JP2004320739A - 移動通信端末機のアップリンク／ダウンリンク同期化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アップリンク及びダウンリンクスイッチングを可変的な時間間隔に行う移動通信端末のアップリンク／ダウンリンク同期化装置を提供しようとする。
【解決手段】 ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部９０と、該復元された信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデム１１０と、前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部１００と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うスイッチング部４０と、を含んでアップリンク／ダウンリンク同期化装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に基づく移動通信端末に係るもので、詳しくは、端末の同期化装置に関するものである。

ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）は、フレーム周期の一部の時間がアップリンク伝送に割り当てられ、フレーム周期の残りの時間がダウンリンク伝送に割り当てられるように無線チャンネルを時間的に分割するデュプレキシング技法であって、ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ） ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のＵＴＲＡ（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）規格で定義する３世代移動通信方式の一つである。且つ、ＴＤＤ方式は、無線区間での送信と受信とが一つの共通周波数帯域で行われるという点に特徴がある。

ＴＤＤは、同一の周波数によりアップリンク及びダウンリンク伝送を行うため、アップリンク及びダウンリンク伝送は、基地局システムが予め定めたタイムスロットにより行われる。このとき、正確なアップリンク／ダウンリンク同期はＴＤＤの必須条件であるため、それが守られないと通信は不可能になる。更に、初期同期（Ｉｎｉｔｉａｌ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）が確保されるべき音声及び映像などのマルチメディア通信において、アップリンク／ダウンリンク同期は一層精密であるべきである。

図２は従来のＴＤＤ端末機を示したブロック図で、図示されたように、従来のＴＤＤ端末は、データ信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換する送信部６０と、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部７０と、アンテナを前記受信部７０又は送信部６０に連結するスイッチング動作を行うＴＤＤスイッチ４０と、該ＴＤＤスイッチ４０を制御するデジタル基底帯域モデム（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂａｓｅ−Ｂａｎｄ ｍｏｄｅｍ；以下、モデムと称す）１０と、を含んで構成されている。

又、前記送信部６０は、フィルタ２０と、デジタル／アナログ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ（Ｄ／Ａ） ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１と、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号処理部２２と、ＲＦ信号処理部２３と、から構成され、前記受信部７０は、ＲＦ信号処理部３３と、ＩＦ信号処理部３２と、アナログ／デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ（Ａ／Ｄ） ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３１と、フィルタ３０と、から構成される。

又、前記ＴＤＤスイッチ４０は、アンテナをＲＦ信号処理部３３に連結（ダウンリンクスイッチング）するか、又は、ＲＦ信号処理部２３に連結（アップリンクスイッチング）するスイッチング動作を、ダウンリンク用タイムスロットとアップリンク用タイムスロットとが相互重ならないように行う。

以下、このように構成された従来ＴＤＤ端末のアップリンク／ダウンリンク同期化過程を説明する。

まず、アンテナに収集されたＲＦ信号は、前記ＴＤＤスイッチ４０が前記受信部７０とアンテナとを連結（ダウンリンクスイッチング）するとき、前記受信部７０のＲＦ信号処理部２３に伝達された後、前記ＩＦ信号処理部３２に再び伝達される。前記ＲＦ信号処理部２３及びＩＦ信号処理部３２を経て、前記ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、該変換されたＩＦ信号は、前記アナログ／デジタル変換器３１及びフィルタ３０を経て前記モデム１０に伝達される。

次いで、前記モデム１０は、伝達された信号を復調して、ダウンリンク用タイムスロットの境界（ダウンリンク伝送のためのスイッチング時点）を検出する。且つ、モデム１０は、基地局システムが定めた信号処理遅延時間を考慮して前記ＴＤＤスイッチ４０のスイッチング時点を決定する。このとき、前記信号処理遅延時間は、送信部及び受信部を構成する各素子が信号（ＲＦ信号及びＩＦ信号）を処理するのに必要な時間（遅延時間）を意味し、チャンネルのパラメータを通して基地局システムから各端末に一律的に伝達される。且つ、前記信号処理遅延時間は固定値であるため、各端末に具備された各素子の実際の遅延時間とは差が大きい。

次いで、前記スイッチング時点が決定されると、前記モデム１０は、アップリンク伝送のために送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑデータ）を送信部に送る。次いで、決定されたスイッチング時点によって、前記ＴＤＤスイッチ４０のスイッチング動作を制御する。このとき、スイッチング動作時点が決定されると、ＴＤＤスイッチ４０はそれをそのまま維持する。又、前記ＴＤＤスイッチ４０が正しく動作しているかを知ることができない。

最近は、前記モデム１０をソフトウェアに具現して端末の生産費用を低下するための研究が試みられているが、この場合、ソフトウェアの特性上、一つのクロック単位にデータのタイムスロット位置を精密に制御することが困難である。又、同期化が行われる時毎にタイムスロットの位置が変わるため、端末機器の性能が低下される。即ち、送信を決定した時点（送信スイッチング時点）及び実際にデータが送信される時点がクロック単位に変動されるため、ソフトウェアプラットホームに基づくデジタル基底帯域モデム１０は、精密に時間を制御することができない。

且つ、前記モデム１０がハードウェアプラットホームに基づくものであると、モデムから出た信号がＲＦ信号処理部まで到達するのに必要な時間の変動幅が小さいので、前述したスイッチング動作が比較的正確に行われる。
特開１９９７−２７１０７１号公報 特開２００２−１６５２６３号公報 特開２００２−１０１００９号公報 欧州特許出願公開第０，９２０，１４０号明細書 米国特許第６，１４４，６５０号明細書

然るに、従来のモデム１０は、如何なる形態のプラットホーム（ソフトウェア或いはハードウェア）に基づくかに関係なく、端末機又は基地局側から提供する別途の同期信号を利用することで、受信部７０のタイムスロット境界を正確に合せることができるが、送信部６０のタイムスロット境界が正確に同期化されたかを知ることができないという不都合な点があった。

又、基地局が一つの端末の通信を処理している場合、送信チャンネルの同期が初期に円滑に行われなくても漸進的に合せることができるが、一般に、基地局は多様な端末の通信を処理するため、一つの端末の不正確な送信は他の端末の通信に影響を与えるか障害を引き起こす。即ち、送信同期が行われずに出力される一つの端末のタイムスロットは、他の各端末に割り当てられたタイムスロットを侵すという不都合な点があった。

このとき、前記モデム１０の内部演算過程により、直ちにデータ送信が行われず、システムが定めたデータの伝送時点とモデムからデータを実際に出力する時点とが一致しないことが頻繁に発生するため、従来のＴＤＤスイッチ４０は、アップリンク用タイムスロットがダウンリンク用タイムスロットとの境界を侵すことなく、精密に動作させることが不可能である。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、アップリンク及びダウンリンクスイッチングを可変的な時間間隔に行う移動通信端末のアップリンク／ダウンリンク同期化装置を提供することを目的とする。

本発明により、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に基づく移動通信端末であって、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部と、該復元された信号から、アップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデムと、前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うスイッチング部と、を含んで構成されることを特徴とするアップリンク／ダウンリンク同期化装置が提供され、これにより、上記目的が達成される。

データ伝送時点とアップリンク伝送のためのスイッチング時点とが一致するように、データ信号を遅延する送信部を更に含むことを特徴としてもよい。

前記送信部は、前記モデムの制御下で信号遅延を行うことを特徴としてもよい。

前記送信部は、前記モデムの制御によって遅延するデータ信号を選択し、遅延時間を調節する遅延部を含むことを特徴としてもよい。

前記スイッチング部は、タイムスロット検出部により決定されたスイッチング時点によって、可変的な時間間隔のアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うことを特徴としてもよい。

前記タイムスロット検出部は、送信部の信号処理時間を考慮してスイッチング時点を決定することを特徴としてもよい。

前記タイムスロット検出部は、前記ＴＤＤスイッチング時点を決定するために、前記復元された信号をチェックして、アップリンクとダウンリンクとの境界をなすタイムスロットを探すことを特徴としてもよい。

本発明により、ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信データ信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握して、スイッチング時点を検出する過程と、該検出されたスイッチング時点及びタイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定める過程と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行う過程と、を行うことを特徴とする移動通信端末のアップリンク／ダウンリンク同期化方法が提供され、これにより、上記目的が達成される。

データを伝送するとき、アップリンク伝送のためのスイッチング時点とデータ伝送時点とが一致するように、データ信号を遅延する過程を更に行うことを特徴としてもよい。

前記スイッチング過程は、新しいスイッチング時点によって可変的な時間間隔に行われることを特徴としてもよい。

前記新しいスイッチング時点は、前記検出されたスイッチング時点を送信部の信号処理時間だけ遅延することを特徴としてもよい。

上記目的を達成するため、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部と、該復元された信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデムと、前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて、新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うスイッチング部と、を含んで構成されることを特徴とする。

又、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、データ伝送時点とアップリンク伝送のためのスイッチング時点とが一致するように、データ信号を遅延する送信部を更に含むことを特徴とする。

又、前記送信部は、前記モデムの制御によって遅延するデータ信号を選択し、遅延時間を調節する遅延部を含むことを特徴とする。

又、前記タイムスロット検出部は、送信部の信号処理時間を考慮してスイッチング時点を決定することを特徴とする。

又、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化方法は、ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信データ信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握して、スイッチング時点を検出する過程と、該検出されたスイッチング時点及びタイムスロット構成情報に基づいて、新しいスイッチング時点を定める過程と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行う過程と、を行うことを特徴とする。

又、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化方法は、データを伝送するとき、アップリンク伝送のためのスイッチング時点とデータ伝送時点とが一致するように、データ信号を遅延する過程を更に行うことを特徴とする。

本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、端末自体により送信チャンネルの同期に発生する偏差を適応的に補償して、基地局との通信を再設定することなく、端末自体により送信チャンネルの同期エラーを復旧し得るという効果がある。

又、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、ハードウェアに基づくモデムを使用する端末だけでなく、ソフトウェアに基づくモデムを使用する端末にも適用し得るという効果がある。

又、本発明に係るＴＤＤスイッチ４０は、タイムスロット検出部１００の制御によって可変的に動作するため、チャンネル同期制御に対して微細に調整し得るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置を示したブロック図で、図示されたように、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部９０と、該復元された信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデム１１０と、前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて、新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部１００と、新しいスイッチング時点によって、アップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うＴＤＤスイッチ４０と、を含んで構成されている。

又、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置の送信部８０は、データ伝送時点とアップリンク伝送のためのスイッチング時点とが一致するように、データ信号を遅延させる。且つ、送信部８０には、前記モデムの制御によって遅延するデータ信号を選択し、遅延時間を調節する可変遅延部５０が具備されている。

このとき、受信部９０は、従来と同様な構成及び機能を有している。

以下、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置の動作及び作用に対して説明する。

まず、アンテナに収集された受信信号は、前記ＴＤＤスイッチ４０が前記受信部９０とアンテナとを連結（ダウンリンクスイッチング）するとき、前記受信部９０のＲＦ信号処理部２３に伝達され、ＩＦ信号処理部３２、アナログ／デジタル変換器３１及びフィルタ３０を経て前記モデム１１０に伝達される。

次いで、前記モデム１１０は伝達された信号を復調して、アップリンク／ダウンリンクチャンネルの各タイムスロットの構成を調査する。即ち、モデム１１０は、アップリンク／ダウンリンクチャンネルの全体のタイムスロット（例えば、ｍ＋ｎ）中、アップリンク用タイムスロットが何個（ｍ）であるか、ダウンリンク用タイムスロットが何個（ｎ）であるかを把握し、該把握された情報をタイムスロット検出部１００に知らせる。

一方、前記タイムスロット検出部１００は、前記モデム１１０に伝達される信号からアップリンク用タイムスロットとダウンリンク用タイムスロットとの境界（スイッチング時点）に対する情報を検出し、該検出された情報及び前記モデム１１０により把握された情報に基づいて新しいスイッチング時点を定める。次いで、前記新しいスイッチング時点によるスイッチング制御信号を生成して、前記ＴＤＤスイッチ４０の動作を制御する。

且つ、前記タイムスロット検出部１００は、新しいスイッチング時点を決定するとき、前記送信部８０の信号処理時間（送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑ信号）がモデム１１０からＲＦ信号処理部２３まで伝達されるのにかかる時間）も共に考慮する。即ち、アップリンク伝送のためのスイッチング時点と実際にデータが送信される時点とが一致するように、ＴＤＤスイッチ４０のアップリンク及びダウンリンクスイッチングを所定時間（クロックサンプル数）遅延させる。

一方、送信部８０の可変遅延部５０は、送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑ信号）がアップリンク伝送のためのスイッチング時点に合せてＲＦ信号処理部２３に到達するように、送信信号を選択的に遅延させる。然し、ＴＤＤスイッチ４０のスイッチングが誤差なく行われる場合、可変遅延部５０は各送信信号を遅延させない。

以上説明したように、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、従来技術と二つの面で異なる。

第一に、信号伝達に合せてＴＤＤスイッチングを制御する。

本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、受信端９０とモデム１１０間に、前記ＴＤＤスイッチ４０のスイッチングを制御するタイムスロット検出部１００を具備している。モデム１１０がアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握し、それをタイムスロット検出部１００に知らせると、該タイムスロット検出部１００は、アップリンクタイムスロットとダウンリンクタイムスロットとの境界をなすスイッチング時点を検出する。次いで、該検出されたスイッチング時点及び前記モデム１１０により把握された情報に基づいて新しいスイッチング時点を定め、新しいスイッチング時点によって前記ＴＤＤスイッチ４０の動作を制御する。ここで、前記タイムスロット検出部１００は、新しいスイッチング時点を決定するとき、前記送信部８０の信号処理時間も共に考慮して、ＴＤＤスイッチ４０のスイッチングが可変的な時間間隔に行われるようにした。

又、前記送信部８０の信号処理時間は、該当の端末が内部に具備された送信部８０の信号処理時間を実際に測定したもので、タイムスロット検出部１００に格納される。

第二に、ＴＤＤスイッチングの動作に合せて信号伝達を制御する。

本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑ信号）を選択的に遅延させる可変遅延部５０を送信端８０のフィルタ２０とＤ／Ａ変換器２１間に具備している。

又、前記可変遅延部５０は、前記モデム１１０の送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑ信号）がアップリンク伝送のためのスイッチング時点に合せてＲＦ信号処理部２３に到達するように、送信信号（Ｔｘ＿Ｉ／Ｑデータ）を選択的に遅延させる。

尚、本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変形実施することが可能である。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
（要約）
本発明は、アップリンク及びダウンリンクスイッチングを可変的な時間間隔に行う移動通信端末のアップリンク／ダウンリンク同期化装置を提供しようとする。本発明では、ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部９０と、該復元された信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデム１１０と、前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部１００と、新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うスイッチング部４０と、を含んでアップリンク／ダウンリンク同期化装置を構成する。

本発明に係るアップリンク／ダウンリンク同期化装置を示したブロック図である。 従来のＴＤＤ端末機を示したブロック図である。

符号の説明

２１ デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
２２、３２ ＩＦ信号処理部
２３、３３ ＲＦ信号処理部
２０、３０ フィルタ
３１ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
４０ ＴＤＤスイッチ
５０ 可変遅延部
１０、１１０ モデム
６０、８０ 送信部
７０、９０ 受信部
１００ タイムスロット検出部

Claims (11)

1. ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に基づく移動通信端末であって、
   受信されたＲＦ信号を端末により処理可能な信号に復元する受信部と、
   該復元された信号から、アップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握するモデムと、
   前記復元された信号からスイッチング時点を検出し、該検出されたスイッチング時点及び前記タイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定めるタイムスロット検出部と、
   新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うスイッチング部と、を含んで構成されることを特徴とするアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
2. データ伝送時点とアップリンク伝送のためのスイッチング時点とが一致するように、データ信号を遅延する送信部を更に含むことを特徴とする請求項１記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
3. 前記送信部は、前記モデムの制御下で信号遅延を行うことを特徴とする請求項２記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
4. 前記送信部は、前記モデムの制御によって遅延するデータ信号を選択し、遅延時間を調節する遅延部を含むことを特徴とする請求項２記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
5. 前記スイッチング部は、タイムスロット検出部により決定されたスイッチング時点によって、可変的な時間間隔のアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
6. 前記タイムスロット検出部は、送信部の信号処理時間を考慮してスイッチング時点を決定することを特徴とする請求項１記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
7. 前記タイムスロット検出部は、前記ＴＤＤスイッチング時点を決定するために、前記復元された信号をチェックして、アップリンクとダウンリンクとの境界をなすタイムスロットを探すことを特徴とする請求項１記載のアップリンク／ダウンリンク同期化装置。
8. ＴＤＤに基づく移動通信端末であって、
   受信データ信号からアップリンク／ダウンリンクチャンネルのタイムスロット構成を把握して、スイッチング時点を検出する過程と、
   該検出されたスイッチング時点及びタイムスロット構成情報に基づいて新しいスイッチング時点を定める過程と、
   新しいスイッチング時点によってアップリンク及びダウンリンクスイッチングを行う過程と、を行うことを特徴とする移動通信端末のアップリンク／ダウンリンク同期化方法。
9. データを伝送するとき、アップリンク伝送のためのスイッチング時点とデータ伝送時点とが一致するように、データ信号を遅延する過程を更に行うことを特徴とする請求項８記載のアップリンク／ダウンリンク同期化方法。
10. 前記スイッチング過程は、新しいスイッチング時点によって可変的な時間間隔に行われることを特徴とする請求項８記載のアップリンク／ダウンリンク同期化方法。
11. 前記新しいスイッチング時点は、前記検出されたスイッチング時点を送信部の信号処理時間だけ遅延することを特徴とする請求項８記載のアップリンク／ダウンリンク同期化方法。

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