JP2009111763A - 通信情報管理システム、通信情報管理装置、および通信情報管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自他双方の基地局同士の相互干渉を事前に回避し、容易に基地局を新設できる通信情報管理システム、通信情報管理装置、および通信情報管理方法を提供することにある。
【解決手段】特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置１７と、測定装置１７が測定した情報を管理する通信情報管理装置１６とを有する。通信情報管理装置１６は、測定装置１７が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、データベース生成部が生成したデータベースに基づいてサービスエリアＡＲＥＡ、ＡＲＥＡａ内の通信環境に関する情報を算出する算出部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、特定の基地局の通信環境に関する情報を収集して管理する通信情報管理システム、通信情報管理装置、および通信情報管理方法に関するものである。

ネットワーク内に新たな基地局を設置する際に、たとえば制御センタを設け、この制御センタに基地局の新設場所での電波特性を測定させ、測定結果に基づいてシミュレーションを行い、新規基地局の運営条件を調整する設置方法が開示されている（たとえば特許文献１を参照）。
また、複数の無線事業者のネットワーク品質を統合的に管理し、共有する無線リソースを最適に運用する無線リソースの管理方法が開示されている（たとえば特許文献２を参照）。
特開平１１−１２７０９９号公報 特開２００４−２０７８３９号公報

周波数帯域が異なる複数の事業者が混在する無線サービスエリアにおける新たな基地局設置の際に、電波の相互干渉を回避するためのアンテナの諸条件を求め、設置場所を確保するために多くの行程と建設工期が費やされるという問題がある。
また、基地局設置後に電波の相互干渉等が発生した場合、新設の基地局を有効に活用できない場合がある。

本発明は、自他双方の基地局同士の相互干渉を事前に回避し、容易に基地局を新設できる通信情報管理システム、通信情報管理装置、および通信情報管理方法を提供することにある。

本発明の第１の観点の通信情報管理システムは、特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置と、前記測定装置が測定した前記情報を管理する通信情報管理装置とを有し、前記通信情報管理装置は、前記測定装置が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、前記データベース生成部が生成した前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する算出部とを有する。

好適には、前記算出部は、自他双方の基地局同士の電波干渉を回避できる前記サービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する。

好適には、前記測定装置は、前記特定の基地局の通信環境に関する情報を所定時間ごとに収集する。

好適には、前記算出部は、自他のサービスエリア内の通信環境の変化を監視する。

好適には、前記算出部が前記サービスエリア内の通信環境の変化を検出した際に、検出情報を通知する通知部を有する。

好適には、前記算出部が異なるサービスエリア内の通信環境の日時変動を検出した際に、前記日時変動に応じて前記電波干渉を回避するように前記サービスエリア内の基地局を制御する制御部を有する。

本発明の第２の観点の通信情報管理装置は、特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置による前記情報を管理する通信情報管理装置であって、前記通信情報管理装置は、前記測定装置が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、前記データベース生成部が生成した前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する算出部とを有する。

本発明の第３の観点の通信情報管理方法は、特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する第１のステップと、前記情報を管理する第２のステップとを有し、前記第２のステップは、前記第１のステップにおいて測定した測定結果をデータベース化するステップと、前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出するステップとを有する

本発明によれば、自他双方の基地局同士の相互干渉を事前に回避し、容易に基地局を新設できる通信情報管理システム、通信情報管理装置、および通信情報管理方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

本実施形態に係る通信情報管理システムは、本発明の実施者（実施者という）が、たとえば他事業者等の異なるサービスエリア内に基地局を新設する際に、あらかじめ特定の基地局の通信環境に関する情報を収集して管理し、新規基地局の設置条件を求める。
また、本実施形態に係る通信情報管理システムは、基地局設置後も異なるサービスエリア内の通信環境に応じて基地局を制御する。

ここで、「通信環境」とは、自他双方の基地局のアンテナ間の距離、特定の基地局の性能（アンテナの高さの差異、アンテナのチルト（傾斜）角度、送受信の性能、ＲＦフィルタの有無等）、干渉波のレベルなどのことを指す。
また、「実施者」、「他事業者」という表現は、説明の便宜上、サービスエリアやネットワーク等を区別をするためのものにすぎず、所有者等は特に限定されない。すなわち、ネットワーク等は、互いに異なるものであればよい。

図１は、本実施形態に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムの一例の図である。
図１の通信情報管理システムは、実施者のネットワーク１、他事業者のネットワーク２、両ネットワークが接続された外部ネットワーク３で構成されている。

はじめに、実施者のネットワーク１に接続されている構成要素ついて説明する。
ネットワーク１には、上位の基地局１１（単に基地局という）、基地局１２、通信端末１４、サーバ１５、通信情報管理装置１６、および測定装置１７が接続され、外部ネットワーク３を介してネットワーク２に接続された各種構成要素、サービスエリアＡＲＥＢ内の通信端末２４などとデータ通信が可能である。
また、実施者の通信システム（ネットワーク１に接続された各種構成要素で構成されている）には、たとえばｉＢｕｒｓｔ（登録商標）システムを採用しており、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）／ＴＤＤ（Time Division Duplex）、およびリンクアダプテーションにてデータ（パケット）通信等を行う。

基地局１１は、ネットワーク１に接続され、基地局１２、（後に説明する新設の基地局１３）をはじめとする複数の基地局に接続され、配下の基地局を統括する。また、基地局１１は、電波状態がよいときは通信レートの高い変調方式に、電波状態が悪いときは通信レートの低い変調方式に切り替えるリンクアダプテーションを採用し、電波状況に応じて最適な変調を行う。また、基地局１２は、図示しない指向性のアダプティブアレイアンテナを有し、通信エラーを低減させている。基地局１１が統括する基地局は複数存在し、セルごとに配置されるが、本実施形態では図面の簡略化のため、基地局１２、１３のみを図示している。

基地局１２は、対応するセルに設置され、基地局１１と接続されてもよい。基地局１２も基地局１１と同様に、電波状態がよいときは通信レートの高い変調方式に、電波状態が悪いときは通信レートの低い変調方式に切り替えるリンクアダプテーションを採用し、電波状況に応じて最適な変調を行う。また、基地局１２も基地局１１と同様に、図示しない指向性のアダプティブアレイアンテナを有し、通信エラーを低減させている。

図中の破線で示す基地局１３は、実施者が他事業者のサービスエリアＡＲＥＢ内の設置場所１８（たとえば基地局２２の通信エリア内）に設置予定の新規基地局である。また、基地局１３は、基地局１２と同様の構成であって、設置後は基地局１１に接続される。

通信端末１４は、たとえば携帯電話であって、通信端末１４が位置するセル領域内の基地局（たとえば基地局１２）と無線通信を行う。なお、通信端末１４は、少なくともサービスエリアＡＲＥＡ内で使用できればよく、その構成等は特に限定されない。

サーバ１５は、ネットワーク１に接続され、ネットワーク１を介して入出力される各種データ（たとえば音声データ、文字データ）を処理する。
また、サーバ１５は、図示しないアンテナによって測定装置１７が送信したデータとしての電波信号を基地局１１から受信する。そして、サーバ１５は、受信した電波信号に復調等の処理を行い、通信情報管理装置１６に出力する。

通信情報管理装置１６は、ネットワーク１に接続され、サーバ１５を介して入力される他事業者のサービスエリアＡＲＥＢ内の基地局の通信環境に関する情報を収集して管理する。この装置の詳細については後述する。

測定装置１７は、サービスエリアＡＲＥＢ内の設置場所１８に設置され、サービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３からの電波を受信し、そのエリア内の基地局２１〜２３の通信環境に関する情報を測定する。また、測定装置１７は、サービスエリアＡＲＥＢ内にある基地局２１〜２３から所定時間ごとに通信環境に関する情報を収集する。この装置の詳細については後述する。

サービスエリアＡＲＥＡ、ＡＲＥａは、実施者のネットワーク１がカバーする無線通信が可能なサービスエリアであって、サービスエリアＡＲＥＡは、基地局１３設置前のものを、サービスエリアＡＲＥＡａは、基地局１３設置後のものである。
また、サービスエリアＡＲＥＢは、他事業者のネットワーク２がカバーする無線通信が可能なサービスエリアである。
なお、図１に示すサービスエリアＡＲＥＡａは、設置場所１８が両サービスエリアに属している。

次に、他事業者のネットワーク２に接続されている構成要素ついて説明する。
ネットワーク２は、本発明の特定の基地局に対応する基地局２１〜２３、通信端末２４、およびサーバ２５で構成されている。
基地局２１〜２３、およびサーバ２５のネットワーク２への接続形態は実施者のものと同様として説明を行うが、異なっていてもよい。また、それぞれの構成要素は特に限定されない。また、他事業者の通信システム等も特に限定されない。
また、それぞれのネットワークに接続されている基地局数、基地局の接続形態等も特に限定されない。

次に、通信情報管理装置１６について詳細に説明する。
図２は、本実施形態に係る通信情報管理装置の構成例を示すブロック図である。
図２のように、通信情報管理装置１６は、主制御部１６１、メモリ１６２、データベース生成部１６３、算出部１６４、通知部１６５、制御部１６６、およびインターフェース（Ｉ／Ｆ）１６７を有する。

主制御部１６１は、通信情報管理装置１６の全般的な動作を統括的に制御する。また、主制御部１６１は、メモリ１６２に格納されたプログラム（オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行するコンピュータ（マイクロプロセッサ）を備え、このプログラムにおいて指示された手順に従って処理を実行する。すなわち、主制御部１６１は、メモリ１６２に格納されたオペレーションシステムやアプリケーションプログラムから命令コードを順次読み込んで処理を実行する。

メモリ１６２は、たとえば不揮発性の記憶デバイス（フラッシュメモリ）やランダムアクセス可能な記憶デバイス（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）等で構成され、通信情報管理装置１６において処理に利用される各種のデータ、プログラム等を記憶する。

データベース生成部１６３は、測定装置１７が測定した測定結果がインターフェース１６７を介して入力され、他事業者のサービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３の送信出力や干渉波のレベル等をデータベース化する。そして、データベース生成部１６３は、データベースをメモリ１６２に保存する。
このデータベースの内容は、上述のほか、算出部１６４あるいは他の測定による自他双方の基地局のアンテナ間の距離、他事業者の基地局の性能（アンテナの高さの差異、アンテナのチルト（傾斜）角度、送受信の性能、ＲＦフィルタの有無等）のデータも含まれる。
また、データベースは逐次更新され、更新毎にメモリ１６２に保存される。この時の保存方法は、上書きする、あるいはデータ履歴をとる等、好適に設定できる。

算出部１６４は、データベース生成部１６３が生成したデータベースに基づいて、実施者および他事業者の基地局同士の電波干渉を回避できる設置場所１８の通信環境に関する情報を所定周期で算出し、通信環境の変化を監視する。なお、所定周期は、たとえば１時間毎、あるいは１日毎など好適に設定可能であり、特に限定されない。

算出部１６４は、以下のようにして通信環境を算出する。はじめに、算出部１６４は、データベースに含まれる他事業者の基地局の性能（送信出力など）から当該基地局のアンテナゲインを含めた経路損失を算出する。次に、算出部１６４は、この経路損失と新設予定の基地局１３の性能（送信出力、スプリアス等の送信性能、データベースに含まれる基地局２１〜２３の受信性能）から、基地局１３が新設された際に両サービスエリア内の他の基地局に与える影響（たとえば干渉波の有無）を判断する。

通知部１６５は、インターフェース１６７を介して種々の情報を、たとえばネットワーク１の管理者に通知する。具体的には、通知部１６５は、算出部１６４が監視している通信環境に変化があった場合、当該変化に関する情報をネットワーク１の管理者に通知する。通知する情報には、変化に関する情報以外に、たとえば測定装置１７による測定結果などが含まれ、その情報の内容は特に限定されない。また、通知先は、管理者に限定されない。

制御部１６６は、算出部１６４が監視している通信環境に変化に応じてサービスエリアＡＲＥＡ内の基地局が両サービスエリア内の基地局と電波干渉等を引き起こさないように新設後の基地局１３の制御を行う。この制御には、たとえば送信出力の調整のような電子制御だけでなく、アダプティブアレイアンテナの高さ、そのチルト角度の調整、ＲＦフィルタの設置・除去等の電子制御以外のものも含まれる。

インターフェース１６７は、通信情報管理装置１６の外部とデータ通信の調停を行うインターフェースであって、ネットワーク１に接続されている。これにより、通信情報管理装置１６は、ネットワーク１に接続されているサーバ１５、測定装置１７だけではなく、外部ネットワーク３を介してサーバ２５等のネットワーク２に、サービスエリアＡＲＥＢ内の基地局等とデータ通信が可能である。
なお、インターフェース１６７を介したネットワーク１への接続は、有線接続、無線接続を問わない。

次に、測定装置１７について詳細に説明する。
図３は、本実施形態に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。
図３のように測定装置１７は、通信部１７１、主制御部１７２、メモリ１７３、および測定部１７４を有する。

通信部１７１は、アンテナが接続され、アンテナを介してサービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３から到来する電波を受信する。また、通信部１７１は、測定部１７４による測定結果を最寄りの通信エリアの基地局（たとえば基地局２２）に送信する。測定結果の送信先の基地局は自他どちらの基地局でもよい。

主制御部１７２は、測定装置１７の全般的な動作を統括的に制御する。また、主制御部１７２は、タイマーの機能を有し、所定時間ごとに通信環境を測定し、測定結果を送信できるように通信部１７１や測定部１７４を制御する。なお、通信環境を測定する時間の周期は、たとえば１時間毎など好適に設定できる。
また、主制御部１７２は、コンピュータ（ＣＰＵ）であって、メモリ１７３に格納されたプログラム（オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。すなわち、主制御部１７２は、メモリ１７３に格納されたオペレーションシステムやアプリケーションプログラムから命令コードを順次読み込んで処理を実行する。

メモリ１７３は、たとえば不揮発性の記憶デバイス（フラッシュメモリ）やランダムアクセス可能な記憶デバイス（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）等で構成され、測定装置１７において処理に利用される各種のデータ、プログラム等を記憶する。

測定部１７４は、たとえばアッテネータ、ローカル発振器、ミキサ、分解能帯域フィルタ、検波器等で構成されている。そして、測定部１７４は、通信部１７１が受信した基地局２１〜２３からの電波信号が主制御部を介して入力され、スペクトル解析等を行い、設置場所１８での干渉波レベル、基地局の送受信出力を所定時間毎に測定する。
その後、測定部１７４は、測定結果を主制御部１７２を介して通信部１７１に出力する。

はじめに、基地局１３の設置前における通信情報管理システムの動作について説明する。
図４は、本実施形態に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムにおける基地局新設前のフローチャートである。

（ステップＳＴ１）
測定装置１７は、所定の時刻（たとえば午前０時など）に達したため、他事業者のサービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３の通信環境に関する情報を測定する。
詳細には、通信部１７１が、主制御部１７２の制御の下、基地局２１〜２３から到来する電波を受信し、測定部１７４が受信電波のスペクトル解析等を行って設置場所１８での干渉波レベル、基地局２１〜２３の送信出力等を測定する。
そして、測定結果が通信部１７１によって最寄りの通信エリアの基地局（ここでは基地局２２とする）に送信される。

（ステップＳＴ２）
通信情報管理装置１６は、測定装置１７が測定した測定結果を取得し、データベース化する。
詳細には、測定装置１７が送信し、最寄りの基地局（ここでは基地局２２）で受信された測定結果は、ネットワーク２から外部ネットワーク３を経由してネットワーク１のサーバ１５に送られ、復調等の処理が施された後、インターフェース１６７を介してデータベース生成部１６３に入力される。
そして、データベース生成部１６３は、他事業者のサービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３の送信出力や干渉波のレベル等をデータベース化する。

（ステップＳＴ３）
算出部１６４は、主制御部１７２の制御の下、データベース生成部１６３が生成したデータベースに基づいて自他の基地局同士の電波干渉を回避できる設置場所１８の通信環境を算出する。

以後、上記ステップＳＴ１〜ＳＴ３を所定周期で繰り返すことで、データベースが逐次最新のものに更新される。なお、所定周期で繰り返す期間は、たとえば１時間毎など好適に設定できる。

上記ステップＳＴ１〜ＳＴ３により、常時最新の通信環境が取得でき、履歴を保存することにより、設置場所１８での所定時間ごとの通信環境が把握できる。
したがって、サービスエリアＡＲＥＢ内の基地局２１〜２３に電波干渉を与えないような最適な通信環境の基地局１３を設置場所１８に新設できる。

次に、基地局１３の設置後における通信情報管理システムの動作について説明する。
図５は、本実施形態に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムにおける基地局新設後のフローチャートである。

基地局１３の設置後は、図１に示すように、サービスエリアＡＲＥＡがサービスエリアＡＲＥＡａに拡大されている。
なお、ステップＳＴ１〜ＳＴ３は上述のものと同様であるので、説明は省略する。

（ステップＳＴ４）
基地局１３の設置後、算出部１６４は、基地局２１〜２３の通信環境の変化を監視する。

算出部１６４が基地局２１〜２３の通信環境の変化を検出した場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ５の処理を行い、検出しない場合は（Ｎｏ）ステップＳＴ６の処理を行う。

（ステップＳＴ５）
算出部１６４が基地局２１〜２３の通信環境の変化を検出すると、制御部１６６は両サービスエリア内の基地局同士が電波干渉を引き起こさないように、新設された基地局１３を制御する。

（ステップＳＴ６）
算出部１６４がサービスエリアＡＲＥＡ内の通信環境の変化を検出した場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ７の処理を行い、検出しない場合は（Ｎｏ）ステップＳＴ１の処理に戻る。

（ステップＳＴ１７）
算出部１６４が基地局１３の通信環境の変化を検出すると、通知部１６５は、管理者等に通信環境の変化があったことを通知する。
このステップにより、

以上ステップＳＴ１〜ＳＴ７を繰り返すことにより、定期的にサービスエリアＡＲＥＢ内の通信環境を把握でき、さらに常時最適な通信環境の基地局１３を維持できる。

以上説明したように、本実施形態に係る通信情報管理システムは、特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置と、測定装置が測定した情報を管理する通信情報管理装置とを有する。
そして、通信情報管理装置は、測定装置が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、データベース生成部が生成したデータベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する算出部と、算出部がサービスエリア内の通信環境の変化を検出した際に、検出情報を通知する通知部と、算出部が異なるサービスエリア内の通信環境の日時変動を検出した際に、日時変動に応じて電波干渉を回避するようにサービスエリア内の基地局を制御する制御部とを有する。

したがって、本実施形態によれば、自局の設置場所に測定装置を設置するだけで他業者の通信システムに電波干渉などの影響を与えることなく容易に基地局を新設できる。
また、ＲＦフィルタ等の有無を事前に把握でき、工数も削減できるため、基地局設置のコストおよび建設工期を抑えることができる。
また、基地局設置後も常時データベースが最新のものに更新され、時局で電波干渉等が発生すると管理者等に通知されるため、自局が他業者の通信システムに与える影響を把握でき、電波干渉や障害等が発生しても迅速に対応できる。

なお、本実施形態において、基地局の設置後は、測定装置の設置場所は特に限定されず、たとえば新設した基地局に併設してもよい。
また、本実施形態において、測定装置は基地局の設置場所のみに設置されているが、それぞれの基地局の通信エリア内、あるいは基地局に併設することにより、通信情報管理装置が複数の基地局（たとえば基地局１１，１２）を制御することもできる。
また、本実施形態において、他サービスエリア内の通信環境に変化があった場合に、管理者等にその変化が発生した旨を通知するようにしてもよい。
また、本実施形態は、本発明が適用可能な範囲で好適に変更可能である。

発明に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムの一例の図である。 本実施形態に係る通信情報管理装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムにおける基地局新設前のフローチャートである。 本実施形態に係る通信情報管理方法を採用した通信情報管理システムにおける基地局新設後のフローチャートである。

符号の説明

１…実施者のネットワーク、２…他事業者のネットワーク、３…外部ネットワーク、１１，１２…基地局、１３…新規基地局、１４…通信端末、１５…サーバ、１６…通信情報管理装置、１６１…主制御部、１６２…メモリ、１６３…データベース生成部、１６４…算出部、１６５…通知部、１６６…制御部、１６７…インターフェース、１７…測定装置、１７１…通信部、１７２…主制御部、１７３…メモリ、１７４…測定部、１８…設置場所、２１〜２３…他事業者の基地局、２４…通信端末、２５…他事業者のサーバ、ＡＲＥＡ…新規基地局設置前の実施者のサービスエリア、ＡＲＥＡａ…新規基地局設置後の実施者のサービスエリア、ＡＲＥＢ…他事業者のサービスエリア

Claims (8)

1. 特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置と、
   前記測定装置が測定した前記情報を管理する通信情報管理装置とを有し、
   前記通信情報管理装置は、
   前記測定装置が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、
   前記データベース生成部が生成した前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する算出部と
   を有することを特徴とする通信情報管理システム。
2. 前記算出部は、
   自他双方の基地局同士の電波干渉を回避できる前記サービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信情報管理システム。
3. 前記測定装置は、
   前記特定の基地局の通信環境に関する情報を所定時間ごとに収集する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信情報管理システム。
4. 前記算出部は、
   自他のサービスエリア内の通信環境の変化を監視する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の通信情報管理システム。
5. 前記算出部が前記サービスエリア内の通信環境の変化を検出した際に、検出情報を通知する通知部
   を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の通信情報管理システム。
6. 前記算出部が異なるサービスエリア内の通信環境の日時変動を検出した際に、前記日時変動に応じて前記電波干渉を回避するように前記サービスエリア内の基地局を制御する制御部
   を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の通信情報管理システム。
7. 特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する測定装置による前記情報を管理する通信情報管理装置であって、
   前記通信情報管理装置は、
   前記測定装置が測定した測定結果をデータベース化するデータベース生成部と、
   前記データベース生成部が生成した前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出する算出部と
   を有することを特徴とする通信情報管理装置。
8. 特定の基地局の通信環境に関する情報を測定する第１のステップと、
   前記情報を管理する第２のステップとを有し、
   前記第２のステップは、
   前記第１のステップにおいて測定した測定結果をデータベース化するステップと、
   前記データベースに基づいてサービスエリア内の通信環境に関する情報を算出するステップと
   を有することを特徴とする通信情報管理方法。

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