JP2008535301A - パケット無線ネットワーク及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・ポイントツーポイントプロトコルタイプ
・インターネットプロトコルバージョン4(IPv4)タイプ
・インターネットプロトコルバージョン6(IPv6)タイプ
このインターネットプロトコルバージョンに固有のPDPコンテキストは、モバイルユーザ機器が、GPRS/UMTSネットワークを介してIPv4インターネットパケットを送信する場合、IPv4タイプのPDPコンテキストを確立する必要があることを意味する。同様に、モバイルユーザ機器は、GPRS/UMTSネットワークを介してIPv6インターネットパケットを送受信する場合、IPv6タイプのPDPコンテキストを確立する必要がある。このため、パケット無線ネットワーク上の通信リソースを効率的に使用できないという問題がある。
モバイルユーザ機器UEが共通のPDPコンテキストを確立する手法の具体例を図3に示す。図2にも示されている部分には、対応する参照符号を付している。図3に示すように、UEは、2つのプロトコルスタックを有する。すなわち、UE2は、IPv4インターネットプロトコルスタック20と、IPv6インターネットプロトコルスタック22とを有する。したがって、UE2は、それぞれがIPv4及びIPv6に基づくIPv4アドレス及びIPv6アドレスの一方又は両方を用いて通信セッションを確立することができる。このために、UE2は、SGSN4への矢印24によって示すように、パケットデータプロトコル(packet data protocol:PDP)コンテキストアクティブ化要求を送信する。GPRS規格に詳しい当業者にとって周知のように、PDPコンテキストアクティブ化手続きは、パケットデータプロトコルに基づき、GPRSネットワークを介するベアラのアクティブ化のための適切な制御及びルーティングを確立する。図4は、PDPコンテキストアクティブ化手続きを示している。PDPコンテキストアクティブ化手続きについては、3GPPドキュメントTS24.229に開示されているため、詳細には説明しないが、GPRSベアラの確立に続いて、UE2は、ゲートウェイサポートノード(GGSN)(図2にも示されている)においてトラヒックフローテンプレート(Traffic Flow Template:TFT)19を確立するための情報を通信する。後述するように、TFTは、供給されるパケットをフィルタリングし、UEによって確立された適切なPDPコンテキストを特定するように構成され、これにより、GPRSネットワークに亘る対応するインターネットパケットベアラを選択できる。
1.PDPコンテキストアクティブ化要求は、PPPタイプ、IPv4タイプIPv6タイプ等、如何なるタイプのPDPをセットアップするかを示す必要がある。
2.PDPアドレス(IPアドレス)を含むエンドユーザアドレスは、UEが動的IPアドレス割当を選択した場合、PDPコンテキストのセットアップの成功の結果としてインターネットプロトコルアドレスを割り当てるために空である必要がある。
この実施の形態では、UEが共通のPDPコンテキストを確立すると、IPパケットをフィルタリングし、共通のPDPコンテキストを特定するためのパケットフィルタタイプ識別子が指定される。したがって、モバイルユーザ機器は、共通のPDPコンテキストのためにTFTを確立する。このために、例えば、ビットパターン「00110001」を有する更なるパケットフィルタコンポーネントタイプ識別子が確立される。したがって、UEのための共通のPDPコンテキストが確立されると、そのUEについて、共通のPDPアドレスタイプのためのパケットフィルタコンポーネントを指定するTFTがセットアップされる。共通のPDPアドレスタイプをフィルタリングするためのパラメータは、共通のPDPコンテキストを使用するためにモバイルユーザ機器が指定したIPv4アドレス及びIPv6アドレスの何れかである。
87654321
00110001 共通のPDPアドレスタイプ
00010000 IPv4ソースアドレスタイプ
00100000 IPv6ソースアドレスタイプ
00110000 プロトコル識別子/次のヘッダタイプ
01000000 単一の宛先ポートタイプ
01000001 宛先ポート範囲タイプ
01010000 単一のソースポートタイプ
01010001 ソースポート範囲タイプ
01100000 セキュリティパラメータインデクスタイプ
01110000 サービスのタイプ/トラヒッククラスタイプ
10000000 フローラベルタイプ
UEが共通のPDPコンテキストを使用するためのTFTを生成する場合、UEは、共通のPDPソースアドレスタイプを「00110001」に設定し、共通のPDPアドレス自体のためのパケットフィルタコンポーネントの長さは、16バイトである。プライマリ/セカンダリPDPコンテキストから共通のPDPコンテキストを区別するために、宛先アドレスに基づくパケットフィルタが必要になる場合があるため、共通のPDPアドレスタイプは、ソースアドレスタイプを使用しなくなる。IPv4パケットを送受信するUEについては、PDPアドレスのためのパケットフィルタコンポーネントは、16バイト長のPDPアドレスパケットフィルタコンポーネントの下位4バイトを占め、上位12バイトは、「0」値で埋められる。IPv6パケットを送受信するUEについては、PDPアドレスのためのパケットフィルタコンポーネントは、16バイト長のパケットフィルタコンポーネントの全体を占める。2つ以上のUEが共通のPDPコンテキストを共有する状況では、対応する2つ以上のTFTが共通のPDPコンテキストに関連付けられ、各TFTは、供給されるパケットを共通のPDPコンテキストに照合するために使用され、これは、共存する「共通のPDPコンテキスト」であるプライマリPDPコンテキスト及びセカンダリPDPコンテキスト(後述)がある場合に必要である。
上述したように、幾つかのUEは、異なるタイプのPDPコンテキストを同時にアクティブ化してもよく、これらは、全てGGSNによって管理及び終了される。異なるPDPコンテキストは、共通のPDPコンテキスト、プライマリIPv4又はIPv6PDPコンテキスト及びセカンダリIPv4又はIPv6PDPコンテキストの何れであってもよい(後者の2つは、3GPP規格に定義されている)。GGSNに到着するパケットは、サービス品質、課金、セキュリティ等の特定の要求のために適切なPDPコンテキストを介して配信する必要がある。3GPP規格が定義するTFTは、パケットフィルタの組合せを用いて、プライマリ及びセカンダリPDPコンテキスト(IPv4又はIPv6の何れか)を識別し、選択するために使用される。IPv4パケット及びIPv6パケットの両方を送受信する複数のUEによって共有される場合がある共通のPDPコンテキストにおいては、以下に説明するように、共通のPDPコンテキストを既存の規格によって定義されたプライマリ/セカンダリPDPコンテキストから区別するために2つの代替的な手法がある。
1.PDPソースアドレスタイプ(IPv4の場合00010000、IPv6の場合00100000)に対応する各TFTを確認し、一致するPDPコンテキストが使用可能であるかを判定する。該当する場合、一致するPDPコンテキスト(プライマリ又はセカンダリ)を用いてパケットを配信する。
2.処理1において、一致するTFTが検出されなかった場合、共通のPDPアドレスタイプ(00110001)のTFTを確認し、供給されるパケットの宛先アドレスがTFT内のパケットフィルタコンポーネントの1つに一致するかを判定する。該当する場合、一致するPDPコンテキストを用いてパケットを配信する。
3.処理1及び処理2の何れにおいても一致するTFTが検出されなかった場合、TFTがないPDPコンテキストがあるかを判定する。該当する場合、このPDPコンテキストを用いてパケットを配信し、この他の場合、パケットを削除する。
共通のPDPコンテキストは、2つ以上のUEで共有できるので、共通のPDPコンテキストをアクティブ化するUEは、既に確立されていれば、(静的又は動的にセットアップされた)既存の共通のPDPコンテキストに参加するだけでよい。
既存のGPRS/UMTS標準規格(TS23.060)に定義されている処理と同じ処理を用いて、通信セッションを変更することができる。なお、他のUEによって使用されている既存の共通のPDPコンテキストを変更することに代えて、UEは、まず、共通のPDPコンテキストから離脱する必要がある場合もあり、及び異なる共通のPDPコンテキストの開始又は参加を選択してもよい。
既存のGPRS/UMTS標準仕様に定義されているPDPコンテキストを削除するための処理と同じ処理を共通のPDPコンテキストに対しても用いることができる。なお、他のUEによって共通のPDPコンテキストがまだ用いられている場合、共通のPDPコンテキストは解放されない。共通のPDPコンテキストを削除しようとするUEは、そのTFTを削除し、関連するGTP_C/GTP_Uトンネルを解放することによってこの共通のPDPコンテキストから離脱する。
図13は、複数のUEがPDPコンテキストを確立した構成の具体例を示している。この具体例では、2つのUEが共通のPDPコンテキストを確立している。図13に示すように、この具体例では、3個のUEであるUEa、UEb、UEcが、GPRSネットワークを介してインターネットプロトコルパケットを通信している。2つのモバイルユーザ機器UEa、UEbは、共通のGPRSベアラ90を確立している。例えば、第1のモバイルユーザ機器UEaは、上述のように、PDPコンテキストとして共通のPDPコンテキストを指定するPDPコンテキストアクティブ化要求を実行することによって共通のGPRSベアラを確立することができる。そして、GGSN3は、第1のユーザ機器UEaのために共通のPDPコンテキスト100を確立する。そして、第1のユーザ機器UEaは、GGSN3と連携して、パラメータリストに共通のPDPアドレスタイプを含むトラヒックフローテンプレートTFTaを確立する。図13に示す具体例では、第1のモバイルユーザ機器UEaは、通信セッションのために用いるインターネットプロトコルアドレスとして、IPv4アドレスを指定する。したがって、TFTaによって指定される共通のPDPアドレスタイプは、TFTa102のためのパラメータリスト104について示すように、IPv4アドレスである。
図13に示す構成例における第1及び第2のモバイルユーザ機器UEa、UEbでは、共有された共通のPDPコンテキストを用いてGPRSネットワーク1を介して通信するために2つの可能なシナリオがある。1つの具体例を図14に示す。図14では、GGSN3は、第1及び第2のユーザ機器UEa、UEbのそれぞれのために個別のGPRSトンネルプロトコル(GPRS Tunnelling Protocol:GTP)ベアラGTP_Ua、GTP_Ubを確立する。図14に示すように、第1及び第2のユーザ機器UEa、UEbは、共通のPDPコンテキストを共有するが、インターネットプロトコルパケットは、別々のGTPベアラを介してGPRSネットワークに亘って通信される。インターネットプロトコルパケットが、無線アクセスベアラ(Radio Access Bearer:RAB)を介する通信のためにRNC8に到達すると、個別のGTPであるGTP_Ua、GTP_Ubは、対応する無線アクセスベアラRABa、RABbにマッピングされる。したがって、各無線アクセスベアラ及び第1及び第2のユーザ機器UEa、UEbのために確立されたGTPは、異なるサービス品質QoSa、QoSbを特定できる。このように、無線アクセスベアラとGTPとの間には、一対一のマッピングが成立する。すなわち、図14は、異なるGPRSベアラを用いる共通のPDPコンテキストの具体例である。
図16は、共通のGPRSベアラを介するインターネットパケットの通信に異なるサービス品質を提供できる構成の具体例を示している。例えば、ある通信セッションは、ウェブブラウズに基づいてインターネットパケットを通信でき、他の通信セッションは、ボイスオーバインターネットプロトコルに基づいてインターネットパケットを通信できる。この技術に基づき、IETFインターネットプロトコル規格が提供する個別のサービス品質(QoS)クラスを、GPRSコアネットワークに亘る通信のための適切なサービス品質にマッピングすることによって、異なったサービス品質が実現される。インターネットプロトコル規格v6、v4の分野で周知のように、IETF規格が提供する異なるサービスQoSは、最優先転送(Expedited Forwarding:EF)、相対的優先転送(Assured Forwarding:AF)及びベストエフォート(Best Effort:BE)の3つのカテゴリを有している。図16に示すように、第1又は第2のユーザ機器UEa、UEbの何れかに通信されているインターネットパケットIPa220、IPb224はGGSN3が受け取る。各インターネットパケットIPa220、IPb224のそれぞれのヘッダには、異なるサービスQoSが示されている。図16に示す具体例では、第1のユーザ機器IPa220に宛てられている第1のインターネットパケットに固有のサービスQoSは、EFであり、第2のユーザ機器IPb224に宛てられている第2のインターネットパケットに固有のサービスQoSは、AFである。GGSN3は、コアネットワークを介するRNCへの通信のために、異なるサービスQoSであるEF及びAFを、サービスQoSa、QoSbの適切な品質にマッピングするように動作するGTPフィルタを形成する。GTP_Uによって提供されるサービス品質QoSa、QoSbは、IETF規格に基づくEF及びAFと同じであってもよく、これに代わるサービス品質クラスの代替であってもよい。第1及び第2のインターネットパケットIPa220、IPb224は、トランスポートIP層を介してRNCに通信される。
図17は、上述したように、GGSN307、SGSN309、RNC311及びノードB315を含むGPRSネットワークを介する通信セッションのために3つのUE302、304、306で用いられる共通のGPRSベアラ300の具体例を示している。図17に示すように、UE302、304、306は、インターネットプロトコルマルチメディアサブシステム308が提供する共通のマルチメディア通信セッションを共有することを望む。インターネットプロトコルマルチメディアサブシステム(IMS)は、セッション開始プロトコル(SIP)サーバ310、サービス呼出状態制御機能(Serving-Call State Control Function:S−CSCF)312及びホーム加入者サーバ(Home Subscriber Server:HSS)314を備える。IMSは、更に、プロキシ呼出状態制御機能(proxy call state control function:P−CSCF)316を有する。
01:グループIMSセッション認証識別子
10:単一IMSセッション認証識別子
IMS通信セッションが専用のリソース/GPRSベアラを用いる場合、グループIMSセッション認証識別子フィールド402は、「0」に設定され、単一IMSセッション認証識別子フィールド404には、IMSセッションに固有の認証トークンが格納される。通信セッションが他のIMS通信セッションとGPRSベアラを共有する場合、グループIMSセッション認証識別子フィールド402には、そのセッションを定義する固有の認証値が格納され、単一IMSセッション認証識別子フィールド404は、「0」に設定される。上述のように、認証トークンは、UEからの要求、例えば、SIP:INVITEメッセージに応じて、ポリシサーバによって生成される。これに応じて、ポリシ決定ポイントとして機能するP−CSCF316は、IMSネットワーク内のS−CSCF312と通信を行う。そして、S−CSCF312は、HSS314から加入データを検索し、共通のGPRSベアラを確立するための認証を提供できるか否かを判定する。権限が認証された場合、UE302、304、306に適切な認証トークンが発行される。
パケットフィルタコンテンツフィールドは、サイズが可変であり、可変数(少なくとも1つ)のパケットフィルタコンポーネントを含む。各パケットフィルタコンポーネントは、1つのオクテットパケットフィルタコンポーネントタイプ識別子及び固定長パケットフィルタコンポーネントバリューフィールドのシーケンスとして符号化される。パケットフィルタコンポーネントタイプ識別子は、先に送信される。
ビット
87654321
00010000 IPv4ソースアドレスタイプ
00100000 IPv6ソースアドレスタイプ
00110000 プロトコル識別子/次のヘッダタイプ
01000000 単一宛先ポートタイプ
01000001 宛先ポート範囲タイプ
01010000 単一ソースポートタイプ
01010001 ソースポート範囲タイプ
01100000 セキュリティパラメータインデクスタイプ
01110000 サービスタイプ/トラヒッククラスタイプ
10000000 フローラベルタイプ
他の全ての値は、予備である。
Claims (19)
- モバイルユーザ機器に及び/又はモバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信する設備を提供するパケット無線ネットワークにおいて、
パケット通信ベアラを介する、上記モバイルユーザ機器から上記パケット無線ネットワークへの、及び/又は該パケット無線ネットワークから該モバイルユーザ機器へのインターネットパケットの通信を制御するためのパケットデータプロトコルコンテキストを提供するゲートウェイサポートノードと、
上記ゲートウェイサポートノードに接続され、該ゲートウェイサポートノードから上記モバイルユーザ機器への及び/又は該モバイルユーザ機器から該ゲートウェイサポートノードへのインターネットパケットの通信を制御し、パケット通信ベアラを形成するサービスサポートノードと、
無線アクセスインタフェースを介して、上記モバイルユーザ機器への及び/又は該モバイルユーザ機器からのインターネットパケットを通信する無線アクセスベアラを提供する無線ネットワークコントローラとを備え、
上記サービスサポートノードは、共通のパケットデータプロトコルコンテキストを要求するパケットデータプロトコルアクティブ化要求メッセージに応じて、上記ゲートウェイサポートノードと協働して、共通のパケット通信ベアラに関連付けられた共通のパケットデータプロトコルコンテキストを確立し、該共通のパケットデータプロトコルコンテキストは、上記共通のパケット通信ベアラを介してインターネットプロトコルパケットを通信するように確立され、該共通のパケット通信ベアラは、少なくとも1つの他の通信セッションと共有され、上記ゲートウェイサポートノード及び上記サービスサポートノードによって、共通のトンネルプロトコルベアラを用いて形成されるパケット無線ネットワーク。 - 上記ゲートウェイサポートノードは、複数の通信セッションにとって共通のパケット通信ベアラを介して、インターネットプロトコルパケットを通信し、該通信セッションの少なくとも1つは、他の通信セッションとは異なるインターネットプロトコルバージョンを用いることを特徴とする請求項1記載のパケット無線ネットワーク。
- 上記ゲートウェイサポートノードは、上記サービスサポートノードを介して、該ゲートウェイサポートノード及び上記無線ネットワークコントローラの間で共通のトンネルプロトコルベアラを形成することによって共通の通信ベアラを確立し、該共通のトンネルプロトコルベアラは、上記共通のパケット通信ベアラを共有する各モバイルユーザ機器について共通のトンネルエンドポイント識別子を用いて形成されることを特徴とする請求項1又は2記載のパケット無線ネットワーク。
- 上記トンネルプロトコルベアラは、インターネットプロトコルトランスポートレイヤによってサポートされ、該トンネルプロトコルベアラは、各通信セッションに基づいて通信されるインターネットパケットのヘッダに示される異なるサービスクラスの品質に基づいて、上記共通のトンネルベアラを共有する各通信セッションにサービス品質を提供することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項記載のパケット無線ネットワーク。
- 上記モバイルユーザ機器によって確立された通信セッションに基づき、該モバイルユーザ機器に及び/又は該モバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信するために確立された無線アクセスベアラの1つを特定する無線アクセスベアラフィルタを無線ネットワーク部分に含み、該無線アクセスベアラフィルタは、該モバイルユーザ機器に送信されたインターネットパケットの宛先アドレスから、確立された通信セッションに対応する無線アクセスベアラを特定することを特徴とする請求項1乃至4何れか1項記載のパケット無線ネットワーク。
- 上記通信セッションのために対応する無線アクセスベアラが特定されるインターネットパケットの宛先アドレスは、上記モバイルユーザ機器によって上記無線アクセスベアラフィルタに供給されることを特徴とする請求項5記載のパケット無線ネットワーク。
- 上記無線アクセスベアラのそれぞれは、上記モバイルユーザ機器によって通信セッションが確立されたサービス品質を提供することを特徴とする請求項5又は6記載のパケット無線ネットワーク。
- パケット無線ネットワークを介して、モバイルユーザ機器に及び/又はモバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信する通信方法において、
上記パケット無線ネットワークのゲートウェイサポートノードにおいて、パケット通信ベアラを介する、上記パケット無線ネットワークから上記モバイルユーザ機器への及び/又は上記モバイルユーザ機器から上記パケット無線ネットワークへのインターネットパケットの通信を制御するためのパケットデータプロトコルコンテキストを提供するステップと、
上記パケット無線ネットワークのサービスサポートノードを用いて、上記モバイルユーザ機器への及び/又はモバイルユーザ機器からのインターネットパケットの通信を制御し、上記パケット通信ベアラを形成するステップと、
上記パケット無線ネットワークの無線ネットワークコントローラを用いて、無線アクセスインタフェースを介して、上記モバイルユーザ機器への及び/又は上記モバイルユーザ機器からのインターネットパケットを通信するための無線アクセスベアラを提供するステップと、
共通のパケットデータプロトコルコンテキストを要求するパケットデータプロトコルアクティブ化要求メッセージに応じて、共通のパケット通信ベアラに関連する共通のパケットデータプロトコルコンテキストを確立するステップとを有し、
上記共通のパケットデータプロトコルコンテキストは、上記共通のパケット通信ベアラを介してインターネットプロトコルパケットを通信するために確立され、該共通のパケット通信ベアラは、共通のトンネルプロトコルベアラを用いて、少なくとも1つの他の通信セッションと共有される通信方法。 - 上記共通のトンネルプロトコルベアラを用いるステップは、
上記パケット無線ネットワークのサービスサポートノードを介して、上記ゲートウェイサポートノードと上記無線ネットワークコントローラとの間に、共通のパケット通信ベアラを共有する上記モバイルユーザ機器のそれぞれに共通のトンネルエンドポイント識別子を用いて、共通のトンネルプロトコルベアラを形成するステップを含むことを特徴とする請求項8記載の通信方法。 - 上記トンネルプロトコルベアラは、インターネットプロトコルトランスポートレイヤによってサポートされ、上記共通のトンネルプロトコルベアラを形成するステップは、各通信セッションに基づいて通信されるインターネットパケットのヘッダに示される異なるサービスクラスの品質に基づいて、共通のトンネルベアラを共有する各通信セッションにサービス品質を提供するステップを含むことを特徴とする請求項8又は9記載の通信方法。
- 上記無線アクセスベアラを提供するステップは、無線ネットワークコントローラの一部として、上記モバイルユーザ機器によって確立された通信セッションに基づき、該モバイルユーザ機器に及び/又は該モバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信するために確立された無線アクセスベアラの1つを特定する無線アクセスベアラフィルタを含み、該無線アクセスベアラフィルタは、上記モバイルユーザ機器に送信されたインターネットパケットの宛先アドレスから、確立された通信セッションに対応する無線アクセスベアラを特定することを特徴とする請求項8乃至10何れか1項記載の通信方法。
- 上記モバイルユーザ機器から上記無線アクセスベアラフィルタに、上記通信セッションのために対応する無線アクセスベアラが特定されるインターネットパケットの宛先アドレスを供給するステップを更に有する請求項11記載の通信方法。
- 上記無線アクセスベアラのそれぞれは、上記モバイルユーザ機器によって通信セッションが確立されたサービス品質を提供することを特徴とする請求項11又は12記載の通信方法。
- コンピュータにロードされて、請求項8乃至13何れか1項記載の通信方法を実現するコンピュータ実行可能なコードを提供するコンピュータプログラム。
- 請求項14記載のコンピュータプログラムを格納する媒体。
- 請求項14記載のコンピュータプログラムを表す信号。
- パケット無線ネットワークを介して、モバイルユーザ機器に及び/又はモバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信する通信装置において、
上記パケット無線ネットワークのゲートウェイサポートノードにおいて、パケット通信ベアラを介する、上記パケット無線ネットワークから上記モバイルユーザ機器への及び/又は該モバイルユーザ機器から上記パケット無線ネットワークへのインターネットパケットの通信を制御するためのパケットデータプロトコルコンテキストを提供するパケットデータプロトコルコンテキスト提供手段と、
上記パケット無線ネットワークのサービスサポートノードを用いて、上記モバイルユーザ機器への及び/又は該モバイルユーザ機器からのインターネットパケットの通信を制御し、上記パケット通信ベアラを形成するパケット通信ベアラ形成手段と、
上記パケット無線ネットワークの無線ネットワークコントローラを用いて、無線アクセスインタフェースを介して、上記モバイルユーザ機器への及び/又は該モバイルユーザ機器からのインターネットパケットを通信するための無線アクセスベアラを提供する無線アクセスベアラ提供手段と、
パケットデータプロトコルアクティブ化要求メッセージに応じて、共通のパケットデータプロトコルコンテキストを要求するステップと、
共通のパケット通信ベアラに関連する共通のパケットデータプロトコルコンテキストを確立する共通パケットデータプロトコルコンテキスト手段とを備え、
該共通のパケットデータプロトコルコンテキストは、共通のパケット通信ベアラを介してインターネットプロトコルパケットを通信するために確立され、該共通のパケット通信ベアラは、共通のトンネルプロトコルベアラを用いて、少なくとも1つの他の通信セッションと共有される通信装置。 - 添付の図3乃至図16を参照して明細書に実質的に説明するパケット無線ネットワーク。
- 添付の図3乃至図16を参照して明細書に実質的に説明する、パケット無線ネットワークを介して、モバイルユーザ機器に及び/又はモバイルユーザ機器からインターネットパケットを通信する通信方法。
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