JP4659638B2 - データ送受信装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ネットワークシステムにおいて、受信した無線電波の電波強度に応じて受信動作を継続するか否かを判定する基地局やユーザ用端末などのデータ送受信装置およびその制御方法に関するものである。

従来から、データ送受信装置は、アンテナを介して無線でデータを受信する送受信器を有し、この送受信器は、受信した無線電波をアナログデータに変換し、さらに復調処理するものである。

このような送受信器には、受信データの電波強度を検出し、この電波強度に基づいて受信電波が受信すべきデータであるか否かを判定して、受信動作を継続すべきか停止すべきかを判定することができ、またその判定の結果、受信電波が受信すべきデータである場合、送受信器における比較部が、復調処理後のデータをあらかじめ設定していたデータと比較することにより、本装置宛てか否かを判定するものがある。

ところで、特許文献１に記載のバースト信号復調器は、タイマ回路が、比較器のからのフレーム信号と復調器からの復調クロックとに基づくカウンタ出力を、その復調器およびUW検出器に出力して、復調データのバタつきを押さえることができる。
特開平10-243041号

しかしながら、従来のデータ送受信装置では、送受信器が制御回路から受信動作命令を受けると、すぐに受信データを比較部で比較処理することになる。したがって、その受信データの復調処理において正確な復調データを得るために、受信動作開始から所定時間経過する必要がある場合では、正常に復調処理できないことがあり、また、自装置宛てであるにもかかわらず、他装置宛てのデータであると認識してしまうことがある。このように、送受信器にて受信データを誤認すると、制御回路に対して受信停止を要求することとなり、データ送受信装置は、正常に受信動作することができない。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、信頼性の高い受信データに対して受信処理を進行し、受信動作の効率を良くするデータ送受信装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、所望の受信データおよび送信データを、無線電波により送受信する送受信手段と、この受信データおよびこの送信データの送受信を制御し、この受信データに基づく受信処理データに受信処理を施す制御手段とを含み、この送受信手段は、この受信データの電波強度に基づいて、受信動作を継続すべきか停止すべきかを判定し、その判定結果を出力する判定手段を含み、この制御手段は、この判定結果を入力して、この判定結果が受信動作の停止を示すとき受信動作を停止するように制御するデータ送受信装置は、この送受信手段は、この受信データが安定するまでの安定時間を計測し、この安定時間が経過すると受信データ安定を示しそれ以外は受信データ不安定を示す計測結果を出力する計測手段を含み、この判定手段は、この計測結果を入力して、この結果が受信データ不安定を示すとき、この電波強度に拘らず受信動作の停止を示すこの判定結果を出力することを特徴とする。

また、所望の受信データおよび送信データを、無線電波により送受信する送受信部と、この受信データおよびこの送信データの送受信を制御し、この受信データに基づく受信処理データに受信処理を施す制御部とからなるデータ送受信装置の制御方法は、この送受信部にて、この受信データの電波強度に基づいて、受信動作を継続すべきか停止すべきかを判定し、その判定結果を出力する判定工程と、この制御部にて、この判定結果を入力して、この判定結果が受信動作の停止を示すとき受信動作を停止するように制御する第１の工程と、この送受信部にて、この受信データが安定するまでの安定時間を計測し、この安定時間が経過すると受信データ安定を示しそれ以外は受信データ不安定を示す計測結果を出力する計測工程を含み、この判定工程は、この計測結果を入力して、この結果が受信データ不安定を示すとき、この電波強度に拘らず受信動作の停止を示すこの判定結果を出力することを特徴とする。

本発明のデータ送受信装置によれば、送受信器における計測部が、復調器の復調クロックをカウントして、そのカウント数が所定の目標カウント値に達してから、受信データに対して、電波強度の判定、および自装置宛てか否かの比較を行うので、いかなる受信状況下においても受信データの安定時間を十分に経過した後で受信動作を進行することができ、電波強度や妨害波などの予期せぬ事態が発生して復調器の立ち上がりが遅延しても受信データの取りこぼしを防止することができる。

また、本発明のデータ送受信装置は、計測部の電波強度判定器が、電波強度に応じて新たな目標カウント値を算出して、比較部が、復調クロックのカウント数をこの新たな目標カウント値と比較するので、本装置は、復調器の立ち上がりに応じて、最短時間で受信動作を開始することができ、常に安定した受信データを処理することができる。

次に添付図面を参照して、本発明によるデータ送受信装置の実施例を詳細に説明する。たとえば、データ送受信装置10は、図１に示すように、アンテナ12を介してデータを無線で送受信する送受信器14と、この送受信器14におけるデータの送受信を制御する制御回路16とを含んで構成される。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。

データ送受信装置10は、たとえば、図２に示すように、無線ネットワークシステム50に適用されて、このシステム50は、データ送受信装置を用いる基地局52と、データ送受信装置を用いる複数のユーザ用端末54、56、58、60、62および64を有して構成され、基地局とユーザ用端末とが、所望のデータを無線で送受信することにより相互に伝達する。本装置10は、基地局に適用される場合には送信データをユーザ用端末へと通知し、ユーザ用端末に適用される場合には送信データを基地局へと通知するとよい。

無線ネットワークシステム50は、実際には多数の基地局およびユーザ用端末を含むことができるが、図２では複雑化を避けるため、少数の基地局およびユーザ用端末しか図示しない。

本実施例の送受信器14は、とくに、受信した無線電波をRF（Radio Frequency）回路20でアナログの受信データに変換して、さらに復調器22で復調処理し、またその受信データの電波強度を受信電波強度（Receiving Signal Strength Indicator：RSSI）検出器24で検出して、この電波強度に基づいて受信すべき電波であるか否かを判定部26で判定するもので、判定部26における判定結果に応じて、復調器22からの受信データを比較回路28で比較データと比較してその電波が本装置宛てか否かを判定するものである。

また、本実施例の送受信器14は、制御回路16と接続線102および104を介して接続してデジタルデータを相互に伝達する入出力回路30と、送信するデジタルデータを変調処理する変調器32とをも有して構成される。送受信器14では、制御回路16から受信または送信を指示する制御信号102を受けて、入出力回路30によって受信を指示する制御信号128または送信を指示する制御信号130を各部に供給し、この制御信号128または130に応じて動作することにより無線電波の送受信を実行する。

本実施例ではとくに、送受信器14は、受信データが安定するまでの安定時間を計測する計測部30を含み、その計測結果に応じて判定部26が電波強度の判定を有効にして判定結果を得ることができる。

本実施例において、RF回路20は、アンテナ12と接続して構成される。RF回路20は、アンテナ12が受信した無線電波、たとえば高周波の無線周波数信号を受け取ってアナログ変換し、アナログの受信データ112および114を生成して復調器22およびRSSI検出器24にそれぞれ供給する。また、RF回路20は、変調器32から得られるアナログの送信データ138をこのような無線電波に変換してアンテナ12へと供給する。

復調器22は、RF回路20から供給されるアナログの受信データ112を復調処理し、本実施例ではとくにアナログ・デジタル変換し、デジタルの受信データ116を生成して比較回路28に供給する。また、復調器22は、自身が動作するための復調クロック118を比較回路28および計測部34に供給するとよい。

RSSI検出器24は、RF回路20から供給される受信データ114に基づいて、RSSI値、すなわち受信データ114の電波強度を検出し、アナログ・デジタル変換してこのRSSI値を示すデジタルデータ120を判定部26に供給する。

判定部26は、RSSI検出器24から供給される電波強度120に基づいて本装置10の受信動作を継続するべきか停止するべきかを判定し、受信動作の継続または停止を示す判定結果122を比較回路28に供給し、また入出力回路30を介して制御回路16に通知する。

本実施例では、判定部26は、電波強度120を解析し、たとえば、電波強度120を、あらかじめ設定した所定のしきい値と比較して、このしきい値未満である場合に、電波強度120の元となる当該無線電波が受信に値しないと判定し、すなわち当該無線電波が本装置10にて受信を所望している無線電波に該当しないと判定して、受信動作の停止を示す判定結果122を出力する。また、判定部26は、電波強度120がこのしきい値以上である場合、受信動作を継続するべきと判定して、受信動作の継続を示す判定結果122を出力する。

本実施例ではとくに、判定部26は、計測部34から計測結果132を受け取り、この計測結果132に応じて電波強度120の解析を行うものである。判定部26は、たとえば、計測結果132が受信データ安定を示す場合には、復調器22が信頼性の高い受信データを出力すると判断して電波強度120に基づいて判定結果122を得るが、計測結果132が受信データ不安定を示す場合には、電波強度120に拘らず受信動作の停止を示す判定結果122を出力する。

比較回路28は、判定部26による判定結果122および復調器22から供給される受信データ116に応じて、当該受信電波が本装置10に宛てたものか否かを判定する。本実施例の比較回路28は、判定結果122が受信動作の継続を示す場合にのみ、この判定を行うものでよい。比較回路28は、たとえば、受信データ116の一部分、たとえばネットワークアドレスなどの情報を示す部分を比較対象となるデータとして、時装置に関する情報を有する所定の比較データと比較し、一致する場合に当該受信電波が本装置10宛てであると判定することができる。比較回路28は、このような所定の比較データをあらかじめ保持しておくとよい。

また、比較回路28は、当該受信電波が本装置10宛てである場合には受信データ116に基づく受信処理データ124を出力し、それ以外の場合には受信処理データ124の出力を停止して、受信動作の停止通知126を出力して、入出力回路30を介して制御回路16に供給するとよい。

入出力回路30は、送受信器14および制御回路16間でデジタルデータを相互に伝達する機能を有するホストインタフェースでよく、本実施例では、制御回路16における入出力回路40と接続線102および104を介して接続して、デジタルデータおよび制御信号をやり取りする。

また、入出力回路30は、たとえば本装置10が受信動作を行うとき、制御回路16から接続線102を介して通知される受信命令に応じて、RF回路20、復調器22、RSSI検出器24、判定部26、比較回路28および変調器32にこの受信命令を示す制御信号128を通知し、また、比較回路28から供給される受信処理データ124を、接続線104を介して制御回路16に供給する。

他方、入出力回路30は、本装置10が送信動作を行うとき、制御回路16から接続線102を介して通知される送信命令に応じて、RF回路20および変調器32にこの送信命令を示す制御信号130を通知し、また、制御回路16から接続線102を介して送信データを受け取り、この送信データ136を変調器32に供給する。

変調器32は、制御回路16から入出力回路30を介して供給されるデジタルの送信データ136を変調処理し、本実施例ではとくにデジタル・アナログ変換し、アナログの送信データ138を生成してRF回路20に供給する。

また、計測部34は、復調器22が正確な復調データ116を出力するまでの時間、すなわち受信データ116が安定化するまでの安定時間を計測するもので、この安定時間が経過する前では受信データ不安定を示し、安定時間に達した後では受信データ安定を示す計測結果132を出力して判定部26に供給する。

計測部34は、たとえば復調器22から供給される復調クロック118に同期してカウントアップしてCarry発生するアップカウンタを有して構成されてよく、このカウンタのカウント数が所定の目標カウント値ｎ（ｎは整数）に達したときに、計測部34が安定時間に達したと判定して受信データ安定を示す計測結果132を出力する。この計測部34は、安定時間を十分に経過できるように設定された所定の目標カウント値を保持するとよい。また、計測部34は、制御回路16から受信動作の停止命令を受けると、このカウンタを初期化してカウント数を０にするとよい。

また、制御回路16は、本装置全体の動作を制御および統括する機能を有し、接続線102を介して送受信動作を示す制御信号および送信データを送受信器14に供給し、接続線104を介して送受信器14から受信動作停止通知および受信処理データを受け取る。制御回路16は、送受信器14における判定部26または比較回路28から受信動作停止通知を受け取る場合、送受信器14の全体に対して受信動作の停止を命令する制御信号102を送受信器14に供給するとよい。

また、本実施例において、制御回路16は、たとえば図１に示すように、入出力回路40、制御部42およびタイマ44を含んで構成される。

入出力回路40は、送受信器14および制御回路16間でデジタルデータを相互に伝達する機能を有するホストインタフェースでよく、本実施例では、送受信器14における入出力回路30と接続線102および104を介して接続して、デジタルデータおよび制御信号をやり取りする。

制御部42は、受信開始時間などの設定時間を示す制御信号140をタイマ44に供給して制御し、また、タイマ44から供給される設定時間満了通知142に応じて、本装置10における受信動作または送信動作を指示する制御信号144を入出力回路40を介して送受信機14に供給する。

また、制御部42は、受信動作時に、送受信器14から入出力回路40を介して受信処理データ146を受けて、本装置10を制御してこの受信処理データ146の蓄積および解析、ならびにその命令を実行する。また、制御部42は、送信動作時に、送信を所望する送信データ144を組み立てて入出力回路40を介して送受信器14に供給する。

タイマ44は、制御部42から設定時間を示す制御信号140を受けて、その設定時間をカウントし、カウント満了になったときに設定時間満了通知142を制御部42へ供給する。

次に、本実施例におけるデータ送受信装置10の受信動作の例を図４のフローチャートを参照しながら説明する。

本実施例では、まず、制御回路16において、タイマ44では、制御部42により設定された受信開始時間がカウントされ、その設定時間が満了すると、設定時間満了通知142が制御部42に通知される。

制御部42では、設定時間満了通知142に応じて、受信開始命令が発行され、この受信開始を指示する制御信号144が入出力回路40を介して送受信機14に供給される（S202）。

次に、送受信機14では、制御回路16からの受信開始指示に応じて、受信動作を指示する制御信号128が入出力回路30から各部に供給されて、本装置10による受信動作が開始する。これにより、本装置10は、無線電波を受信可能な状態となり、たとえば、所定の無線電波がアンテナ12で受信され、この無線電波による無線周波数信号がRF回路に入力する（S204）。

このとき、RF回路20において、無線周波数信号は、アナログ変換されてアナログの受信データ112および114が生成される。

この受信データ112は、復調器22に供給され、アナログ・デジタル変換などの復調処理が施されてデジタルの受信データ116が生成される。この受信データ116は、復調器22における復調クロック118とともに比較回路28に供給される。

また、受信データ114は、RSSI検出器24に供給されてこのデータ114に基づく電波強度が検出され、この電波強度アナログ・デジタル変換されてこの電波強度を示すデジタルデータ120が生成される。

ところで、復調器22における復調クロック118は、計測部34にも供給され、計測部34では、制御信号128により受信動作の開始が通知されて、復調クロック118がカウントされ、所定の目標カウント値に達したか否かが判定される（S206）。また、ステップS206における計測部34の動作例は図５に示すタイミングチャートと合わせて説明する。

計測部34では、まず受信停止を示す制御信号128が供給される間、カウント値は初期値０を示し、受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

次に、時刻T252に達すると、計測部34には、受信開始を示す制御信号128が供給され、復調器22から復調クロック118が供給されるので、カウント値はカウントアップされるが、まだ安定時間に達していないので受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

また、計測部34のカウント値が所定の目標カウント値ｎに達すると（T254）、安定時間に達したと判定して、受信データ安定を示す計測結果132が判定部26に供給されてステップS208に進む。また、計測部34では、受信停止を示す制御信号128が再度供給されると（T256）、復調クロック118が供給されず、カウント値のカウントアップを止めてカウント値を初期化し、受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

ステップS208では、受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給されるので、電波強度120が、判定部26に供給されて所定のしきい値と比較されることにより、本装置10の受信動作を継続するべきか停止するべきかが判定される。

ステップS208による判定の結果、受信動作を継続すべき場合には、ステップS210に進み、継続すべき旨の判定結果122が比較回路28に通知されて受信データの比較処理が行われる。他方、受信動作を停止すべき場合には、停止すべき旨の判定結果122が比較回路28に通知されるので、その後比較処理が行われることはなく、ステップS202に戻る。

このステップS210では、受信データ116、復調クロック118および継続すべき旨の判定結果122が比較回路28に供給されて比較処理が行われ、受信データ116における比較対象データと所定の比較データとが一致する場合、受信データ116に基づく受信処理データ124が入出力回路30を介して制御回路16に供給され、一致しない場合には受信処理データ124が出力されることはなくステップS202に戻る。

制御回路16では、この受信処理データ124を解析することにより所望のデータが受信され、ここで受信が完了したか否かが判定される（S216）。

S216の判定の結果、受信がまだ完了していない場合、ステップS214による受信データ処理を継続するが、受信完了が検出されると、ステップS218に進み、受信停止命令が発行されて接続線102を介して送受信器14へと通知される。

この受信停止命令102は、入出力回路30により制御信号128として各部に供給され、たとえば判定部26に供給されて電波強度の判定が停止し、また比較回路28に供給されて比較処理および受信処理データ124の出力が停止する。

また、本実施例のデータ送受信装置10において、送受信器14の計測部34は、たとえば図５に示すように、タイマ302、電波強度判定器304および比較器306を含んで構成されてよい。

タイマ302は、たとえば制御信号128に応じて動作し、復調クロック118に同期してカウントアップするアップカウンタでよく、カウント値352を比較器306に通知する。

電波強度判定器304は、RSSI検出回路24から供給される電波強度120に応じて安定時間を算出し、この安定時間の基づいて新たに目標カウント値354を得て比較器306に通知する。

この電波強度判定器304は、たとえば図６に示すように、電波強度120が低い値362では低い比較値366を、また電波強度120が高い値364では高い比較値368を得て、この比較値を新たな目標カウント値354としてよい。

比較器306は、カウント値352と新たな目標カウント値354とを比較して、その結果に応じて計測結果132を生成して判定部26に供給する。本実施例の比較器306は、たとえばカウント値352が新たな目標カウント値354よりも大きいときに、受信データ安定を示す計測結果132を生成してよい。また、比較器306は、カウント値352が新たな目標カウント値354を超えなくても、所定の目標カウント値ｎに達したときに受信データ安定を示す計測結果132を生成する。

次に、本実施例におけるデータ送受信装置10のこのような計測部34の動作例を図７に示すタイミングチャート参照しながら説明する。

計測部34では、まず受信停止を示す制御信号128が供給される間、タイマ302によるカウント値352は初期値０を示し、受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

次に、時刻T372に達すると、計測部34には、受信開始を示す制御信号128が供給され、復調器22から復調クロック118が供給されるので、カウント値352はカウントアップされるが、まだ安定時間に達していないので受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

また、電波強度判定器304では、電波強度120が解析されて、ｍ（ｍは整数、ｍ＜ｎ）を示す新たな目標カウント値354が算出され、比較器306に供給される。

比較器306では、カウント値352が所定の目標カウント値ｎに達する時刻T376の前に、時刻T374でｍを示す新たな目標カウント値354に達するので、ここで、安定時間に達したと判定して、受信データ安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

また、計測部34では、受信停止を示す制御信号128が再度供給されると（T376）、復調クロック118が供給されず、カウント値のカウントアップを止めてカウント値を初期化し、受信データ不安定を示す計測結果132が判定部26に供給される。

本発明によるデータ送受信装置10は、受信データの電波強度を観測する、あらゆる無線通信機器に適用することができる。

本発明に係るデータ送受信装置の一実施例を示すブロック図である。 図１に示す実施例のデータ送受信装置が適用される無線ネットワークシステムの概要図である。 図１に示す実施例のデータ送受信装置における動作手順を説明するフローチャートである。 図１に示すデータ送受信装置の計測部における動作手順を説明するタイミングチャートである。 図１に示すデータ送受信装置における計測部の例を示すブロック図である。 図５に示す計測部における電波強度判定器が生成する新たな目標カウント値の算出条件を説明するグラフである。 図５に示す計測部における動作手順を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

10 データ送受信装置
12 アンテナ
14 送受信器
16 制御回路
20 RF回路
22 復調器
24 RSSI検出器
26 判定部
28 比較回路
30、40 入出力回路
32 変調器
34 計測部
42 制御部
44 タイマ

Claims (4)

1. 所望の受信データおよび送信データを、無線電波により送受信する送受信手段と、
   前記受信データおよび前記送信データの送受信を制御し、前記受信データに基づく受信処理データに受信処理を施す制御手段とを含み、
   前記送受信手段は、前記受信データの電波強度に基づいて、受信動作を継続すべきか停止すべきかを判定し、その判定結果を出力する判定手段を含み、
   前記制御手段は、前記判定結果を入力して、該判定結果が受信動作の停止を示すとき受信動作を停止するように制御するデータ送受信装置において、
   前記送受信手段は、前記受信データが安定するまでの安定時間を計測し、該安定時間が経過すると受信データ安定を示しそれ以外は受信データ不安定を示す計測結果を出力する計測手段を含み、
   前記判定手段は、前記計測結果を入力して、該結果が受信データ不安定を示すとき、前記電波強度に拘らず受信動作の停止を示す前記判定結果を出力し、
   さらに、前記送受信手段は、受信した前記無線電波をアナログ変換し、復調処理して前記受信データを生成し、
   前記計測手段は、前記復調処理が動作するための復調クロックに応じてカウントアップするカウンタを含み、
   該カウンタは、前記安定時間を十分に経過する所定の目標カウント値をあらかじめ保持して、前記復調クロックのカウント数が前記所定の目標カウント値に達したときに受信データ安定を示す前記計測結果を出力し、前記制御手段から受信動作の停止命令を受けると前記カウント数を初期化し、
   さらに、前記計測手段は、前記電波強度に基づいて、新たな目標カウント値を算出する電波強度判定手段と、
   前記カウンタによるカウント数と新たな目標カウント値とを比較して、その比較結果に応じて前記計測結果を出力する比較手段とを含み、
   該比較手段は、前記カウント数が前記所定の目標カウント値および前記新たな目標カウント値のいずれかに達したときに受信データ安定を示す前記計測結果を出力することを特徴とするデータ送受信装置。
2. 請求項１に記載のデータ送受信装置において、前記電波強度判定手段は、前記電波強度が低い場合には低い前記新たな目標カウント値を、また前記電波強度が高い場合には高い前記新たな目標カウント値を算出することを特徴とするデータ送受信装置。
3. 所望の受信データおよび送信データを、無線電波により送受信する送受信部と、前記受信データおよび前記送信データの送受信を制御し、前記受信データに基づく受信処理データに受信処理を施す制御部とからなるデータ送受信装置の制御方法において、該方法は、
   前記送受信部にて、前記受信データの電波強度に基づいて、受信動作を継続すべきか停止すべきかを判定し、その判定結果を出力する判定工程と、
   前記制御部にて、前記判定結果を入力して、該判定結果が受信動作の停止を示すとき受信動作を停止するように制御する第１の工程と、
   前記送受信部にて、前記受信データが安定するまでの安定時間を計測し、該安定時間が経過すると受信データ安定を示しそれ以外は受信データ不安定を示す計測結果を出力する計測工程を含み、
   前記判定工程は、前記計測結果を入力して、該結果が受信データ不安定を示すとき、前記電波強度に拘らず受信動作の停止を示す前記判定結果を出力し、
   さらに該方法は、前記送受信部にて、受信した前記無線電波をアナログ変換し、復調処理して前記受信データを生成する第２の工程を含み、
   前記計測工程は、前記復調処理が動作するための復調クロックに応じてカウンタでカウントアップする第３の工程を含み、
   また、該方法は、前記安定時間を十分に経過する所定の目標カウント値を前記カウンタにあらかじめ保持していて、
   第３の工程は、前記復調クロックのカウント数が前記所定の目標カウント値に達したときに受信データ安定を示す前記計測結果を出力し、前記制御部から受信動作の停止命令を受けると前記カウント数を初期化し、
   さらに前記計測工程は、前記電波強度に基づいて、新たな目標カウント値を算出する電波強度判定工程と、
   前記カウンタによるカウント数と新たな目標カウント値とを比較して、その比較結果に応じて前記計測結果を出力する比較工程とを含み、
   該比較工程は、前記カウント数が前記所定の目標カウント値および前記新たな目標カウント値のいずれかに達したときに受信データ安定を示す前記計測結果を出力することを特徴とする制御方法。
4. 請求項３に記載の制御方法において、前記電波強度判定工程は、前記電波強度が低い場合には低い前記新たな目標カウント値を、また前記電波強度が高い場合には高い前記新たな目標カウント値を算出することを特徴とする制御方法。

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