario, un UE, en un sistema en el que la invencion es aplicada. Como se indica en la Figura 6, el UE 600 comprende al menos una antena, mostrada como el bloque 610, y comprendera tambien una parte de recepcion 620 y una parte de transmision 630. Ademas, el UE 600 comprende tambien unos medios de control 640 tales como un microprocesador, as! como una memoria 650.
El UE 600 de la invencion utilizara la antena 610, el receptor 620, el transmisor 630, y los medios de control 640 para la comunicacion con un primer nodo del sistema, tal como un eNodeB.
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Los medios de control 640 y la memoria 650 se utilizaran para adaptation a una variedad de modos de transmision de multiples antenas en transmisiones desde dicho primer nodo. El UE de la invention puede llevar a cabo un as! llamado Acceso Aleatorio (RA) en casos cuando UE no tiene un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el primer nodo, lo cual sera hecho por medio de la antena 610, el receptor 620, el transmisor 630, los medios de control 640 y la memoria 650.
El UE 600 de la invencion comprende medios tales como la antena 610 y el receptor 620 para recibir information sobre el modo de transmision de multiples antenas del primer nodo y medios tales como el controlador 640 y la memoria 650 para adaptarse a dicho modo.
En una realization, el UE 600 de la invencion puede recibir dicha informacion en un canal de difusion en el sistema.
La adaptacion por el UE 600 a diferentes modos de transmision de multiples antenas incluye que el UE ajuste su receptor segun el modo. Ademas, el informe de realimentacion, i.e. calidad del canal, rango, pesos de pre- codificacion (algunas veces denominados “fase”) variaran dependiendo del modo de transmision de multiples antenas.
La invencion no esta limitada a los ejemplos de las realizaciones descritas anteriormente y mostradas en los dibujos, sino que puede ser variada libremente dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Ademas, dado que gran parte de la presente invencion trata de tecnicas de transmision de multiples antenas para ser utilizadas en DL durante el procedimiento de RA, ejemplos de algunas de tales tecnicas de transmision de multiples antenas se describiran ahora en mas detalle que previamente.
Diversidad de transmision
El objetivo de la diversidad de transmision es utilizar multiples antenas de transmision para reducir variaciones en un canal de radio de desvanecimiento. La diversidad de transmision no requiere conocimiento detallado sobre el canal de radio entre el transmisor y el receptor, y es por lo tanto beneficioso utilizarla en casos cuando el eNodeB no tiene buen conocimiento del canal sobre un cierto UE. Esto podrla por ejemplo ser debido al hecho de que el UE se este moviendo rapidamente, y por esa razon tiene un canal de radio con desvanecimiento rapidamente variable. Otro caso en el que el eNodeB no tiene buen conocimiento del canal es cuando el eNodeB solo recibe realimentacion infrecuente sobre la calidad del canal de radio desde el UE. La diversidad de transmision puede ser tambien deseable utilizarla para los UE con transmisiones de baja tasa de datos, o para los UE con pobre calidad del canal, siendo medida normalmente dicha calidad por ejemplo como la SINR, Relation de Senal a Interferencia mas Ruido.
Multiplexacion espacial
Un segundo modo de transmision de multiples antenas es el modo de multiplexacion espacial. En la transmision con multiplexacion espacial, flujos de datos independientes son transmitidos desde el transmisor (p.ej. el eNodeB), y se basan en avanzados algoritmos de reception de multiples antenas en el receptor (p.ej. el UE) para separar los flujos de datos que han sido mezclados durante la transmision a traves del canal de radio. Dependiendo de la calidad del canal de radio, un numero variable de flujos de datos puede ser resuelto por el receptor. Dado que el numero de flujos que puede ser soportado varla con el canal de radio, esto necesita ser realimentado desde el receptor hasta el transmisor. Esta adaptacion del numero de flujos es tambien denominada “adaptacion del rango”, y necesita ser llevada a cabo en una corta escala de tiempo, p.ej. en el orden de unos pocos milisegundos. El UE propone un rango, e informa la calidad del canal al primer nodo para cada flujo.
Cuando el rango es igual a 1, esto significa que solo un flujo de datos es transmitido. Esto corresponde bien a la transmision desde una unica antena o bien a la formation de un haz mas tradicional desde las multiples antenas. Para la formacion del haz, las fases de las senales transmitidas desde las antenas de transmision son adaptadas para que se sumen coherentemente en el receptor. Esta adaptacion de fase normalmente requiere tambien realimentacion del receptor, y requiere actualizaciones en la misma corta escala de tiempo que la adaptacion del rango.
LTE es un sistema celular de conmutacion de paquetes y la planificacion de los usuarios es hecha por subtrama (de longitud de 1ms), i.e. se pueden planificar diferentes usuarios desde una subtrama a la siguiente. La adaptacion de rango y fase es senalizada como parte del mensaje de asignacion de planificacion desde el eNodeB al UE.
Formacion de haces con senales de referencia dedicadas.
Un tercer modo de transmision de multiples antenas es denominado formacion de haz con senales de referencia dedicadas. Un solo flujo y el mismo flujo de datos es transmitido desde todas las antenas involucradas, pero la fase es ajustada por cada antena para lograr directividad, i.e. para que el haz apunte hacia el UE en cuestion. En este caso, las senales de referencia dedicadas pueden ser utilizadas para simplificar la demodulation en el UE. Las senales de referencia dedicadas son ajustadas en fase de la misma manera que los datos, lo que significa que la demodulacion en el UE puede ser llevada a cabo como para una transmision de una sola antena.
Las senales de referenda dedicadas no necesitan realimentacion desde el UE dado que el eNodeB puede estimar la direccion del UE en base a senales de enlace ascendente recibidas. Por lo tanto este modo es preferible cuando por alguna razon no puede utilizarse realimentacion, o cuando la configuration flsica de antena es adecuada, tal como cuando, por ejemplo, 8 antenas correladas son utilizadas en el eNodeB.
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Claims (24)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo (400) para uso en un primer nodo (110) en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico, segun cuyo metodo:
    • el primer nodo sirve para controlar (405) el trafico hacia y desde los usuarios, UE (120), dentro de un cierto area en el sistema, una celda, y
    • el primer nodo esta equipado (410) con una pluralidad de antenas de transmision (111, 113), y,
    • el primer nodo puede emplear (415) una variedad de modos de transmision de multiples antenas para transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones a los UE, y
    • el primer nodo puede llevar a cabo (420) un as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (Random Access, RA) con UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el eNodeB,
    estando caracterizado el metodo por que
    -la variedad de modos de transmision de multiples antenas empleados comprende diversidad de transmision y multiplexacion espacial; y ademas por que (425) un mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente es utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, y ese mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente es uno sobre el que el UE posee informacion.
  2. 2. El metodo (400) de la reivindicacion 1, en donde durante el procedimiento de RA el primer nodo transmite:
    • un mensaje de respuesta de acceso aleatorio, y
    • un mensaje de resolucion de contencion
  3. 3. El metodo (400) de la reivindicacion 2, en donde en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio se transporta informacion de alineacion temporal, una concesion de enlace ascendente inicial y un C-RNTI temporal.
  4. 4. El metodo (400) de la reivindicacion 1, segun el cual el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA es utilizado (430) por al menos un nodo semejante adicional en el sistema.
  5. 5. El metodo (400) de la reivindicacion 1 o 4, segun el cual el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser cambiado (435) por el primer nodo, en cuyo caso el primer nodo senaliza el modo a los UE en la celda mediante senalizacion en un canal de difusion.
  6. 6. El metodo (400) de la reivindicacion 1, segun el cual el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA es definido (445) por el primer nodo y senalizado en un canal de difusion a las UE en la celda.
  7. 7. El metodo (400) de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, segun el cual al menos los siguientes (440) modos de transmision de multiples antenas son posibles para uso por el primer nodo que ademas incluye:
    • Conformacion de haces con senales de referencia dedicadas.
  8. 8. El metodo (400) de cualquiera de las reivindicaciones previas, segun el cual el modo de transmision de multiples antenas que es utilizado por el primer nodo despues del procedimiento de RA es el mismo que el utilizado durante el procedimiento de RA, y cuando el procedimiento de RA es llevado a cabo como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o con respecto a un UE que esta siendo transferido a la celda del primer nodo y que dicho UE no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de transmision de multiples antenas de RA durante el procedimiento de transferencia.
  9. 9. El metodo (400) de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, segun el cual el modo de transmision de multiples antenas que es utilizado por el primer nodo despues del procedimiento de RA es elegido por el primer nodo y es senalizado por el primer nodo a los UE en la celda en un canal de difusion.
  10. 10. El metodo (400) de la reivindicacion 9, que es utilizado por el primer nodo para un UE que lleva a cabo el procedimiento de RA como parte de un as! llamado procedimiento de acceso inicial, o para un Ue que esta siendo transferido a la celda del primer nodo y que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de transmision de multiples antenas de RA durante el procedimiento de transferencia.
  11. 11. El metodo (400) de la reivindicacion 7, segun el cual el primer nodo, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion, utiliza el mismo modo de transmision de multiples antenas que fue utilizado antes de dicho procedimiento de re-sincronizacion o peticion de planificacion.
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  12. 12. El metodo (400) de la reivindicacion 7, segun el cual el primer nodo, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion utiliza un modo inicial de transmision de multiples antenas.
  13. 13. Un primer nodo (110) para un sistema de comunicacion de acceso inalambrico (100), comprendiendo dicho primer nodo:
    • medios (540) para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, UE (120), dentro de un cierto area en el sistema, una celda (130),
    • una pluralidad de antenas de transmision (510; 111, 113),
    • medios (540, 550) para emplear una variedad de modos de transmision de multiples antenas para transmisiones de enlace descendente, i.e. transmisiones a los UE,
    • medios (510, 520, 530, 540, 550) para llevar a cabo un as! llamado procedimiento de Acceso Aleatorio (RA) con UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el primer nodo,
    estando el primer nodo (500) caracterizado por que dichos medios para emplear una variedad de modos de transmision de multiples antenas esta adaptado para emplear diversidad de transmision y multiplexacion espacial; y por que esta ademas adaptado para utilizar un mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente durante el procedimiento de RA, y ese mismo modo de transmision de multiples antenas de enlace descendente que es utilizado es uno sobre el que el UE posee informacion.
  14. 14. El primer nodo (500) de la reivindicacion 13, dispuesto para transmitir durante el procedimiento de RA:
    • un mensaje de respuesta de acceso aleatorio, y
    • un mensaje de resolucion de contencion.
  15. 15. El primer nodo (500) de la reivindicacion 14, dispuesto ademas para transportar informacion de alineacion temporal, una concesion de enlace ascendente inicial y un C-RNTI temporal en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio.
  16. 16. El primer nodo (500) de la reivindicacion 13, que comprende medios (540, 550) para cambiar el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, y medios (550, 540, 530, 510) para senalizar el modo a los UE en la celda mediante serialization en un canal de difusion.
  17. 17. El primer nodo (500) de la reivindicacion 13, que comprende medios (540, 550) para definir que modo de transmision de multiples antenas debe ser utilizado por el primer nodo durante el procedimiento de RA, y medios (530, 510) para senalizar esto en un canal de difusion a los Ue en la celda.
  18. 18. El primer nodo (500) de cualquiera de las reivindicaciones 13-17, que puede ademas utilizar al menos los siguientes modos de transmision de multiples antenas:
    • Conformation de haces con senales de referencia dedicadas.
  19. 19. El primer nodo (500) de cualquiera de las reivindicaciones 13-18, que comprende medios (550, 540) para elegir el modo de transmision de multiples antenas que debe ser utilizado despues del procedimiento de RA, y medios (530, 510) para senalizar este modo a los UE en la celda en un canal de difusion.
  20. 20. El primer nodo (500) de la reivindicacion 18, que, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de re-sincronizacion o senalizado una peticion de planificacion, utiliza el mismo modo de transmision de multiples antenas que fue utilizado antes de dicho procedimiento de re-sincronizacion o peticion de planificacion.
  21. 21. Un equipamiento de usuario, UE (120), que comprende un transceptor (600) y esta adaptado para uso en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico (100), comprendiendo dicho UE:
    • medios (610, 620, 630, 640) para la comunicacion con un primer nodo del sistema,
    • al menos una antena receptora (610),
    • medios (640, 650) para adaptarse a una variedad de modos de transmision de multiples antenas en transmisiones desde dicho nodo,
    • medios (610, 620, 630, 640, 650) para llevar a cabo un as! llamado Acceso Aleatorio (RA) en casos cuando el UE (600) no tiene un recurso de enlace ascendente dedicado, i.e. un recurso para el primer nodo,
    estando el UE (600) caracterizado por que dichos medios (640, 650) para adaptarse a una variedad de modos de transmision de multiples antenas comprenden diversidad de transmision y multiplexacion espacial; y ademas porque posee informacion sobre a cual de la variedad de modos de transmision de multiples antenas adaptarse durante un
    12
    procedimiento de Acceso Aleatorio y medios (640, 650) para adaptarse a ese de los modos de transmision de multiples antenas para recepcion desde el primer nodo durante el procedimiento de Acceso Aleatorio.
  22. 22. El UE (600) de la reivindicacion 21, que esta adaptado para recibir dos mensajes durante el procedimiento de 5 Acceso Aleatorio;
    • un mensaje de respuesta de acceso aleatorio, y
    • un mensaje de resolucion de contencion.
    10 23. El UE (600) de la reivindicacion 22, dispuesto ademas para recibir informacion de alineacion temporal, una
    concesion de enlace ascendente inicial y un C-RNTI temporal en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio.
  23. 24. El UE (600) de la reivindicacion 21 y que comprende medios (610, 620) para recibir dicha informacion sobre el modo de transmision de multiples antenas del primer nodo.
    15
  24. 25. El UE (600) de la reivindicacion 24, que puede recibir dicha informacion en un canal de difusion en el sistema.
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