JP2007088777A - 受信システムと受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信障害の発生を軽減させる。
【解決手段】受信アンテナ１１，１２からの受信信号ＳＲ1，ＳＲ2をそれぞれ分配器２１，２２で分配する。分配された受信信号を信号合成処理部３０a〜３０dで合成処理することで、複数の受信アンテナの合成指向性を可変する。信号合成処理部３０aで合成処理することで得られた受信信号ＳＲaを用いるテレビジョン受信機５０は、選択されたチャネルに応じた合成処理制御信号ＤＴを生成して信号合成処理部３０aに供給する。信号合成処理部３０aは、合成処理制御信号ＤＴに基づき、受信信号の合成処理を行い、選択されたチャネルで受信障害の発生が少なくなるように合成指向性を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、受信システムと受信方法に関する。具体的には、複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配して、この分配された複数の受信アンテナからの受信信号の合成処理を行い、複数の受信アンテナの合成指向性を、受信状況が最良となるように制御して受信障害の発生を軽減させるものである。

従来の受信システム、例えば１つのアンテナを用いてテレビジョン放送を共同で受信する１アンテナ受信システムでは、図４に示すように、１つアンテナ１１で放送波を受信して、このアンテナ１１で得られた受信信号ＳＲ1を分配器７０に供給し、複数の壁面端子例えば壁面端子８０a〜８０dに分配する。このような１アンテナ受信システムでは、壁面端子に接続されたテレビジョン受信機９０において、ゴーストやフェージング等による受信障害を発生し易い。このため、ゴーストやフェージング等による受信障害を軽減できるように、アンテナを複数用いた位相差給電方式の受信アンテナシステムが用いられている。

図５は、例えば２つのアンテナを用いて位相差給電を行う２アンテナ受信システムの構成を示している。アンテナ１１で得られた受信信号ＳＲ1と、アンテナ１２で得られた受信信号ＳＲ2は、信号合成処理部６０に供給される。信号合成処理部６０では、受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2を合成して、合成された信号を受信信号ＳＲmcとして分配器７０に供給することが行われている。

また、受信システムでは、最適な受信状態を得ることができるように、特許文献１に示されているように、受信チャネル毎に可変利得型低雑音増幅器の利得を決定することも行われている。

特開２００５−２０３０２号公報

ところで、図５に示すように２アンテナ受信システムを構成して位相差給電を行う場合、信号合成処理部６０で、例えば受信信号ＳＲ1，ＳＲ2の一方の信号の位相を一定量だけ調整して合成するものとした場合、２アンテナ１１，１２による合成指向性は固定したものとなる。したがって、いずれかのチャネルで受信障害の発生が最も少なくなるように、信号合成処理部６０を設定しても、チャネルが切り換えられて異なる周波数の信号を受信するときには、受信障害を生じた画像となってしまう場合がある。

また、分配器７０によって分配された受信信号を複数のテレビジョン受信機に供給する場合、いずれかのテレビジョン受信機で受信障害の発生が少なくとも、異なるチャネルの番組を視聴している他のテレビジョン受信機では、受信障害を生じた画像となってしまう場合がある。

さらに、選択するチャネル毎に可変利得型低雑音増幅器の利得を決定するものとしても、良好な受信信号が可変利得型低雑音増幅器に供給されなければ、ゴーストやフェージング等による受信障害を軽減することはできない。

そこで、この発明では、受信障害の発生を軽減できる受信システムと受信方法を提供するものである。

この発明に係る受信システムおよび受信方法では、複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配器で分配して、この分配された複数の受信アンテナからの受信信号を信号合成処理部で合成処理することで、複数の受信アンテナの合成指向性を可変する。信号合成処理部で合成処理することで得られた受信信号を用いる受信装置例えばテレビジョン受信機では、選択されたチャネルに応じて合成処理動作を制御して、受信障害の発生が少なくなるように、複数の受信アンテナを用いたときの合成指向性を制御する。

この発明によれば、複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配器で分配して、この分配された複数の受信アンテナからの受信信号を信号合成処理部で合成処理することで、複数の受信アンテナの合成指向性が可変される。このため、分配器の分配数以下の数だけ受信装置を設ける場合に、受信装置毎に信号合成処理部を設けて、各信号合成処理部で独立して複数の受信アンテナの合成指向性を可変することにより、複数の受信アンテナを共用しながら各受信装置における受信障害の発生を独立して軽減できる。

また、信号合成処理部で合成処理することで得られた受信信号を用いる受信装置例えばテレビジョン受信機では、選択されたチャネルに応じて合成処理動作を制御して、受信障害の発生が少なくなるように、複数の受信アンテナの合成指向性を制御する。このため、信号合成処理部を複数設けて、この信号合成処理部にテレビジョン受信機を接続すれば、テレビジョン受信機毎に、選択されたチャネルに応じて合成指向性が制御されて、受信障害の発生を個々のテレビジョン受信機で軽減させることができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、受信システムの構成を示している。アンテナ１１は放送波を受信して得られた受信信号ＳＲ1を分配器２１に供給する。また、アンテナ１２は放送波を受信して得られた受信信号ＳＲ2を分配器２２に供給する。アンテナ１１とアンテナ１２は、受信信号ＳＲ1におけるフェージング等による変動と受信信号ＳＲ2におけるフェージング等による変動の相関が小さくなるように、距離を離して設置する。例えば、受信信号の波長の１／２以上あるいは１／４以上離して設置する。

信号合成処理部は、分配器２１，２２の分配数以下の数だけ設けるものとする。例えば、図１では、分配器２１，２２の分配数が「４」であり、４つの信号合成処理部３０a〜３０dを設ける。信号合成処理部３０a〜３０dには、それぞれ壁面端子を接続して、この４つの壁面端子４０a〜４０dを用いることで４台のテレビジョン装置を接続することが可能となる。

分配器２１は、受信信号ＳＲ1を信号合成処理部３０a〜３０dに供給する。また、分配器２２は、受信信号ＳＲ2を信号合成処理部３０a〜３０dに供給する。

信号合成処理部３０a〜３０dは、等しい構造とされている。ここで、後述するテレビジョン受信機５０が壁面端子４０aを介して接続されている信号合成処理部３０aには、テレビジョン受信機５０の制御部５５から、合成処理制御信号ＤＴが供給される。信号合成処理部３０aは、合成処理制御信号ＤＴに基づき、受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2の合成処理を行い、受信信号ＳＲaを生成する。また、生成した受信信号ＳＲaを、テレビジョン受信機５０のチューナ部５１に供給する。受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2の合成処理では、合成処理制御信号ＤＴに基づき、例えば受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2の混合比を可変して合成する。また、受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2の利得、受信信号ＳＲ1あるいは受信信号ＳＲ2の位相を可変して、受信信号ＳＲ1と受信信号ＳＲ2の合成を行うものとしても良い。このように、合成処理制御信号ＤＴによって、混合比や利得，位相を可変して受信信号の合成を行うことで、アンテナ１１とアンテナ１２を用いたときの合成指向性を制御できる。

テレビジョン受信機５０から信号合成処理部３０aに合成処理制御信号ＤＴを供給する場合、受信信号ＳＲaの伝送に用いられる信号ケーブルを用いるものとすれば、新たにケーブル等を設ける必要がないので、従来の壁面端子や信号ケーブルをそのまま流用することが可能となる。ここで、受信信号ＳＲaの伝送に用いられる信号ケーブルを用いて、合成処理制御信号ＤＴの供給を行う場合、例えばＥＩＡ／ＣＥＡ−９０９として規格されているアンテナコントロールインタフェースと同様な方法を用いるものとすれば良い。すなわち、合成処理制御信号ＤＴは、チューナ部５１における受信品質に悪影響を及ぼすことがないように、受信信号ＳＲaで用いられている周波数帯域よりも低い周波数帯域の信号として、コンデンサを介して信号ケーブルに重畳させる。このように、受信信号ＳＲaと合成処理制御信号ＤＴを異なる周波数帯の信号とすることで、信号合成処理部３０aは、フィルタを用いることにより合成処理制御信号ＤＴを抽出できる。同様に、チューナ部５１もフィルタを用いることで受信信号ＳＲaを抽出できる。また、信号ケーブルを介して、テレビジョン受信機５０から信号合成処理部３０aに直流電力ＰＷの供給を行う。

図２は、信号合成処理部３０aの構成を示している。なお、図２では、合成処理制御信号ＤＴによって、混合比と利得と位相を可変できる構成を示している。また、上述のように信号合成処理部３０b〜３０dは、信号合成処理部３０aと等しい構造とされており、説明は省略する。

分配器２１から供給された受信信号ＳＲ1は、移相器３０１に供給する。また分配器２２から供給された受信信号ＳＲ2は、移相器３０２に供給する。

移相器３０１は、後述する合成制御部３０８から供給された位相制御信号ＰＣ1に基づき受信信号ＳＲ1の位相を調整して、受信信号ＳＲ1'として可変利得アンプ３０３に供給する。移相器３０２は、合成制御部３０８から供給された位相制御信号ＰＣ2に基づき受信信号ＳＲ2の位相を調整して、受信信号ＳＲ2'として可変利得アンプ３０４に供給する。

可変利得アンプ３０３は、合成制御部３０８から供給された利得制御信号ＧＣ1に基づき利得を制御して受信信号ＳＲ1'の増幅を行い、増幅後の受信信号ＳＲ1''を混合部３０５に供給する。可変利得アンプ３０４は、合成制御部３０８から供給された利得制御信号ＧＣ2に基づき利得を制御して受信信号ＳＲ2'の増幅を行い、増幅後の受信信号ＳＲ2''を混合部３０５に供給する。

混合部３０５は、受信信号ＳＲ1''と受信信号ＳＲ2''を混合して受信信号ＳＲaを生成する。また、混合部３０５は、合成制御部３０８から供給された混合制御信号ＭＣに基づき、受信信号ＳＲ1''と受信信号ＳＲ2''の混合比を設定する。混合部３０５で生成した受信信号ＳＲaは、コンデンサ３０６を介することで、直流成分を除去してテレビジョン受信機５０に供給する。

合成制御部３０８は、コンデンサ３０７を介して信号ケーブルと接続されており、信号ケーブルに重畳された交流成分の信号が供給されるようになされている。合成制御部３０８はフィルタ処理を行い、信号ケーブルに重畳された交流成分の信号から合成処理制御信号ＤＴを抽出する。さらに、抽出した合成処理制御信号ＤＴに基づいて、位相制御信号ＰＣ1，ＰＣ2、利得制御信号ＧＣ1，ＧＣ2、混合制御信号ＭＣの生成を行い、受信信号ＳＲ1，ＳＲ2の位相や信号レベルおよび混合比を可変して、アンテナ１１とアンテナ１２を用いたときの合成指向性を制御する。

電源部３０９は、テレビジョン受信機５０と接続されており、テレビジョン受信機５０から供給された直流電力ＰＷを用いて信号合成処理部３０aを動作させるための電源電圧Ｖdを生成して各部に供給する。

なお、図２では、混合比と利得と位相を可変することができる構成を示したが、混合比と利得と位相のいずれか１つ、あるいは複数を組み合わせて可変することにより、合成指向性を制御するものとしても良い。

図１に示すテレビジョン受信機５０のチューナ部５１は、制御部５５から供給された選局信号ＴＵに基づいて、受信信号ＳＲaから所望のチャネルの信号を選択する。次に、選択した信号の周波数変換を行い、中間周波信号ＩＦを生成して信号処理部５２に供給する。また、チューナ部５１は、受信信号ＳＲaのレベル検出を行い、検出結果を受信品質情報ＲＰaとして制御部５５に供給する。なお、チューナ部５１は、受信信号ＳＲaのレベル調整を行う際のＡＧＣレベルや、チューナ部５１に等化器を設けて波形等化を行う場合の種々の設定情報等を受信品質情報ＲＰaとして用いることもできる。

信号処理部５２は、チューナ部５１から供給された中間周波信号ＩＦを用いて信号処理を行い、表示部５３を駆動するための表示駆動信号ＤＧを生成する。なお、信号処理部５２では、音声信号の生成も行う。

例えばディジタルテレビジョン放送を受信する場合、信号処理部５２は、中間周波信号ＩＦのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調やＴＭＣＣ(Transmission and Multiplexing Configuration Control)のデコード、誤り訂正処理、多重化されているトランスポートストリームから所望のパケットを取り出す処理を行う。また、取り出したパケットのデコード処理を行って映像信号や音声信号を生成する。また、生成した映像信号に基づいて表示駆動信号ＤＧを生成して表示部５３に供給する。さらに、信号処理部５２は、誤り訂正処理でエラーレートの検出を行い、検出したエラーレートを受信品質情報ＲＰbとして制御部５５に供給する。

アナログテレビジョン放送を受信する場合、信号処理部５２は、中間周波信号ＩＦを増幅したのち検波を行い、カラーテレビ信号や音声信号を生成する。また、カラーテレビ信号から輝度信号や色差信号を生成して、この輝度信号や色差信号に基づき表示駆動信号ＤＧを生成して表示部５３に供給する。

表示部５３は、液晶表示素子やプラズマディスプレイあるいは陰極線管等を用いて構成されており、信号処理部５２から供給された表示駆動信号ＤＧに基づき表示素子を駆動して、選局したチャネルの放送番組を画面上に表示する。

制御部５５にはユーザインタフェース部５６とメモリ５７が接続されている。ユーザインタフェース部５６は、操作キースイッチやリモートコントロール装置から送信されたリモートコントロール信号を受信する受信部で構成されている。ユーザインタフェース部５６は、ユーザによる操作キースイッチのスイッチ操作やリモートコントロール装置のキー操作に応じた操作信号ＵＳを生成して、制御部５５に供給する。

制御部５５は、操作信号ＵＳに基づき、制御信号ＣＴを生成して信号処理部等に供給することで、テレビジョン受信機５０をユーザ操作に応じて動作させる。また、操作信号ＵＳに基づき、選局信号ＴＵを生成してチューナ部５１に供給することで、ユーザ操作に応じた選局動作を行う。

さらに、制御部５５は、合成指向性を設定するための合成処理制御情報ＪＳに基づいて合成処理制御信号ＤＴの生成を行い、生成した合成処理制御信号ＤＴを、チューナ部５１を介して信号合成処理部３０aに供給することで、上述のように合成指向性を制御する。また、合成処理制御情報ＪＳを順次変更することで合成指向性を順次可変して、受信状況が最良となるときの合成指向性をチャネル毎に判別する。すなわち、合成指向性を順次可変しながら、受信品質情報ＲＰa，ＲＰbの確認を行い、受信品質情報ＲＰa，ＲＰbが最も良好となる合成指向性をチャネル毎に判別する。ここで、受信品質情報ＲＰa，ＲＰbが最も良好となる合成指向性が判別されたときは、この合成指向性に設定するための合成処理制御情報ＪＳを、選局しているチャネルと関係付けてメモリ５７に記憶させる。その後、ユーザ操作に応じた選局動作を行うときには、選局するチャネルと対応する合成処理制御情報ＪＳをメモリ５７から読み出して、この合成処理制御情報ＪＳに基づき合成処理制御信号ＤＴを生成して信号合成処理部３０aに供給することで、選局するチャネルに応じて、受信状況が最良となるように合成指向性を制御する。

また、テレビジョン受信機５０は、受信信号の合成処理を信号合成処理部３０aで行うことができるように直流電力ＰＷの供給を行う。この直流電力ＰＷの供給は、図示していない電力供給部から供給するものとしても良く、チューナ部５１から供給するものとしても良い。

次に、受信システムにおける合成処理制御動作について図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳＴ１で制御部５５は、指向性設定モードの選択が行われているか否かを判別する。ここでユーザ操作によって指向性設定モードが選択されたときにはステップＳＴ２に進み、指向性設定モードが選択されていないときにはステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ２で制御部５５は、アンテナ１１，１２を用いて受信するテレビジョン放送の例えば最初のチャネルを選局してステップＳＴ３に進む
ステップＳＴ３で制御部５５は、合成指向性と受信状況の関係を判別する。すなわち、制御部５５は、合成処理制御情報を順次変更して合成処理制御信号ＤＴの生成を行い、生成した合成処理制御信号ＤＴを信号合成処理部に供給して合成指向性を可変する。また、合成指向性を可変する毎に受信状況を判別する。

ステップＳＴ４で制御部５５は、合成処理制御情報の登録処理を行う。この登録処理では、受信状況が最良となったときの合成処理制御情報を、チャネル番号と関係付けてメモリ５７に記憶させる。

ステップＳＴ５で制御部５５は、全てのチャネルに対して合成処理制御情報の登録処理が完了しているか否かを判別する。ここで、登録処理が完了していないときにはステップＳＴ６に進み、登録処理が完了しているときはステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ６で制御部５５は、チャネル切換を行い、合成処理制御情報の登録処理が完了していないチャネルを選局してステップＳＴ３に戻る。

ステップＳＴ１からステップＳＴ７に進むと、制御部５５は選局動作を行う。この選局動作では、例えば動作終了時のチャネルを記憶するラストチャネルメモリ機能によって記憶されたチャネルを選局する。また、ラストチャネルメモリ機能を有していないときには、予め設定されているチャネルを選局する。

ステップＳＴ８で制御部５５は、合成処理制御信号ＤＴの出力処理を行う。この合成処理制御信号の出力処理では、選局されているチャネルに対応した合成処理制御情報をメモリ５７から読み出して、この読み出した合成処理制御情報に基づく合成処理制御信号ＤＴを生成して信号合成処理部に供給する。このため、信号合成処理部によって、合成指向性が選局されているチャネルで受信状況が最良となるように、受信信号の合成処理が行われる。

ステップＳＴ９で制御部５５は、チャネル切換操作が行われたか否かを判別する。ここで、操作信号ＵＳに基づき、ユーザによってチャネル切換操作が行われたと判別されたときにはステップＳＴ１０に進む。また、チャネル切換操作が行われたと判別されないときにはステップＳＴ１１に進む。

ステップＳＴ１０で制御部５５は、チャネル切換操作に応じたチャネルを選局してステップＳＴ８に戻り、切換後のチャネルに対応した合成処理制御情報をメモリ５７から読み出して、この読み出した合成処理制御情報に基づく合成処理制御信号ＤＴを信号合成処理部に供給する。このため、チャネル切換操作が行われても、信号合成処理部によって、合成指向性が操作後のチャネルで受信状況が最良となるように、受信信号の合成処理が行われる。

ステップＳＴ１１で制御部５５は、合成処理制御情報の再登録操作が行われたか否かを判別する。ここで、再登録操作が行われたと判別されないときにはステップＳＴ９に戻る。また、再登録操作が行われたと判別されたときにはステップＳＴ１２に進む。

ステップＳＴ１２で制御部５５は、ステップＳＴ３と同様に、合成指向性と受信状況の関係を判別してステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３で制御部５５は、ステップＳＴ４と同様に、合成処理制御情報の登録処理を行い、受信状況が最良となる合成処理制御情報を視聴中のチャネルと関係付けてメモリ５７に記憶させて、ステップＳＴ８に戻り、新たに登録した合成処理制御情報に基づき合成処理制御信号ＤＴを生成して出力する。

このように、指向性設定モードを選択すれば、アンテナ１１，１２を用いて受信できるチャネルのそれぞれについて、受信状況が最良となるように合成指向性を制御するための合成処理制御情報を、自動的にまとめてメモリ５７に登録できる。また、視聴しているチャネルの受信状況が良好でないような場合、再登録操作を行うものとすれば、合成指向性と受信状況の関係が再度判別されて、合成処理制御情報が更新されたのち、更新後の合成処理制御情報に基づいて生成した合成処理制御信号ＤＴが出力される。したがって、視聴中のチャネルに対して、受信状況が最良となるように合成指向性を再調整することが容易に可能となる。

以上のように、複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配器で分配して、この分配された複数の受信アンテナからの受信信号を信号合成処理部で合成処理することで、複数の受信アンテナの合成指向性を可変する。このようにすれば、分配器の分配数以下の数だけ受信装置を設ける場合、受信装置毎に信号合成処理部を設けて、各信号合成処理部で独立して合成処理を行い最適な合成指向性での受信信号を生成することにより、複数の受信アンテナを共用しながら各受信装置における受信障害の発生を独立して軽減できる。

さらに、合成処理することで得られた受信信号を用いる例えばテレビジョン受信機では、選択されたチャネルに応じて合成処理動作を制御して、受信障害の発生が少なくなるように合成指向性を制御する。このように合成指向性の制御を行うものとすれば、分配器の分配数以下の数だけテレビジョン受信機を設ける場合に、各信号合成処理部では、接続されているテレビジョン受信機で選択されたチャネルに応じて合成指向性が制御されるので、受信障害の発生を個々のテレビジョン受信機毎に軽減させることができる。

また、受信信号の伝送に用いる信号ケーブルに合成指向性を制御するための合成処理制御信号を重畳させることで、従来の１アンテナ受信システムで用いられている既設の信号ケーブルをそのまま利用することが可能となり、受信システムの設置コストを抑えることができる。また、戸建住宅や小規模アパート等の受信システムに上述の受信システムを用いるものとすれば、安価に受信障害の発生を軽減できる。

なお、上述の受信システムでは、２つのアンテナ１１，１２を用いる場合について説明したが、アンテナは２つに限られるものではなく、３つ以上設けるものとしても良いことは勿論である。また、上述の分配器２１，２２の分配数も例示的なものであり、図１に示す分配数に限られるものではない。

受信システムの構成を示す図である。 信号合成処理部の構成を示す図である。 合成処理制御動作を示すフローチャートである。 従来の１アンテナ受信システムの構成を示す図である。 従来の２アンテナ受信システムの構成を示す図である。

符号の説明

１１，１２・・・アンテナ、２１，２２，７０・・・分配器、３０a〜３０d，６０・・・信号合成処理部、４０a〜４０d，８０a〜８０d・・・壁面端子、５０，９０・・・テレビジョン受信機、５１・・・チューナ部、５２・・・信号処理部、５３・・・表示部、５５・・・制御部、５６・・・ユーザインタフェース部、５７・・・メモリ、３０１，３０２・・・移相器、３０３，３０４・・・可変利得アンプ、３０５・・・混合部、３０８・・・合成制御部、３０９・・・電源部

Claims (5)

1. 複数の受信アンテナと、
   前記複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配する分配器と、
   前記分配器で分配された前記複数の受信アンテナからの受信信号の合成処理を行い、前記複数の受信アンテナの合成指向性を可変する信号合成処理部とを有する
   ことを特徴とする受信システム。
2. 前記信号合成処理部で前記受信信号の合成処理を行うことにより得られた受信信号を用いる受信装置を備え、
   前記受信装置は、前記合成処理することにより得られた受信信号から所望の周波数の信号を選択して用いるとき、受信状況が最良となるように前記信号合成処理部の合成処理を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の受信システム。
3. 前記受信装置は、選択する周波数の信号毎に、前記受信状況が最良となるように前記合成指向性を制御するための合成処理制御情報を記憶しておき、前記所望の周波数の信号を選択する際に、該選択する周波数の信号に応じた合成処理制御情報を用いて前記信号合成処理部の合成処理を制御することで、前記合成指向性を前記受信状況が最良となる方向に設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の受信システム。
4. 前記受信装置は、前記信号合成処理部の合成処理を制御するための合成処理制御信号を、前記受信信号の伝送に用いる信号ケーブルに重畳させるものとし、
   前記信号合成処理部は、前記信号ケーブルに重畳されている合成処理制御信号を抽出して、該抽出した合成処理制御信号に基づいて前記合成処理を行う
   ことを特徴とする請求項２記載の受信システム。
5. 複数の受信アンテナからの受信信号をそれぞれ分配する工程と、
   前記分配された前記複数の受信アンテナからの受信信号を合成処理して、前記複数の受信アンテナの合成指向性を可変する工程とを有する
   ことを特徴とする受信方法。
   

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