JP5600089B2 - Power control system, radio system management apparatus, and power control method - Google Patents
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Description
本発明は、電力制御システム、無線方式管理装置、及び電力制御方法に関する。 The present invention relates to a power control system, a radio system management apparatus, and a power control method.
周波数利用効率を向上する方法の一つに複数の無線通信システムによる周波数共用があり、モニタ局などを利用して互いに干渉しないように、送信電力を制御する方法などが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 One method of improving frequency utilization efficiency is frequency sharing by a plurality of wireless communication systems, and a method of controlling transmission power so as not to interfere with each other using a monitor station or the like has been proposed (for example, Non-patent document 1).
図2は、従来の周波数共用における送信電力制御の構成を示した図である。複数の無線通信システムによる周波数共用を行う場合、優先度の低い2次利用者は、優先度の高い1次利用者に対して干渉を与えないように送信電力を制御しながら同じ周波数で通信を行う。同図において、1次利用者である基地局91及び2次利用者である基地局93の周囲に配置された複数のモニタ局95−1〜95−nは、基地局91(1次利用者)の送信信号を受信し、受信電力値を基地局93(2次利用者)に送信する。このとき、基地局93の通信エリア内にあるモニタ局95−1、95−2、95−nは直接基地局93(2次利用者)に受信電力値を送信する。一方、基地局93の通信エリア外のモニタ局95−3、95−n−1は、マルチホップ通信を利用し、それぞれモニタ局95−2、95−nを介して基地局93に受信電力値を送信する。基地局93は、最小受信電力のモニタ局95−i(iは1からnのいずれか)における当該基地局93からの無線信号の受信レベルが許容干渉レベル以下となるように送信電力を制御して端末局94(2次利用者)と通信を行う。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of conventional transmission power control in frequency sharing. When frequency sharing is performed by a plurality of wireless communication systems, a secondary user with a low priority communicates at the same frequency while controlling transmission power so as not to interfere with a primary user with a high priority. Do. In the figure, a plurality of monitor stations 95-1 to 95-n arranged around a
しかし、図3に示すように、2つの無線通信システム間の干渉は、基地局と端末局の位置関係によって与干渉局と被干渉局が異なる。同図では、基地局91(1次利用者)と端末局92(1次利用者)とが通信し、基地局93(2次利用者)と端末局94(2次利用者)とが通信している。図3(a)では、基地局91が与干渉局、基地局93が被干渉局である。図3(b)では、端末局92が与干渉局、端末局94が被干渉局である。図3(c)では、端末局92が与干渉局、基地局93が被干渉局である。
However, as shown in FIG. 3, the interference between the two wireless communication systems differs between the interfering station and the interfered station depending on the positional relationship between the base station and the terminal station. In the figure, a base station 91 (primary user) and a terminal station 92 (primary user) communicate with each other, and a base station 93 (secondary user) and a terminal station 94 (secondary user) communicate with each other. doing. In FIG. 3A, the
このため、1次利用者および2次利用者の基地局や端末局の位置関係、伝搬損失および周波数共用を行なう時間などを把握して、基地局と端末局のどちらが与干渉源および被干渉源になるのかを特定しないと送信電力制御による干渉回避が困難になる。
また、図2では1次利用者の端末局の受信電力を推定せずに送信電力制御を行うため、許容干渉レベルが最小受信電力を基準に決定されている。よって、1次利用者の受信局の受信電力が最小受信電力よりも大きい場合でも、2次利用者に対して許容される送信電力が過小に設定されてしまい、2次利用者のサービス範囲が狭くなってしまうという問題が生じる。
Therefore, it is possible to grasp the positional relationship between the base station and the terminal station of the primary user and the secondary user, the propagation loss, the time for performing the frequency sharing, and the like. If it is not specified whether interference is to occur, it is difficult to avoid interference by transmission power control.
In FIG. 2, since transmission power control is performed without estimating the reception power of the primary user's terminal station, the allowable interference level is determined based on the minimum reception power. Therefore, even when the reception power of the receiving station of the primary user is larger than the minimum reception power, the transmission power allowed for the secondary user is set too low, and the service range of the secondary user is reduced. The problem of becoming narrow arises.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数の無線通信システムにおいて周波数を共用する場合に、優先度の高い無線通信システムへの干渉を抑えながら、優先度の低い無線通信システムに属する無線局の通信可能範囲を拡大することができる電力制御システム、無線方式管理装置、及び電力制御方法を提供する。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in the case where a frequency is shared in a plurality of wireless communication systems, wireless communication with a low priority is suppressed while suppressing interference with a wireless communication system with a high priority. Provided are a power control system, a radio system management apparatus, and a power control method capable of expanding a communicable range of a radio station belonging to a communication system.
上述した課題を解決するために、本発明は、第1の無線局および第2の無線局を含んで構成される高優先度の無線通信システムと、第3の無線局を含んで構成される低優先度の無線通信システムと、無線方式管理装置とを有する電力制御システムであって、前記無線方式管理装置は、前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信部と、前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出部と、前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御部と、を備える、ことを特徴とする電力制御システムである。 In order to solve the above-described problem, the present invention includes a high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, and a third wireless station. A power control system having a low-priority wireless communication system and a wireless system management device, wherein the wireless system management device acquires transmission power values of the first wireless station and the second wireless station And a power value receiving unit that receives a transmission power value from the third wireless station, a received power value from the first wireless station, and a received power value from the second wireless station, and the third wireless station. By adding the received power value from the first wireless station in the third wireless station to the difference between the transmitted power value of the wireless station and the transmitted power value of the first wireless station, the third wireless station Calculating a first interference power value from a radio station to the first radio station To, to the difference between the transmission power value of the second radio station and the transmission power value of said third radio station, adding the received power value from the second radio station in the third radio station When the interference amount calculation unit calculates the second interference power value from the third wireless station to the second wireless station, and the first interference power value is larger than the second interference power value The transmission power at the third wireless station is determined from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value at the first wireless station from the first wireless station at the third wireless station. When the second interference power value is controlled to be smaller than a value obtained by subtracting the reception power value, and the second interference power value is larger than the first interference power value, the transmission power in the third radio station is set to the maximum allowable interference. From the sum of the amount and the transmission power value at the second radio station, And a control unit for controlling so as to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the second radio station in the third radio station, a power control system, characterized in that.
また、本発明は、上述する電力制御システムであって、前記制御部は、前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力値が、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように、前記第1の無線局と同期して無線信号を送信するよう制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力が、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように、前記第2の無線局と同期して無線信号を送信するよう制御する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described power control system, wherein the control unit transmits a transmission power value in the third radio station when the first interference power value is larger than the second interference power value. Is smaller than the value obtained by subtracting the received power value from the second radio station in the third radio station from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the second radio station. as described above, the first in synchronism with the radio station to control to transmit a radio signal, when the second interference power value is greater than the first interference power value is transmitted in the third radio station The power is smaller than a value obtained by subtracting the reception power value from the first radio station in the third radio station from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the first radio station. made way, no synchronization with the second radio station It controls to transmit a signal, characterized in that.
また、本発明は、上述する電力制御システムであって、前記制御部は、前記第1の無線局と前記第2の無線局の間に設置されたモニタ局の受信電力値に基づいて、前記最大許容干渉量を算出する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the power control system described above, wherein the control unit is based on a received power value of a monitor station installed between the first radio station and the second radio station. The maximum allowable interference amount is calculated.
また、本発明は、第1の無線局および第2の無線局を含んで構成される高優先度の無線通信システムと、第3の無線局を含んで構成される低優先度の無線通信システムと、無線方式管理装置とを有する電力制御システムの前記無線方式管理装置であって、前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信部と、前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出部と、前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御部と、を備えることを特徴とする無線方式管理装置である。 In addition, the present invention provides a high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, and a low-priority wireless communication system including a third wireless station. And a radio system management apparatus having a radio system management apparatus for acquiring transmission power values of the first radio station and the second radio station, and the third radio station A transmission power value, a power value receiving unit that receives a reception power value from the first radio station and a reception power value from the second radio station, a transmission power value of the third radio station, and the By adding the received power value from the first wireless station in the third wireless station to the difference from the transmission power value of the first wireless station, the third wireless station transmits the first wireless signal. Calculating a first interference power value to the station and transmitting the third radio station The difference between the transmission power value of the power value and the second radio station, by adding the received power value from the second radio station in the third radio station, said from the third radio station An interference amount calculation unit for calculating a second interference power value for the second radio station; and, if the first interference power value is larger than the second interference power value, transmission in the third radio station The power is smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the first radio station in the third radio station from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the first radio station. If the second interference power value is greater than the first interference power value, the transmission power at the third radio station is set to the maximum allowable interference amount and the transmission at the second radio station. From the value obtained by adding the power value, the third wireless station A control unit for controlling so as to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the second radio station is a radio system management apparatus comprising: a.
また、本発明は、第1の無線局および第2の無線局を含んで構成される高優先度の無線通信システムと、第3の無線局を含んで構成される低優先度の無線通信システムと、無線方式管理装置とを有する電力制御システムが実行する電力制御方法であって、前記無線方式管理装置が、前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信ステップと、前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出ステップと、前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御ステップと、を有することを特徴とする電力制御方法である。
In addition, the present invention provides a high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, and a low-priority wireless communication system including a third wireless station. And a power control system executed by a power control system having a wireless system management device, wherein the wireless system management device acquires transmission power values of the first wireless station and the second wireless station. A power value receiving step of receiving a transmission power value from the third radio station, a received power value from the first radio station, and a received power value from the second radio station; and the third radio By adding the reception power value from the first radio station in the third radio station to the difference between the transmission power value of the station and the transmission power value of the first radio station, the third radio Calculating a first interference power value from a station to the first radio station Both the difference between the transmission power value of the second radio station and the transmission power value of said third radio station, adding the received power value from the second radio station in the third radio station By the interference amount calculating step for calculating the second interference power value from the third wireless station to the second wireless station, and when the first interference power value is larger than the second interference power value The transmission power at the third wireless station is determined from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value at the first wireless station from the first wireless station at the third wireless station. When the second interference power value is controlled to be smaller than a value obtained by subtracting the reception power value, and the second interference power value is larger than the first interference power value, the transmission power in the third radio station is set to the maximum allowable interference. The amount and the transmission power value in the second radio station From a power control method characterized by and a control step of controlling so as to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the second radio station in the third radio station.
本発明によれば、複数の無線通信システムにおいて周波数を共用する場合に、優先度の高い無線通信システムへの干渉を抑えながら、優先度の低い無線通信システムに属する無線局の通信可能範囲を拡大することができる。 According to the present invention, when a frequency is shared in a plurality of wireless communication systems, the communication range of wireless stations belonging to a wireless communication system with low priority is expanded while suppressing interference with the wireless communication system with high priority. can do.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態による電力制御システムの構成図である。同図に示す電力制御システムでは、二つの無線通信システムが同一周波数帯を用いて通信しており、一方が1次利用者(高優先度)の無線通信システムであり、他方が2次利用者(低優先度)の無線通信システムである。1次利用者の無線通信システムでは、基地局1(1次利用者)と端末局2(1次利用者)の2つの無線局が通信し、2次利用者の無線通信システムでは、基地局3(2次利用者)と端末局4(2次利用者)の2つの無線局が通信している。1次利用者は周波数利用の優先度が高いため、2次利用者の無線信号が1次利用者の干渉とならないように送信電力を制限する必要がある。 FIG. 1 is a configuration diagram of a power control system according to an embodiment of the present invention. In the power control system shown in the figure, two wireless communication systems communicate using the same frequency band, one is a primary user (high priority) wireless communication system, and the other is a secondary user. It is a (low priority) wireless communication system. In a primary user's radio communication system, two radio stations, a base station 1 (primary user) and a terminal station 2 (primary user) communicate, and in a secondary user's radio communication system, a base station Two wireless stations 3 (secondary user) and terminal station 4 (secondary user) communicate with each other. Since the primary user has a high priority for using the frequency, it is necessary to limit the transmission power so that the radio signal of the secondary user does not interfere with the primary user.
データベース9には、1次利用者の無線通信システムの最大許容干渉量、最小受信電力、干渉マージン、接続方式、送信タイミング、多重方式などの無線諸元が登録されている。さらに、データベース9には、基地局1、端末局2、及びモニタ局5−1〜5−n(以下、総称して「モニタ局5」とも記載する。)の各局の位置情報が登録されている。
In the
モニタ局5−1〜5−nは、基地局1と端末局2の2ヶ所を結ぶ直線の周辺に設置され、それぞれ、信号処理装置6と光ファイバ11−1〜11−nにより接続されている。モニタ局5は、基地局1からの受信電力値、ならびに端末局2からの受信電力値を測定し、信号処理装置6を介して無線方式管理装置7に通知する。
The monitor stations 5-1 to 5-n are installed around a straight line connecting the two locations of the
信号処理装置6は、基地局3と光ファイバ10で接続されており、モニタ局5−1〜5−nと光ファイバ11−1〜11−nにより接続されている。信号処理装置6は、無線方式管理装置7と基地局3やモニタ局5との間のデータを中継する。
The signal processing device 6 is connected to the base station 3 via an
無線方式管理装置7は、インターネットなどを利用したコアネットワーク8を介してデータベース9と接続されている。無線方式管理装置7は電力値受信部71、干渉量算出部72、及び制御部73を備える。電力値受信部71は、基地局1及び端末局2の送信電力値を受信するとともに、基地局3から送信電力値と、基地局1及び端末局2のそれぞれから受信する無線信号の受信電力値とを受信する。また、電力値受信部71は、モニタ局5における基地局1からの受信電力値、ならびに端末局2からの受信電力値を受信する。干渉量算出部72は、電力値受信部71が受信した送信電力値及び受信電力値に基づいて干渉量を算出する。制御部73は、干渉量算出部72が算出した干渉量や、データベース9から読み出した各無線局の位置情報に基づいて、基地局3の送信電力を制御する。
The wireless management device 7 is connected to a
なお、基地局1、端末局2、及び複数の各モニタ局5の各局は、各局それぞれが内部に備えるGPS(Global positioning system)などにより位置情報を検出する。各局が検出した位置情報は、データベース9に登録される。例えば、基地局1及び基地局3は、直接、あるいは、他の装置を介してデータベース9に接続され、基地局1は、自局の位置情報及び端末局2から受信した位置情報をデータベース9に登録し、基地局3は、自局の位置情報をデータベース9に登録する。
In addition, each station of the
次に、電力制御システムの動作について説明する。
無線方式管理装置7の電力値受信部71は、データベース9から基地局1と端末局2の送信タイミングを取得し、信号処理装置6を介して基地局3に通知する。
Next, the operation of the power control system will be described.
The power
基地局3は、基地局1の送信タイミングにおいて無線信号の電力を測定することにより、自局における基地局1からの送信に対する受信電力Prb2−b1(受信電力値)を測定する。同様に、基地局3は、端末局2の送信タイミングにおいて無線信号の電力を測定することにより、自局における端末局2からの送信に対する受信電力Prb2−s1(受信電力値)を測定する。基地局3は、自局の送信電力Ptb2(送信電力値)と、測定した受信電力Prb2−b1、Prb2−s1を信号処理装置6を介してリアルタイムに無線方式管理装置7へ通知する。無線方式管理装置7の電力値受信部71は、通知された受信電力Prb2−b1、Prb2−s1を受信する。
The base station 3 measures the reception power Prb2-b1 (reception power value) for the transmission from the
また、基地局1は自局の送信電力Ptb1(送信電力値)を、端末局2は、自局の送信電力Pts1(送信電力値)を、リアルタイムに無線方式管理装置7へ通知する。例えば、基地局1は、信号処理装置6を介してあるいは無線方式管理装置7に直接接続され、基地局1は、自局の送信電力Ptb1及び端末局2から受信した送信電力Pts1を無線方式管理装置7に通知する。無線方式管理装置7の電力値受信部71は、通知された送信電力Ptb1及び送信電力Pts1を受信する。
Further, the
無線方式管理装置7の干渉量算出部72は、電力値受信部71が基地局1の送信タイミングで取得した、基地局3における基地局1からの送信に対する受信電力Prb2−b1、基地局3の送信電力Ptb2、及び基地局1の送信電力Ptb1を用いて、以下の式(1)により基地局3から基地局1への与干渉量Ib2−b1を算出する。
The interference
(Ib2−b1)=(Ptb2)−(Ptb1)+(Prb2−b1) …(1) (Ib2-b1) = (Ptb2)-(Ptb1) + (Prb2-b1) (1)
同様に、無線方式管理装置7の干渉量算出部72は、電力値受信部71が端末局2の送信タイミングで取得した、基地局3における端末局2からの送信に対する受信電力Prb2−s1、基地局3の送信電力Ptb2、及び端末局2の送信電力Pts1を用いて、以下の式(2)により基地局3から端末局2への与干渉量Ib2−s1を算出する。
Similarly, the interference
(Ib2−s1)=(Ptb2)−(Pts1)+(Prb2−s1) …(2) (Ib2-s1) = (Ptb2)-(Pts1) + (Prb2-s1) (2)
[制御方法A:全てに対して干渉を与えない場合]
無線方式管理装置7の制御部73は、1次利用者の無線通信システムに属する各局への与干渉量を比較し、最も大きな値を選択する。ここでは、端末局2への与干渉量Ib2−s1が大きいとする。無線方式管理装置7の制御部73は、1次利用者である無線通信システムの最大許容干渉量Imax1をデータベース9から読み出すと、以下の式(3)を満たすように、基地局3の送信電力を制御する。
[Control method A: When not giving interference to all]
The
(Ptb2)<(Imax1)+(Pts1)−(Prb2−s1) …(3) (Ptb2) <(Imax1) + (Pts1)-(Prb2-s1) (3)
例えば、無線方式管理装置7の制御部73は、式(3)が満たされていない場合、電力値受信部71がリアルタイム受信した送信電力Ptb2、送信電力Pts1、及び受信電力Prb2−s1が上記の式(3)を満たすまで、基地局3に送信電力を下げるように定期的に指示を出力する。基地局3は、無線方式管理装置7から指示を受ける度に、送信電力を所定電力量だけ低下させ、無線信号を端末局4に送信する。これにより、基地局3は、1次利用者の基地局1ならびに端末局2の両方に干渉を与えることなく無線信号を送信できようになる。
For example, when the formula (3) is not satisfied, the
なお、基地局1への与干渉量Ib2−b1が最も大きい場合、無線方式管理装置7は、以下の式(4)を満たすように、基地局3の送信電力を制御する。
When the amount of interference Ib2-b1 to the
(Ptb2)<(Imax1)+(Ptb1)−(Prb2−b1) …(4) (Ptb2) <(Imax1) + (Ptb1)-(Prb2-b1) (4)
例えば、無線方式管理装置7の制御部73は、式(4)が満たされていない場合、電力値受信部71がリアルタイムに受信した送信電力Ptb2、送信電力Ptb1、及び受信電力Prb2−b1が上記の式(4)を満たすまで、基地局3に送信電力を下げるように定期的に指示を出力する。基地局3は、無線方式管理装置7から指示を受ける度に、送信電力を所定電力量だけ低下させ、無線信号を端末局4に送信する。
For example, when Expression (4) is not satisfied, the
[制御方法B:送信タイミングを選択する場合]
無線方式管理装置7の制御部73は、制御方法Aと同様に、1次利用者の無線通信システムに属する各無線局への与干渉量を比較し、最も大きな値を選択する。ここでは、端末局2への与干渉量Ib2−s1が大きいとする。
このとき、端末局2における無線信号の送信に同期して、基地局3が無線信号を送信すれば、端末局2には干渉を与えない。そこで、まず、無線方式管理装置7の制御部73は、1次利用者である無線通信システムの最大許容干渉量Imax1をデータベース9から読み出す。そして、制御部73は、以下の式(5)を満たすように、端末局2における無線信号の送信に同期して基地局3が無線信号を送信する際の送信電力を制御する。
[Control method B: When selecting transmission timing]
Similarly to the control method A, the
At this time, if the base station 3 transmits a radio signal in synchronization with the transmission of the radio signal in the
(Ptb2)<(Imax1)+(Ptb1)−(Prb2−b1) …(5) (Ptb2) <(Imax1) + (Ptb1)-(Prb2-b1) (5)
例えば、無線方式管理装置7の制御部73は、式(5)が満たされていない場合、電力値受信部71が受信した送信電力Ptb2、送信電力Ptb1、及び受信電力Prb2−b1が上記の式(5)を満たすまで、基地局3に送信電力を下げるように指示する。基地局3は、無線方式管理装置7から指示を受ける度に、送信電力を所定電力量だけ低下させ、端末局2における無線信号の送信に同期して無線信号を端末局4に送信する。
For example, when Expression (5) is not satisfied, the
これにより制御方法Aと比較して、基地局3は、(Ptb1)−(Pts1)+(Prb2−s1)−(Prb2−b1)だけ大きな送信電力で通信できる。 Thereby, compared with the control method A, the base station 3 can communicate with larger transmission power by (Ptb1) − (Pts1) + (Prb2−s1) − (Prb2−b1).
なお、基地局1への与干渉量Ib2−s1が最も大きい場合、無線方式管理装置7の制御部73は、以下の式(6)を満たすように、基地局1における無線信号の送信に同期して基地局3が無線信号を送信する際の送信電力を制御する。
When the amount of interference Ib2-s1 to the
(Ptb2)<(Imax1)+(Pts1)−(Prb2−s1) …(6) (Ptb2) <(Imax1) + (Pts1)-(Prb2-s1) (6)
例えば、無線方式管理装置7の制御部73は、式(6)が満たされていない場合、電力値受信部71が受信した送信電力Ptb2、送信電力Pts1、及び受信電力Prb2−s1が上記の式(6)を満たすまで、基地局3に送信電力を下げるように指示する。基地局3は、無線方式管理装置7から指示を受ける度に、送信電力を所定電力量だけ低下させ、基地局1における無線信号の送信に同期して無線信号を端末局4に送信する。
For example, when Expression (6) is not satisfied, the
[制御方法C:モニタ局を利用して最大許容干渉量を求める]
制御方法Aおよび制御方法Bで用いた最大許容干渉量Imax1は、通常の場合、最小受信電力、干渉マージンおよび雑音マージンから算出された固定値であり、一般的に1次利用者の基地局1のサービスエリアの端における受信電力を想定して定められる。換言すると、最小受信電力での受信は、サービスエリア端に位置する場合や、遮蔽物により伝搬損失が増加する場合などに限られ、それ以外での受信電力は最小受信電力よりも大きくなると考えられる。また、受信電力の増加に伴い、最大許容干渉量も増加する。したがって、1次利用者の基地局1と端末局2との位置関係に応じて最小受信電力を定めることにより、2次利用者の基地局3の送信電力を高くすることができる。
[Control method C: Use monitor station to determine maximum allowable interference amount]
The maximum allowable interference amount Imax1 used in the control method A and the control method B is a fixed value calculated from the minimum reception power, the interference margin, and the noise margin in the normal case, and is generally a
そこで、基地局1と端末局2の2ヶ所を結ぶ直線周辺に位置するモニタ局5は、基地局1ならびに端末局2の送信に同期して受信電力を測定し、信号処理装置6を介して無線方式管理装置7に通知する。
なお、モニタ局5は、基地局1と端末局2との間で送受信される無線信号を受信し、受信した無線信号の受信状態を示す無線データを信号処理装置6に通知し、信号処理装置6が、受信した無線データから受信電力を取得して無線方式管理装置7に通知してもよい。
Therefore, the
The
無線方式管理装置7の制御部73は、データベース9から基地局1、端末局2および各モニタ局5の位置情報を取得する。
制御部73は、基地局1からの各モニタ局5の距離と、基地局1の送信タイミングにおいて得られたこれらモニタ局5における電力量との関係に基づいて、アンテナ高による補正などを含めた伝搬損失の回帰式を求める。制御部73は、この求めた回帰式と、基地局1と端末局2との距離とから、端末局2における基地局1からの受信電力を推定する。
The
The
同様に、制御部73は、端末局2からの各モニタ局5の距離と、端末局2の送信タイミングにおいて得られたこれらモニタ局5における電力量との関係に基づいて、アンテナ高による補正などを含めた伝搬損失の回帰式を求める。制御部73は、この求めた回帰式と、基地局1と端末局2との距離とから、基地局1における端末局2からの受信電力を推定する。
Similarly, the
次に、制御部73は、基地局1、端末局2のそれぞれについて推定した受信電力からそれぞれの最大許容干渉量Imax1b、Imax1sを推定する。例えば、基地局1について推定した受信電力と、基地局1から取得した雑音電力との比からSIRを求め、求めたSIRと、基地局1が使用する伝送方式(変調方式等)を想定したときに必要となる所要SIRとの差から最大許容干渉量Imax1bを推定する。同様に、端末局2について推定した受信電力と、端末局2から取得した雑音電力との比からSIRを求め、求めたSIRと、端末局2が使用する伝送方式(変調方式等)を想定したときに必要となる所要SIRとの差から最大許容干渉量Imax1sを推定する。
Next, the
無線方式管理装置7の制御部73は、推定した最大許容干渉量を用いて、端末局2へ干渉を与えない基地局3の最大送信電力Ptb2−s1を、以下の式(7)により算出する。
The
(Ptb2−s1)=(Imax1s)−(Prb2−s1) …(7) (Ptb2-s1) = (Imax1s)-(Prb2-s1) (7)
また、無線方式管理装置7の制御部73は、推定した最大許容干渉量を用いて、基地局1へ干渉を与えない基地局3の最大送信電力Ptb2−b1を、以下の式(8)により算出する。
Further, the
(Ptb2−b1)=(Imax1b)−(Prb2−b1) …(8) (Ptb2-b1) = (Imax1b) − (Prb2-b1) (8)
無線方式管理装置7の制御部73は、算出した最大送信電力Ptb2−s1及び最大送信電力Ptb2−b1を基地局3に通知する。
The
基地局3は、最大送信電力Ptb2−s1及び最大送信電力Ptb2−b1のいずれか小さいほうに送信電力を設定して送信する。この場合、端末局2ならびに基地局1のどちらにも与干渉とならない。
The base station 3 sets the transmission power to the smaller one of the maximum transmission power Ptb2-s1 and the maximum transmission power Ptb2-b1, and transmits. In this case, there is no interference to either the
また、基地局3は、最大送信電力Ptb2−s1のほうが最大送信電力Ptb2−b1よりも小さい場合、端末局2の送信タイミングに同期して無線信号を送信することにより、最大送信電力Ptb2−b1に送信電力を設定することができる。
同様に、基地局3は、最大送信電力Ptb2−b1のほうが最大送信電力Ptb2−s1よりも小さい場合、基地局1の送信タイミングに同期して無線信号を送信することにより、最大送信電力Ptb2−s1に送信電力を設定することができる。
In addition, when the maximum transmission power Ptb2-s1 is smaller than the maximum transmission power Ptb2-b1, the base station 3 transmits a radio signal in synchronization with the transmission timing of the
Similarly, when the maximum transmission power Ptb2-b1 is smaller than the maximum transmission power Ptb2-s1, the base station 3 transmits a radio signal in synchronism with the transmission timing of the
なお、上記実施形態では、基地局1、端末局2から送信電力を受信しているが、基地局1、端末局2の送信電力が一定である場合には、データベース9に予め送信電力Ptb1、送信電力Pts1を記憶しておき、無線方式管理装置7の電力値受信部71は、データベース9からこれらの値を読み出してもよい。
In the above embodiment, the transmission power is received from the
また、モニタ局5は、受信機能のみを持つ無線機器に限定するものではなく、無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントなどの無線基地局でも良い。この無線基地局は、無線方式管理装置7に光ファイバ11ならびに信号処理装置6を介して、あるいは、コアネットワーク8を介して接続され、通信時間以外の待機時間においてのみ、上述したモニタ局5として動作する。
The
また、上記においては、基地局3の送信電力を制御する場合について説明したが、同様にして端末局4の送信電力を制御することもできる。但し、端末局4は、無線局3を介して無線方式管理装置7と通信する。 In the above description, the transmission power of the base station 3 is controlled. However, the transmission power of the terminal station 4 can be controlled in the same manner. However, the terminal station 4 communicates with the wireless system management device 7 via the wireless station 3.
コグニティブ無線のように従来の方法によって無線通信システム間で周波数を共用する場合には、モニタ局を設置し、複数の無線通信システム間で干渉が生じないように送信電力制御を行っていた。しかし、この方法では、それぞれのシステムにおける基地局と端末局の間の位置関係によって、干渉局と被干渉局が一定でないため、精度よく送信電力制御ができないという問題があった。また、1次利用者の端末局の受信電力を推定せずに行う方法では、許容干渉レベルが最小受信電力を基準に設定されるため、2次利用者の送信電力が過剰に低くなるという問題があった。 When a frequency is shared between wireless communication systems by a conventional method like cognitive radio, a monitor station is installed and transmission power control is performed so that interference does not occur between a plurality of wireless communication systems. However, this method has a problem that transmission power control cannot be performed accurately because the interfering station and the interfered station are not constant depending on the positional relationship between the base station and the terminal station in each system. Further, in the method performed without estimating the reception power of the primary user's terminal station, since the allowable interference level is set based on the minimum reception power, the transmission power of the secondary user becomes excessively low. was there.
そこで本実施形態では、2次利用者の基地局における1次利用者の各局の受信電力に基づいて与干渉電力を推定し、2次利用者の基地局の送信電力を制御する。具体的には、2次利用者の基地局は、1次利用者の基地局および端末局の送信タイミングをデータベースから取得し、そのときの受信電力に基づいてそれぞれの無線局からの受信電力を取得する。無線方式管理装置は、それぞれの無線局と2次利用者の基地局の送信電力の差に、2次利用者の基地局が取得した受信電力を加算することによって与干渉電力を算出する。この与干渉電力が、予め決められた最大許容干渉レベル、1次利用者の無線局の送信電力、及び2次利用者の基地局における1次利用者の無線局からの受信電力に基づいて得られる許容される干渉レベルを超えている場合、無線方式管理装置は、2次利用者の基地局の送信電力を低下させる。 Therefore, in this embodiment, the interference power is estimated based on the received power of each station of the primary user in the base station of the secondary user, and the transmission power of the base station of the secondary user is controlled. Specifically, the secondary user's base station acquires the transmission timing of the primary user's base station and terminal station from the database, and based on the received power at that time, the received power from each radio station is obtained. get. The wireless system management device calculates the interference power by adding the received power acquired by the secondary user's base station to the difference in transmission power between the respective wireless stations and the secondary user's base station. The interference power is obtained based on a predetermined maximum allowable interference level, transmission power of the primary user's radio station, and reception power from the primary user's radio station in the secondary user's base station. When the allowable interference level is exceeded, the radio system management device reduces the transmission power of the secondary user's base station.
このような構成にすることで、2次利用者の基地局は、1次利用者の基地局および端末局のいずれの無線局に対しても最大許容干渉レベルを超えないように送信を行いながら、1次利用者の無線通信システムと同一の周波数を使用することが可能となる。このとき、実際に1次利用者の無線局に与えている干渉電力に従って、2次利用者の基地局に対して許容される干渉レベルを決定するため、2次利用者の基地局が無線通信できる範囲(サービスエリア)を従来よりも拡大することができる。 With this configuration, the base station of the secondary user transmits to the radio station of the primary user base station and the terminal station so that the maximum allowable interference level is not exceeded. It becomes possible to use the same frequency as that of the primary user's wireless communication system. At this time, since the interference level allowed for the secondary user's base station is determined according to the interference power actually given to the primary user's radio station, the secondary user's base station performs wireless communication. The possible range (service area) can be expanded more than before.
なお、2次利用者の基地局は、1次利用者の無線局のうち、被干渉電力の大きい無線局の送信タイミングと同期して、他方の無線局の最大許容干渉レベルより低くなるような送信電力で送信を行うことも可能である。この場合には、送信電力を高くすることができるため、2次利用者のサービスエリアがさらに拡大する効果がある。 Note that the secondary user base station is lower than the maximum allowable interference level of the other radio station in synchronism with the transmission timing of the radio station having the high interference power among the primary user radio stations. It is also possible to perform transmission with transmission power. In this case, since the transmission power can be increased, the service area of the secondary user can be further expanded.
また、最大許容干渉レベルを、1次利用者の無線局の近くにおいたモニタ局が受信する当該1次利用者の無線局からの受信電力に基づいて算出することもできる。この場合は、1次利用者の最大許容干渉レベルとして最小となる固定値を用いずに、1次利用者の基地局と端末局の位置関係に基づいた最適な値を用いることができるため、2次利用者の送信電力を高くすることができる。 Also, the maximum allowable interference level can be calculated based on the received power from the primary user's radio station received by the monitor station located near the primary user's radio station. In this case, since an optimal value based on the positional relationship between the base station and the terminal station of the primary user can be used without using the fixed value that is the minimum as the maximum allowable interference level of the primary user, The transmission power of the secondary user can be increased.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、無線方式管理装置7の電力値受信部71、干渉量算出部72、制御部73は、専用のハードウェア(例えば、ワイヤードロジック等)により実現されてもよく、電力値受信部71、干渉量算出部72、制御部73がメモリおよびCPU(中央処理装置)により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリからロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the power
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1 基地局(第1の無線局)
2 端末局(第2の無線局)
3 基地局(第3の無線局)
4 端末局(第3の無線局)
5−1〜5−n モニタ局
6 信号処理装置
7 無線方式管理装置
8 コアネットワーク
9 データベース
10、11−1〜11−n 光ファイバ
71 電力値受信部
72 干渉量算出部
73 制御部
91、93 基地局
92、94 端末局
95−1〜95−n モニタ局
1 Base station (first radio station)
2 Terminal station (second radio station)
3 Base station (third radio station)
4 Terminal station (third radio station)
5-1 to 5-n Monitor station 6 Signal processing device 7 Wireless
Claims (5)
前記無線方式管理装置は、
前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信部と、
前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出部と、
前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御部と、
を備える、
ことを特徴とする電力制御システム。 A high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, a low-priority wireless communication system including a third wireless station, and a wireless system management device A power control system comprising:
The wireless method management device
The transmission power values of the first wireless station and the second wireless station are acquired, the transmission power value from the third wireless station, the reception power value from the first wireless station, and the second wireless station A power value receiving unit for receiving a received power value from a wireless station;
By adding the reception power value from the first radio station in the third radio station to the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the first radio station, The first interference power value from the third radio station to the first radio station is calculated, and the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the second radio station a, by adding the received power value from the second radio station in the third radio station, to calculate a second interference power value to the second radio station from the third wireless station An interference amount calculation unit;
When the first interference power value is larger than the second interference power value, the transmission power at the third radio station is added to the maximum allowable interference amount and the transmission power value at the first radio station. The value is controlled to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the first wireless station in the third wireless station, and the second interference power value is greater than the first interference power value. In the case of being large, the second radio station in the third radio station is determined from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the second radio station to the transmission power in the third radio station. A control unit that controls to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from
Comprising
A power control system characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の電力制御システム。 When the first interference power value is larger than the second interference power value, the control unit determines that the transmission power value in the third radio station is the maximum allowable interference amount and the transmission in the second radio station. from the value obtained by adding the power value, the third way is smaller than the value obtained by subtracting the received power value from the second radio station in a radio station, a radio signal in synchronization with the first radio station When the second interference power value is larger than the first interference power value, the transmission power in the third radio station is determined by the maximum allowable interference amount and the first radio station. The radio is synchronized with the second radio station so as to be smaller than the value obtained by subtracting the reception power value from the first radio station in the third radio station from the value obtained by adding the transmission power value. Control to send signals,
The power control system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力制御システム。 The control unit calculates the maximum allowable interference amount based on a received power value of a monitor station installed between the first radio station and the second radio station;
The power control system according to claim 1 or 2, characterized by the above.
前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信部と、
前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出部と、
前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線方式管理装置。 A high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, a low-priority wireless communication system including a third wireless station, and a wireless system management device The wireless method management device of the power control system comprising:
The transmission power values of the first wireless station and the second wireless station are acquired, the transmission power value from the third wireless station, the reception power value from the first wireless station, and the second wireless station A power value receiving unit for receiving a received power value from a wireless station;
By adding the reception power value from the first radio station in the third radio station to the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the first radio station, The first interference power value from the third radio station to the first radio station is calculated, and the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the second radio station a, by adding the received power value from the second radio station in the third radio station, to calculate a second interference power value to the second radio station from the third wireless station An interference amount calculation unit;
When the first interference power value is larger than the second interference power value, the transmission power at the third radio station is added to the maximum allowable interference amount and the transmission power value at the first radio station. The value is controlled to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the first wireless station in the third wireless station, and the second interference power value is greater than the first interference power value. In the case of being large, the second radio station in the third radio station is determined from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the second radio station to the transmission power in the third radio station. A control unit that controls to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from
A wireless system management device comprising:
前記無線方式管理装置が、
前記第1の無線局及び前記第2の無線局の送信電力値を取得するとともに、前記第3の無線局から送信電力値と、前記第1の無線局からの受信電力値及び前記第2の無線局からの受信電力値を受信する電力値受信ステップと、
前記第3の無線局の送信電力値と前記第1の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第1の無線局への第1の干渉電力値を算出するとともに、前記第3の無線局の送信電力値と前記第2の無線局の送信電力値との差に、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を加算することにより、当該第3の無線局から前記第2の無線局への第2の干渉電力値を算出する干渉量算出ステップと、
前記第1の干渉電力値が前記第2の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第1の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第1の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御し、前記第2の干渉電力値が前記第1の干渉電力値より大きい場合は、前記第3の無線局における送信電力を、最大許容干渉量と前記第2の無線局における送信電力値とを加算した値から、前記第3の無線局における前記第2の無線局からの受信電力値を減算した値よりも小さくなるように制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする電力制御方法。 A high-priority wireless communication system including a first wireless station and a second wireless station, a low-priority wireless communication system including a third wireless station, and a wireless system management device A power control method executed by a power control system comprising:
The wireless method management device is
The transmission power values of the first wireless station and the second wireless station are acquired, the transmission power value from the third wireless station, the reception power value from the first wireless station, and the second wireless station A power value receiving step for receiving a received power value from a radio station;
By adding the reception power value from the first radio station in the third radio station to the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the first radio station, The first interference power value from the third radio station to the first radio station is calculated, and the difference between the transmission power value of the third radio station and the transmission power value of the second radio station a, by adding the received power value from the second radio station in the third radio station, to calculate a second interference power value to the second radio station from the third wireless station An interference amount calculating step;
When the first interference power value is larger than the second interference power value, the transmission power at the third radio station is added to the maximum allowable interference amount and the transmission power value at the first radio station. The value is controlled to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from the first wireless station in the third wireless station, and the second interference power value is greater than the first interference power value. In the case of being large, the second radio station in the third radio station is determined from the value obtained by adding the maximum allowable interference amount and the transmission power value in the second radio station to the transmission power in the third radio station. A control step for controlling to be smaller than a value obtained by subtracting the received power value from
A power control method comprising:
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