JP5399562B2 - セルラ無線システムにおける問題発生の示唆を行う方法及び装置 - Google Patents

セルラ無線システムにおける問題発生の示唆を行う方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明はセルラ無線システムにおいて信号の送信に用いられるアンテナの問題のある配置が原因となる問題発生の示唆を行う方法及び装置に関する。
第3世代パートナーシッププロジェク(3GPP)では現在、ロングタームエボルーション(LTE)という名称が付けられた次世代の移動体通信システムの標準化の作業が進行中である。LTEシステムのアーキテクチュアが図1に示されている。図1では、発展型ノードB(eNB)とモビリティ管理エンティティ(MME)/サービングゲートウェイ(S−GW)との間の論理インタフェース(S1)と、複数のeNB間のインタフェース(X2)が示されている。
LTEでは、ダウンリンクは直交周波数分割多重(OFDM)に基づいているが、アップリンクは離散型フーリエ変換拡散OFDM(DFT−S−OFDM)として知られるシングルキャリア変調方法に基づいている(非特許文献1参照)。
無線ネットワークにおけるセルのカバレッジは、数多くのパラメータに依存している。それらの内のいくつかは、セル選択手順に関係し、通信リンク確立のための最適なセルを決定する。そのようなパラメータは、1つのセルのカバレッジが拡大されることがあり、隣接する他のセルがこれに従って小さくされることもあり得るので、相対的パラメータとして理解される。
他のパラメータは絶対的パラメータとして理解され、リンク品質にだけ、特に、少なくとも1つのセルが、所与のロケーションにおける通信に対して受容可能なリンク品質を提供することができるかどうかに関係している。
セルのカバレッジ領域を変更するための第1の手段は、サービングアンテナブランチの基準信号電力或いは方向(傾き、方位角、高さ)を変更することである。そのような動作はセルが通信に関する主要な代替物として知覚される領域を変更し、セルが主要な代替物として知覚されない領域におけるユーザに対する干渉を低減させるものとなるであろう。
アンテナの設置方向は、次の要素の1つ以上を調整することにより変更される。その要素とは、
・鉛直方向からの傾き、機械的傾き(取り付け角度の変更)或いは電気的傾き(アンテナブランチで内部的にアンテナ要素が変更されてアンテナパターンが変化する)
・水平のビーム方向(方位角)
・高さ
である。
ネットワークにおける各セルは、グローバルにユニークな識別子(GID)とローカルにユニークな物理セル識別子(PCID)により識別される。前者はユニークなビット列で、通常、システム情報がシグナリングされる長さをもち、後者はLTEでは0〜503のような、また、広帯域符号分割多重接続(WCDMA)では0〜511のような整数であり、移動体が物理レイヤにおいてセルを識別するために用いることができる物理的基準信号のシーケンスに関係している。移動局が候補セルを見出したとき、そのサービングセルに対してセルのPCIDをレポートする。
LTEでは、このPCIDはサービングセルには知られていないなら、サービングセルは移動体に要求して、それをユニークに識別するためにそのセルのグローバルにユニークなGIDを復号してレポートさせることができる。これにより、隣接セル関係リストを発展型無線基地局(eノードB)により自動的に確立することが可能になる。その隣接セル関係リストの変更はまた、隣接セルの関係を含む更新された論理的ネットワークモデルを維持するドメインマネージャと他のある中央ノードとの内の少なくともいずれかに送信される。eノードBは候補セルについてのネットワークアドレス情報を受信し、それから、2つのeノードB間で直接にX2接続をセットアップすることができる。
WCDMAでは、無線ネットワーク制御装置(RNC)は候補セルのリストを管理し、そのようなリスト−モニタセットを移動局に送信する。もし、このリストにはないPCIDが見出されたなら、移動体はそのようなセル−検出セットセルも同様にレポートする。もし、検出セットセルがRNCにおいて識別されたなら、そのようなセルへのハンドオーバも実行することが可能である。もし、検出セットセルが、例えば、動作維持管理(O&M)ノードのような中央ノードにおいて識別されないなら、おそらくハンドオーバは可能ではないが、そのセルはモニタセットに含めるために考慮できる。。
LTEとWCDMAの両方で、PCIDはグローバルにユニークではないが、注意深く割当てられ、それらは移動体がそのPCIDにより候補セルをレポートすることができることを意味するローカルにはユニークなものとでき、PCIDがサービングセルの隣接セル関係リストにリストされているなら、おそらく、そのセルを決定することができ、このセルへのハンドオーバを開始することができるであろう。また、この場合、中央ノードは隣接セル関係を含む論理的ネットワークモデルを維持することができる。
3GPP TR 36.300、発展型全球陸上無線アクセス(E−UTRA)と発展型全球陸上無線アクセスネットワーク(E−UTRAN);概要の説明;ステージ2,V.8.2.0
アンテナ配置方向を最適化することと、他のセルサイズを最適化することは、カバレッジは注意深く調査される必要があるために、情報が多く必要とする仕事である。1つのオプションは、セル計画ツールから情報を取得し、その経路損失の予測が正確であると信用することである。別のオプションは、広大な駆動テストから情報を取得することである。しかしながら、このことは非常に膨大な労力を要する仕事であり、アンテナの再配置の必要を決定するために非常に非効率的である。
それ故に、より効率的なセルサイズの最適化、例えば、アンテナの再配置の手順を可能する方法や装置の必要がある。
本発明は、例えば、アンテナの再配置によって、改良された方法や装置がセルサイズの最適化を行うことを可能にすることを目的としている。
また、本発明は、セルラ無線システムの構成においてエラー検出を容易にする方法や装置を提供することを別の目的としている。
これらの目的の少なくとも1つは、添付の請求の範囲により説明される方法及び装置によって達成される。従って、問題発生を示唆するデータを生成する方法及び装置において、通常は自動的に入力されるセル関係がサイトのロケーション情報と比較される。加えて、移動体による測定がその比較において用いられる。その比較により隣接セルとして付加されたセルが1つ以上の閾値によって定義されたようには互いに近接していないことが示唆された場合には、問題発生の可能性の示唆がトリガされる。
1実施例に従えば、セルラ無線システムにおける問題発生の示唆を生成する方法が備えられる。装置は、隣接セル関係の入力と、サイトのロケーション情報を受信する。その受信情報は比較され、その比較が、入力された隣接セルのセルが、少なくとも1つの閾値によって定義されたようには互いに近接していないことを示すなら、問題発生の示唆が生成される。
1実施例に従えば、不適切な隣接セル関係の統計情報を収集編集するために不適切な隣接セル関係についての情報が寄せ集められ、その不適切な隣接セル関係の統計情報に基づいて、前記問題発生の示唆が生成される。
1実施例に従えば、問題発生の可能性を識別した時には、付加的な情報が用いられる。例えば、移動局によりアシストされる更なる測定が用いられる。問題発生の可能性を認識した時には、例えば、セルの関係を識別した移動体のロケーション、ハンドオーバの統計情報、信号強度測定などが付加的に、或いは代替的に用いられる。
1実施例に従えば、2つのセルのサイトのロケーションの距離が閾値を越えたときに、問題発生の示唆が生成される。
1実施例に従えば、生成された問題発生の示唆はフィルタされる。特に、その問題発生の示唆の数は累積され、その累積された問題発生の数が所定の閾値を越えたときに、問題発生の示唆は出力される。
生成された問題発生の示唆は、セルラ無線システムにおけるセルサイズの最適化やトラブルシューティングのためにうまく用いられる。それ故に、その示唆が、セルサイズの調整のために候補セルを識別するために用いられる。そのセルサイズはそれから、アンテナの再配置、電力調整、或いは他の適切な測定により修正される。
本発明はまた上述に従う方法を実施するために適合された装置にまで及ぶものである。本発明はLTEシステムのANRアルゴリズムにより入力データが既に収集されるので、LTEシステムでは都合よく展開される。
次に、添付図面を参照して非限定的な例により本発明についてより詳細に説明する。
セルラ無線システムの概要を示す図である。 セルラ無線システムにおいて発生する可能性のある問題を識別する装置を含むシステムを示す図である。 セルラ無線システムにおいて発生する可能性のある問題の示唆を生成する際に実行される手順を示す工程を図示したフローチャートである。 セルラ無線システムにおいて発生する可能性のある問題を識別する装置を示す図である。。
以下の説明では、LTE環境で用いられる用語を用いている。しかしながら、本発明はLTEシステムにおける使用に限定されるものではない。それ故に、本発明は如何なるタイプのセルラ無線システムでも利用可能である。
図2では、セルラ無線ネットワークにおける問題発生の可能性を示唆するノード100における装置101の概要が図示されている。装置101はセル関係の入力を生成する数多くのモジュール103に接続されている。図2では、代表的なアーキテクチュアが図示されており、自動隣接セルリスト手順(ANR)が自動的に、セルラ無線システムのネットワークモデルを更新する。ANRは、例えば、LTEシステムの複数のANRである。ネットワークモデルの情報はノード100のモジュール105に格納される。さらにその上、サイトロケーションやセル構成などのようなサイトロケーション情報もモジュール105に格納される。おそらくは長い時間にわたって収集される統計上の付加的な移動体アシスト測定も、モジュール105に格納される。
モジュール105からの情報はインジケータ101にフィードされる。インジケータ101は、サイトロケーションデータとの比較が、隣接セルとして付加された複数のセルが互いに対して、1つ以上の閾値によって定義されたようには近接していないことを示唆する場合には、問題発生の可能性の示唆を生成するよう適合されている。
その示唆に基づいて、セルラネットワークの運用者は進んで適切な対策を講じることができる。例えば、その運用者は、再配置の必要性の深刻さを最もうまく記述するために、おそらくは単なる指示よりもARIからのより豊富なフィードバックに基づいて、何らかの手順やメカニズムを用いて再配置の最適化を行うことに進むことができる。
図3では、セルラ無線ネットワークにおいて問題発生の可能性の示唆を生成するときに実行されるある手順のステップを図示したフローチャートが描かれている。まず、ステップ301では、隣接セル関係の入力が受信されて、モジュール105に格納される。次に、ステップ303では、サイトロケーション情報が受信されてモジュール105に格納される。1実施例に従えば、受信した移動体による測定も格納されて、サイトロケーション情報として用いられる。次に、受信隣接セル関係の入力がステップ305において受信したサイトロケーション情報と比較される。その上で、ステップ307では、その比較が、入力された隣接セルのセルが互いに対して、少なくとも1つの閾値により定義されたようには近接していないことを示唆するなら、問題発生の示唆が生成される。
1実施例に従えば、ドメインマネージャは、隣接セル関係を含む更新された論理的ネットワークモデルを維持する。他の実施例では、隣接セル関係の情報を含む更新された論理的ネットワークモデルは、異なる中央ノード或いはeノードBにおいて維持される。さらに、そのノード、例えば、ドメインマネージャ、他の中央ノード、或いは、eノードBなどは、サイトとセル構成についての情報や移動体アシストの測定による統計情報を収集するように構成されている。
以下に、情報収集のいくつかの詳細な例について説明する。セルラ無線ネットワークにおける問題発生の可能性の示唆を生成する装置101は、サービングセルと隣接セルとの間のセル関係の不適切性を判断し、対応する出力信号を出力する。また、装置101は問題インジケータとしても示されている。この判断は、その装置内において異なる手順からに由来する。
問題インジケータは、全ての手順から不適切性情報を収集する中央プロセッサを有し、適切なフィルタリングを適用し、例えば、アンテナ再配置の示唆や示唆されたセルに関するセル領域を制御するパラメータの変更などの示唆をトリガする。異なる手順は、以下のことに基づいている。
サイト間距離、即ち、複数の隣接セルとサービングセルとの間の距離と、
検出距離、即ち、検出を行う移動体とセル関係がある2つのサイトとの間の距離と、
ハンドオーバ距離、即ち、検出距離と同じであるが、検出された移動体のみならずハンドオーバを実行する移動体から収集される距離と、
検出受信信号強度及び品質、即ち、検出を行う移動体により知覚される無線条件と、
ハンドオーバ受信信号強度及び品質、即ち、ハンドオーバを実行する移動体により知覚される無線条件と、
ハンドオーバ成功情報、即ち、ハンドオーバが失敗したかどうかと、
上記のいずれかの組み合わせと
である。
その手順はまた、
地域の平均的サイト間距離(例えば、全ての隣接セルにおける平均隣接距離)と比較されるサイト間距離と、
隣接セルの全ての数と、
地域の平均(例えば、全ての隣接セルにおける隣接セルの数)と比較した隣接セルの数と、
幾何学的形状と、
sとpcとを結ぶラインからの距離δ内の隣接セルの数(或いは、全ての隣接セルi≠pとsについての全てのδi 2の合計)
とを考慮することができる。
図4は、不適切性のイベントを判断する複数のモジュール120と、そのイベントを寄せ集めてフィルタリングするプロセッサ130とを有するセルラ無線ネットワークにおいて問題発生の示唆を生成し、必要であるときにはその示唆のトリガをかける装置101のより詳細な例示である。その示唆のトリガをかけることは、例えば、アンテナの再配置の示唆を示すために用いられる。この示唆は、複数の異なる手順120へと分割される。その手順各々は、不適切性について隣接セルの関係を分析し、不適切性のある事象をプロセッサに送信し、そのプロセッサはその事象を寄せ集めてフィルタリングし、示唆のトリガをかける。
サイト間距離
1実施例に従えば、装置101はサイトのロケーションについての情報を収集する。サービングセルと候補セルとの間の最近に付加された隣接セル関係の全て、例えば、第1のセルと第2のセルとの間の距離が、サイトロケーションだけに基づいて、不適切検査のために検査され、そこからサイト間距離Dsc、即ち、
sc=|ps−pc
が決定される。
ここで、Dsc=|ps−pc|は、サイト間のユークリッド距離である。例えば、2次元位置ps=(xs,ys)とpc=(xc,yc)に関し、その距離は、
sc=√{(xs−xc2+(ys−yc2
のように計算される。
隣接セル関係は、もし、サイト間距離が所定の閾値Tsiteを越える、即ち、
sc=|ps−pc|>Tsite
であるなら、不適切であると判断される。
他の実施例では、閾値Tsiteが、サービングセルと候補セルとに関して全ての存在する隣接セル関係のサイト間距離、例えば、その領域における平均値の関数として計算される。
検出距離
他の実施例では、候補セルをレポートする1つ以上の移動局はまた、そのロケーションpmをレポートするように要求されるか、或いは、その代わりに、レポートを行う1つ以上の移動局のロケーションがネットワークにより決定される。これが、サービングセルと候補セルとへの移動体からサイトへの相対距離Dms、Dmc、即ち、
ms=|pm−ps|、
mc=|pm−pc
を夫々決定するのに用いられる。
また、サービングセルと候補セルに関する移動体からサイトへの相対距離を結合する検出距離パラメータ、
msc = f(Dms,Dmc
が計算される。
検出距離パラメータの一例は、全検出距離
msc,tot = Dms + Dmc
である。
隣接セル関係は、もし、検出距離パラメータが所定の閾値Tdetdistを越える、即ち、
msc,tot = Dms + Dmc > Tdetdist
であるなら、不適切であると判断される。
1実施例では、閾値Tdetdistが、サービングセルと候補セルとに関して全ての存在する隣接セル関係の検出距離パラメータ、例えば、平均値の関数として計算される。
ハンドオーバ距離
1実施例では、検出距離パラメータが、各ハンドオーバイベント、或いは、全てのハンドオーバイベントのサブセットに対して計算され、セル固有のハンドオーバ距離パラメータの統計情報が確立される。x番目の百分率、平均などの統計的な指標がその統計情報に適用され、もしハンドオーバ距離パラメータの統計的指標が所定の閾値THOdistを越えているなら、隣接セル関係は不適切であると判断される。
1実施例では、閾値THOdistは、サービングセルと候補セルとに関して全ての存在する隣接セル関係のハンドオーバ距離パラメータの統計情報、例えば、平均値の関数として計算される。
この統計情報はまた、検出距離閾値Tdetdistの適切な値を、例えば、ハンドオーバ距離パラメータの百分率として計算するために用いられる。
検出受信信号強度及び品質
1実施例では、提案された隣接セル関係を検出する1つ以上の基地局はまた、少なくともサービングセルと候補セル、おそらくは他のセルにも関係した、基準信号の受信電力(RSRP)と基準信号の受信品質との内の少なくともいずれかについてレポートする。
レポートされたセルの内の少なくとも2つのセルが所定の閾値Tmeansよりも大きなRSRPをもっているなら、その隣接セル関係は不適切であると判断される。この状況は、サービスを提供できる2つ以上の代替セルがあることを意味している。
1実施例では、xが正の整数であるとしたとき、レポートされたセルの内のx番目に良いセルが所定の閾値Tmeansよりも大きなRSRPをもっているなら、その隣接セル関係は不適切であると判断される。しばしば、この問題は、“パイロット汚染(pilot pollution)”といわれる。
1実施例では、閾値Tmeansは、既に隣接セル関係リストにリストされた候補セルをレポートするサービスを受けている複数の移動局からレポートされたRSRPに基づいて計算される。
ハンドオーバ受信信号強度及び品質
1実施例では、ハンドオーバを実行する1つ以上の基地局は、少なくともサービングセルと候補セル、おそらくは他のセルにも関係した、基準信号の受信電力(RSRP)と基準信号の受信品質との内の少なくともいずれかについてレポートする。
隣接セル関係は、複数のハンドオーバの内の、例えば、y%のような、少なくともあるパーセンテージが、レポートされたセルの内の2つが所定の閾値Tmeansよりも大きなRSRPをもっているなら、不適切であると判断される。この状況は、ハンドオーバ領域の大部分においてサービスを提供できる2つ以上の代替セルがあることを意味している。
ハンドオーバ成功情報
1実施例では、隣接セル関係は、ハンドオーバ成功率が所定の閾値THOsuccess未満、即ち、
HOsuccess < THOsuccess
であるなら、不適切であると判断される。
不適切な隣接セル関係を判断するための組み合わせ
他の実施例に従えば、上記リストした2つ以上の組み合わせが、隣接セル関係が不適切であるかどうかを判断するのに用いられても良い。
例えば、1実施例では、もしサイト間距離が閾値Tsiteを越えており、RSRPの点から見て3番目に良いとレポートされたセルがTmeansよりも大きなRSRPをもっているなら、その隣接セル関係は不適切であると判断される。
別の実施例では、もし検出距離パラメータが閾値Tdetdistを越えており、RSRPの点から見て3番目に良いとレポートされたセルがTmeansよりも大きなRSRPをもっているなら、その隣接セル関係は不適切であると考えられる。
さらに別の実施例では、もしサイト間距離が閾値Tsiteを越えており、検出距離パラメータが閾値Tdetdistを越えているなら、その隣接セル関係は不適切であると判断される。
関係づけ、フィルタリング、示唆のトリガ
上記の不適切性があることの結果として、提案された隣接セル関係当り、イベントが生成されるであろう。レポートされるイベントは以下のことに従う。
隣接セル関係における複数のセルの1つ或いは両方に対する関係づけ
1実施例では、両方のセルが不適切性のイベントをカウントする。代替実施例では、その関係づけは、隣接セル関係においてどのセルがサービングセルであったのか、セル毎のレポートされたRSRP、相対サイト間距離、セルのトラフィック負荷、リモート的に調整されるアンテナによりサービスを受けるのはどのセルかなどに基づいている。
不適切性イベントのフィルタリング
フィルタリングは、例えば、イベントのカウント値が規則正しく減少し、しかし、ゼロ未満には決してならないリーキーバケットフィルタ(leaky bucket filter)によって実行される。
示唆のトリガ
アンテナ再配置の示唆のような示唆は、おそらくはフィルタされた不適切性イベントのカウンタが所定の閾値を越えた時にトリガされる。
示唆のメカニズムの出力は、例えば、アンテナ再配置作業のようなセルサイズ変更やセルにおける電力出力のような他のパラメータの変更に関しての提案作業のリストのようなものであっても良い。
LTEが主要な例として用いられたとしても、そのメカニズムは、WCDMAを含む他の無線アクセス技術に対しても同様に適用可能である。
また、おそらくは関係づけ、寄せ集め、及びフィルタリングの後に、不適切なものとして判断された隣接セル関係は、例えば、アンテナの再配置が完了するのを待ち合わせている間は、その隣接セル関係をブラックリストに載せることにより、ドメインマネージャにおいて考慮される。また、不適切なものとして判断された隣接セル関係を、その隣接セル関係が多くのエンドユーザにとっては良く作用するいくつかのロケーションが依然として存在するので、隣接セルとして保持しておくことも可能である。とは言っても、アンテナ再配置の示唆は、運用者が調査することを望むかもしれないRFの潜在的な問題を表わしている。
ここで説明した問題インジケータの使用は多くの労力を要する仕事を容易にする。例えば、問題インジケータが、駆動テスト資源のより効率的な使用を可能にするアンテナの自動再配置の指示に対する入力データとして用いられる。なぜなら、一度指示されたなら、識別されたやっかいな状況や地域を解決するための努力がはらわれる一方、適切に計画された領域について労力を払うことは回避されるからである。

Claims (12)

  1. セルラ無線システムにおける問題発生の示唆を生成する方法であって、前記方法は、
    隣接セル関係を受信する工程と、
    サイトのロケーション情報を受信する工程と、
    前記受信した隣接セル関係と前記受信したサイトのロケーションの情報とからサービングセルと隣接セルとの間の距離の値を決定する工程と、
    前記距離の値が閾値を超えているなら、アンテナの不適切な配置が原因となって生じる問題発生の示唆を生成する工程と
    前記生成された問題発生の示唆をフィルタする工程とを有することを特徴とする方法。
  2. 前記サイトのロケーション情報は、サイトのロケーションのシステム情報と、前記隣接セル関係を識別する1つ以上の移動局からの情報と、前記隣接セル関係の入力の複数のセルの間のハンドオーバを実行する1つ以上の移動局からの情報との内の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 不適切な隣接セル関係の統計情報を収集編集するために不適切な隣接セル関係についての情報を寄せ集め、前記不適切な隣接セル関係の統計情報に基づいて、前記問題発生の示唆を生成する工程とをさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記フィルタする工程は、
    問題発生の示唆の数を累積する工程と、
    前記累積された問題発生の数が所定の閾値を越えたときに、問題発生の示唆を出力する工程とを有することを特徴とする請求項に記載の方法。
  5. 前記セルラ無線システムのセルサイズを調整するための入力として前記問題発生の示唆を用いる工程をさらに有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記問題発生の示唆は、前記セルラ無線システムにおける基地局のアンテナを再配置するために用いられることを特徴とする請求項に記載の方法。
  7. セルラ無線システムにおける問題発生の示唆を生成する装置(101)であって、前記装置は、
    隣接セル関係を受信する手段(120)と、
    サイトのロケーション情報を受信する手段(120)と、
    前記受信した隣接セル関係と前記受信したサイトのロケーションの情報とからサービングセルと隣接セルとの間の距離の値を決定する手段(120,130)と、
    前記距離の値が閾値を超えているなら、アンテナの不適切な配置が原因となって生じる問題発生の示唆を生成する手段(130)と
    前記生成された問題発生の示唆をフィルタする手段(130)とを有することを特徴とする装置。
  8. 前記サイトのロケーション情報は、サイトのロケーションのシステム情報と、前記隣接セル関係を識別する1つ以上の移動局からの情報と、前記隣接セル関係の入力の複数のセルの間のハンドオーバを実行する1つ以上の移動局からの情報との内の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項に記載の装置。
  9. 不適切な隣接セル関係の統計情報を収集編集するために不適切な隣接セル関係についての情報を寄せ集める手段(130)と、
    前記不適切な隣接セル関係の統計情報に基づいて、前記問題発生の示唆を生成する手段(130)とをさらに有することを特徴とする請求項7又は8に記載の装置。
  10. 問題発生の示唆の数を累積し、前記累積された問題発生の数が所定の閾値を越えたときに、問題発生の示唆を出力するよう適合された手段(130)をさらに有することを特徴とする請求項に記載の装置。
  11. 前記セルラ無線システムのセルサイズを調整するための入力として、請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法に従って生成された問題発生の示唆を用いるように適合されたことを特徴とするセルラ無線システムのセルサイズを調整する装置。
  12. 前記装置は、前記セルラ無線システムにおける基地局のアンテナを再配置するための装置であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
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