JP4210096B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内に配設された漏洩伝送路を介して無線端末装置と無線通信を行う無線基地局を備えた無線通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
屋内において無線基地局装置と無線端末装置との間で無線通信を行う無線通信システムとしては、基地局が、サービスエリア内の端末局との間で無線通信を行うためのアンテナ経由送受信手段と、基地局から放射される電波が有効に届かない不感エリアがある端末局との間で無線通信を行うための比較的大出力の給電線経由送受信手段とを備え、不感エリア内に、不感エリアの形状に応じてアンテナまたは漏洩給電線を配備し、かつ、このアンテナまたは漏洩給電線と基地局の給電線経由送受信手段とを所定の減衰定数と所定の長さを有する給電線で接続することにより、アンテナまたは漏洩給電線から放射される電波の出力レベルが基地局のアンテナ経由送受信手段から放射される電波のレベルを超えないように設定したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平06−188821号公報(段落「0006」等)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、通常の基地局を設置した無線LANシステムに加えて、さらに不感エリアに漏洩給電線を配置し、これに専用の送信手段である従無線設備を設ける構成であるため、設備的に大掛かりとなり経済性が悪かった。また、漏洩給電線を設置したエリアでは1つのチャネルしか使用できないという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、無線端末装置と複数のチャネルで無線通信ができ、例えば、設置されている無線端末装置のチャネルと異なる通信可能なチャネルが設定されている無線端末装置が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処でき、しかも、経済性を向上できる無線通信システムを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の無線通信システムは、複数のスロットを有しアンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路に接続された無線基地局装置とを備え、使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と上記無線基地局装置との無線通信を上記漏洩伝送路を介して行う。とくに、漏洩伝送路は、第1の方向に延びる第1の漏洩伝送路部分と、この第1の漏洩伝送路部分と対向する位置に延びる第2の漏洩伝送路部分とを、両者の間に折り返し部を介して連続して備え、無線端末装置と無線基地局装置との間の無線通信を直交周波数分割多重変調方式で行う場合に、無線基地局装置から送出される信号を伝播しながらその信号を各スロットから電波として輻射し、輻射した電波が無線端末装置で複数の到来波として受信される際に、その複数の到来波のうち、上記第1の漏洩伝送路部分から輻射されて無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第1の到来波と、上記第2の漏洩伝送路部分から輻射されて無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第2の到来波との時間差が、上記直交周波数分割多重変調方式のガード区間内に入るように、無線端末装置の配置に対して配設されている。そして、無線基地局装置は、一定時間毎に無線通信するチャネルを切替える。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1に示すように、店舗等の屋内、例えば、無線LANを稼動させる屋内11の天井部分に、漏洩伝送路としての漏洩導波管12を蛇行して配設している。
【0008】
前記漏洩導波管12は、例えば、天井パネルの表側や天井パネルの裏側や天井パネル内に配設される。また、天井パネルがない場合は、前記漏洩導波管12は、屋根の内側に吊るすようにして屋内11の上部空間部分に配設される。
なお、漏洩伝送路としては漏洩同軸ケーブルを用いることもできるが、伝送損失の小さい漏洩導波管の方が無線LANのような低送信電力システムにはより適している。
【0009】
前記漏洩導波管12は、一端を無線基地局装置13に接続し、他端を導波管の特性インピーダンスに等しい負荷抵抗値をもつ終端負荷としての終端器14に接続している。前記無線基地局装置13は保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。
【0010】
前記漏洩導波管12は、図2に示すように、管状導体12aに所定の長さのスロット12bを一定の間隔で全体に亙って設け、これを被覆材12cで覆ったもので、導波管内と外部空間との間でスロット12bを介して電波の送受信を行うようになっている。
【0011】
前記漏洩導波管12の電波輻射特性は、ホイップアンテナやダイポールアンテナのような一般の単一型アンテナとは異なり、図3に示すような輻射パターンとなるものである。すなわち、輻射パターンは、漏洩導波管12の軸方向から見て扇状となり、これが導波管全体に亙っている。そして、漏洩導波管12の近傍で電界強度が大きく、離れるに従って徐々に弱まる電界強度分布が得られるようになっている。
【0012】
蛇行配置される前記漏洩導波管12の間隔は、送信電力が数十から数百mWの2.4GHz帯、または5GHz帯の屋内用無線LANシステムの場合、6m〜10m程度に設定するのが通信性能と経済性の両立という点で合理的である。
【0013】
前記無線基地局装置13は、LANケーブル15及び電源ケーブル16に接続している。前記屋内11の床面には前記無線基地局装置13と無線通信する複数、例えば3台の無線端末装置17-1,17-2,17-3が固定配置されている。
【0014】
このような構成の無線LANシステム、例えば、日本国内で使われる5GHz帯の屋内用無線LANシステムでは、34チャネル(5.170GHz)、38チャネル(5.190GHz)、42チャネル(5.210GHz)、46チャネル(5.230GHz)の4つのチャネルが割当てられている。
【0015】
今、無線端末装置17-1に使用するチャネルとして34チャネルが設定され、無線端末装置17-2に使用するチャネルとして38チャネルが設定され、無線端末装置17-3に使用するチャネルとして42チャネルが設定されている。
【0016】
この無線LANシステムにおいては、LANケーブル15により無線基地局装置13に伝送された情報は、OFDM(直交周波数分割多重変調)方式により変調され、5GHz帯の高周波信号として漏洩導波管12に送出される。この高周波信号は漏洩導波管12内を伝播しながら、その一部が多数のスロット12bから床面方向の空間約180度の角度範囲に電波として輻射される。
【0017】
無線端末装置17-1〜17-3の受信アンテナは多数の到来波を受信するが、これらは多数のスロット12bからそれぞれ輻射されたものであり、各到来波の位相差は非常に小さいステップで異なっているため、ほぼ連続的と見なせる。そのため、受信アンテナにおいて180度の位相差となって完全に打ち消し合う到来波の組み合わせが一部にあったとしても、残る大多数の到来波による有効な受信電力が存在する。
【0018】
例えば、無線端末装置17-1においては、漏洩導波管12の各スロット12bのうち、比較的近くにあるスロット群18a,18bから輻射される複数の送信波が到来波として特に強く受信される。そして、送信波相互には受信点に到達するまでの時間差があるが、漏洩導波管12の間隔が10m、漏洩導波管12の床面からの高さが3m、漏洩導波管12上におけるスロット群18aとスロット群18bとの距離を20mとすると、無線端末装置17-1が受信する到来波の時間差の最大値は90nsec程度となる。
【0019】
OFDMはマルチキャリア伝送方式の一種であり、送信データは互いに直交する多数のサブキャリアによって伝送される。そして、各サブキャリアは、図4に示すような有効シンボル区間と、その一部をコピーしたガード区間の2つで構成された変調シンボル(多進符号)を伝送する。
【0020】
無線LANに用いられるOFDM方式の規格では遅延波の影響を排除できるガード区間は800nmに設定されている。OFDM方式は、受信側の復調過程においてガード区間に到来する遅延波に対しては耐性を有するので、送信波源が複数ある場合や反射波によるマルチパスがある場合に受信側で複数の時間差のある電波を受信しても、復調段階において符号間干渉による伝送品質の劣化は少ない。
【0021】
従って、位相が連続的に異なる多数の到来波を受信した場合に、主電力を占める複数の到来波の最大時間差がガード区間内であれば正常な復調を行う。従って、漏洩導波管12上におけるスロット群18aとスロット群18bからの到来波を無線端末装置17-1が受信してOFDM復調することで情報を確実に取得することができる。また、スロット群18aからの送信波が人や什器の障害物で完全に遮られても、残るスロット群18bからの送信波が受信アンテナに到達する。
【0022】
また、無線基地局装置13は、図5の(a)に示すように、一定時間T毎に使用するチャネルを、CH34→CH38→CH42→CH46→CH34…のように順次繰り返し切替える。従って、無線端末装置17-1は、図5の(b)に示すように、無線基地局装置13が34チャネルに切替えたときに通信が可能になり、無線端末装置17-2は、図5の(c)に示すように、無線基地局装置13が38チャネルに切替えたときに通信が可能になり、無線端末装置17-3は、図5の(d)に示すように、無線基地局装置13が42チャネルに切替えたときに通信が可能になる。
【0023】
このように、無線基地局装置13は4つのチャネルを切替えて無線端末装置と通信を行うので、例えば、チャネル毎に5台の無線端末装置を配置すれば、全体で20台の無線端末装置を配置することが可能になり、配置する無線端末装置を増やすことができる。
【0024】
なお、5GHz帯の無線LANシステムにおいて、4つのチャネルを切替えた場合、チャネルを固定する場合に比べてスループットの低下が予想される。しかし、5GHz帯の伝送速度は最大54Mbpsであり、4チャネルを切替えると1チャネル当たり54/4=13.5Mbps程度のスループットになる。一方、現在普及している2.4GHz帯の無線LANシステムの伝送速度は最大11Mbpsであり、5GHz帯の無線LANシステムにおいて4チャネルを切替える方式を採用しても充分なスループットが得られる。
【0025】
この無線LANシステムにおいて無線基地局装置13が漏洩導波管12を介して各無線端末装置17-1,17-2,17-3とチャネルを切替えながら無線通信しているエリアに、図1に矢印で示すように、使用チャネルとしてCH46が設定された移動無線端末装置17-4が入り込んでくると、無線基地局装置13はこの移動無線端末装置17-4に対して46チャネルに切替えたときに無線通信が可能になる。
【0026】
このように、無線基地局装置13は、設置されている無線端末装置17-1,17-2,17-3のチャネルと異なるチャネルが設定されている無線端末装置17-4が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処できる。
【0027】
また、この無線LANシステムは、屋内11に主、従などの複数の無線設備を配置する必要はなく、設備コストはかからないので経済性を向上できる。また、無線基地局装置13のアンテナとして漏洩導波管12を使用しているので、たとえ屋内11に多数の什器が存在しても屋内11に点在している無線端末装置17-1,17-2,17-3との間の電波伝播路を確実に確保できる。従って、屋内11における不感エリアの発生を解消でき、しかも、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できる。
【0028】
(第2の実施の形態)
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6に示すように、漏洩導波管12は、一端を無線基地局装置23-1に接続し、他端を終端器14に代えて設けたもう一つの無線基地局装置23-2に接続している。
【0029】
前記各無線基地局装置23-1,23-2は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記無線基地局装置23-1はLANケーブル15及び電源ケーブル16に接続し、前記無線基地局装置23-2はLANケーブル25及び電源ケーブル26に接続している。
【0030】
前記無線基地局装置23-1には、5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける34チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置23-2には、38チャネルが割当てられている。
【0031】
このような構成においては、例えば、無線端末装置17-1,17-2に使用するチャネルとして34チャネルが設定され、無線端末装置17-3に使用するチャネルとして38チャネルが設定されていれば、無線基地局装置23-1は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-1,17-2と無線通信する。また、無線基地局装置23-2は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-3と無線通信する。
【0032】
これにより、屋内において2台の無線基地局装置23-1,23-2を使用して同時に2チャネルで通信ができ、1台の無線基地局装置で通信する場合に比べてスループットを向上できる。また、屋内11の通信圏内に、使用するチャネルが34チャネルか38チャネルの無線基地局装置が通信圏外から入ってきた場合にはその無線基地局装置との通信は可能になる。
【0033】
なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置17-1,17-2,17-3との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【0034】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置23-1,23-2に5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける2つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、2.4GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける2つのチャネルを割当てもよい。
【0035】
(第3の実施の形態)
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図7に示すように、漏洩導波管12は、一端を、共用器19を経由して1対の無線基地局装置33-1,33-2に接続し、他端を、終端器14に接続している。
【0036】
前記各無線基地局装置33-1,33-2は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記各無線基地局装置33-1,33-2はLANケーブル15及び電源ケーブル16にそれぞれ接続している。
【0037】
前記無線基地局装置33-1には、5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける34チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置33-2には、38チャネルが割当てられている。
【0038】
このような構成においては、例えば、無線端末装置17-1,17-2に使用するチャネルとして34チャネルが設定され、無線端末装置17-3に使用するチャネルとして38チャネルが設定されていれば、無線基地局装置33-1は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-1,17-2と無線通信する。また、無線基地局装置33-2は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-3と無線通信する。
【0039】
これにより、屋内において2台の無線基地局装置33-1,33-2を使用して同時に2チャネルで通信ができ、1台の無線基地局装置で通信する場合に比べてスループットを向上できる。また、屋内11の通信圏内に、使用するチャネルが34チャネルか38チャネルの無線基地局装置が通信圏外から入ってきた場合にはその無線基地局装置との通信は可能になる。
【0040】
なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置17-1,17-2,17-3との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【0041】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置33-1,33-2に5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける2つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、2.4GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける2つのチャネルを割当てもよい。
【0042】
(第4の実施の形態)
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8に示すように、漏洩導波管12は、一端を、共用器19を経由して1対の無線基地局装置33-1,33-2に接続し、他端を、共用器29を経由して1対の無線基地局装置43-1,43-2に接続している。
【0043】
前記各無線基地局装置33-1,33-2、43-1,43-2は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記各無線基地局装置33-1,33-2はLANケーブル15及び電源ケーブル16にそれぞれ接続し、前記各無線基地局装置43-1,43-2はLANケーブル25及び電源ケーブル26にそれぞれ接続している。
【0044】
前記無線基地局装置33-1には、5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける34チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置33-2には、38チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置43-1には、42チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置43-2には、46チャネルが割当てられている。
【0045】
このような構成においては、例えば、無線端末装置17-1に使用するチャネルとして34チャネルが設定され、無線端末装置17-2に使用するチャネルとして38チャネルが設定され、無線端末装置17-3に使用するチャネルとして42チャネルが設定されていれば、無線基地局装置33-1は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-1と無線通信する。
【0046】
また、無線基地局装置33-2は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-2と無線通信し、無線基地局装置43-1は漏洩導波管12を介して無線端末装置17-3と無線通信する。
【0047】
また、屋内11のエリア内に図8に矢印で示すように、使用チャネルとしてCH46が設定された移動無線端末装置17-4が入り込んできても、このときには無線基地局装置43-2が漏洩導波管12を介してこの移動無線端末装置17-4と無線通信する。
【0048】
このように、4台の無線基地局装置33-1,33-2,43-1,43-2を配置することで屋内11において5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける4つのチャネルすべてを使用することが可能になる。従って、さらに、スループットを向上できる。なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置17-1,17-2,17-3との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【0049】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置33-1,33-2,43-1,43-2に5GHz帯の屋内用無線LANシステムにおける4つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、2.4GHz帯の屋内用無線LANシステムにおけるチャネルを割当てもよい。
【0050】
なお、前述した各実施の形態は本発明を無線LANシステムに適用したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではない。LANを使用しない無線通信システムにも適用できるものである。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、無線端末装置と複数のチャネルで無線通信ができ、例えば、設置されている無線端末装置のチャネルと異なる通信可能なチャネルが設定されている無線端末装置が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処でき、しかも、経済性を向上できる無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、第1の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図2】同実施の形態における漏洩導波管の構成を示す図。
【図3】同実施の形態における漏洩導波管の電波輻射パターンを示す図。
【図4】同実施の形態の通信で使用するOFDM方式の変調シンボルの構成を示す図。
【図5】同実施の形態における無線基地局装置のチャネル切替えと各無線端末装置の使用チャネルとの関係を示す図。
【図6】本発明の、第2の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図7】本発明の、第3の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図8】本発明の、第4の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【符号の説明】
11…屋内
12…漏洩導波管
13…無線基地局装置
17-1〜17-4…無線端末装置
Claims (4)
- 複数のスロットを有しアンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路に接続された無線基地局装置とを備え、使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と前記無線基地局装置との無線通信を前記漏洩伝送路を介して行う無線通信システムであって、
前記漏洩伝送路は、第1の方向に延びる第1の漏洩伝送路部分と、この第1の漏洩伝送路部分と対向する位置に延びる第2の漏洩伝送路部分とを、両者の間に折り返し部を介して連続して備え、前記無線端末装置と前記無線基地局装置との間の無線通信を直交周波数分割多重変調方式で行う場合に、前記無線基地局装置から送出される信号を伝播しながらその信号を前記各スロットから電波として輻射し、輻射した電波が前記無線端末装置で複数の到来波として受信される際に、その複数の到来波のうち、前記第1の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第1の到来波と、前記第2の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第2の到来波との時間差が、前記直交周波数分割多重変調方式のガード区間内に入るように、前記無線端末装置の配置に対して配設されており、
前記無線基地局装置は、一定時間毎に無線通信するチャネルを切替える、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数のスロットを有しアンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の一端に接続された無線基地局装置と、前記漏洩伝送路の他端に接続された無線基地局装置とを備え、使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と前記各無線基地局装置との無線通信を前記漏洩伝送路を介して行う無線通信システムであって、
前記漏洩伝送路は、第1の方向に延びる第1の漏洩伝送路部分と、この第1の漏洩伝送路部分と対向する位置に延びる第2の漏洩伝送路部分とを、両者の間に折り返し部を介して連続して備え、前記無線端末装置と前記無線基地局装置との間の無線通信を直交周波数分割多重変調方式で行う場合に、前記無線基地局装置から送出される信号を伝播しながらその信号を前記各スロットから電波として輻射し、輻射した電波が前記無線端末装置で複数の到来波として受信される際に、その複数の到来波のうち、前記第1の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第1の到来波と、前記第2の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第2の到来波との時間差が、前記直交周波数分割多重変調方式のガード区間内に入るように、前記無線端末装置の配置に対して配設されており、
前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なる、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数のスロットを有しアンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の一端に共用器を介して接続された複数の無線基地局装置とを備え、使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と前記各無線基地局装置との無線通信を前記漏洩伝送路を介して行う無線通信システムであって、
前記漏洩伝送路は、第1の方向に延びる第1の漏洩伝送路部分と、この第1の漏洩伝送路部分と対向する位置に延びる第2の漏洩伝送路部分とを、両者の間に折り返し部を介して連続して備え、前記無線端末装置と前記無線基地局装置との間の無線通信を直交周波数分割多重変調方式で行う場合に、前記無線基地局装置から送出される信号を伝播しながらその信号を前記各スロットから電波として輻射し、輻射した電波が前記無線端末装置で複数の到来波として受信される際に、その複数の到来波のうち、前記第1の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第1の到来波と、前記第2の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第2の到来波との時間差が、前記直交周波数分割多重変調方式のガード区間内に入るように、前記無線端末装置の配置に対して配設されており、
前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なる、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数のスロットを有しアンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の一端に接続された共用器と、前記漏洩伝送路の他端に接続された共用器と、これら共用器を介して前記漏洩伝送路に接続された複数の無線基地局装置とを備え、使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と前記各無線基地局装置との無線通信を前記漏洩伝送路を介して行う無線通信システムであって、
前記漏洩伝送路は、第1の方向に延びる第1の漏洩伝送路部分と、この第1の漏洩伝送路部分と対向する位置に延びる第2の漏洩伝送路部分とを、両者の間に折り返し部を介して連続して備え、前記無線端末装置と前記無線基地局装置との間の無線通信を直交周波数分割多重変調方式で行う場合に、前記無線基地局装置から送出される信号を伝播しながらその信号を前記各スロットから電波として輻射し、輻射した電波が前記無線端末装置で複数の到来波として受信される際に、その複数の到来波のうち、前記第1の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第1の到来波と、前記第2の漏洩伝送路部分から輻射されて前記無線端末装置で主電力を占める強さで受信される第2の到来波との時間差が、前記直交周波数分割多重変調方式のガード区間内に入るように、前記無線端末装置の配置に対して配設されており、
前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なる、
ことを特徴とする無線通信システム。
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