KR101238920B1 - 전력 제어 정보 생성 방법 및 상향 링크 전력 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
복수의 기지국 및 각 기지국에 속하는 복수의 단말을 포함하는 통신 시스템에서, 기지국은 인접 기지국으로부터 인접 기지국에 속하는 단말로 할당되는 부반송파에 대한 정보를 수신한다. 이후, 기지국은 부반송파 정보를 기초로 전력 제어 정보를 생성하여 단말로 전송하고, 단말은 수신한 전력 제어 정보를 기초로 상향 링크 전력을 제어한다.
이때, 전력 제어 정보는, 기지국에 속하는 단말이 사용하는 부반송파와 인접 기지국에서 사용되는 부반송파의 충돌 추정의 기초가 되는 정보로, 인접 기지국에 속하는 각 단말이 할당 받아 이용하고 있는 부반송파의 총 수를 기지국이 사용할 수 있는 전체 부반송파의 수로 나눈 비율일 수 있다.
상향 링크, 전력 제어, 부반송파
Description
본 발명은, 인접 셀을 고려한 상향 링크 전력 제어 방법에 관한 것이다.
통신 시스템에서, 복수의 기지국은 동일한 인덱스를 가지는 복수의 부반송파를 사용하고, 각 기지국은 각 셀에 속하는 복수의 단말에 서로 상이한 부반송파를 할당한다. 이에 따라, 셀 내의 간섭은 최소화할 수 있는 반면, 인접 셀에 속하는 단말의 통신 전력으로 인한 인접 셀 간섭(Other Cell Interference, OCI)이 발생한다.
특히, 셀 경계 지역에 위치한 단말이 높은 전력의 신호를 기지국으로 전송하는 경우, 단말을 포함하는 셀의 인접 셀들은 치명적인 간섭의 영향을 받는다. 따라서, 인접 셀의 간섭 상태에 따른 전력 제어가 필요하다.
이를 위해, 단말은 인접 셀의 평균 간섭값이 일정 기준을 초과하는지 여부에 따라 전력을 제어한다. 그러나, 통신 시스템에서는 평균 간섭값 보다 실제로 부반송파 간의 충돌이 얼마나 발생하는지 여부가 중요한 요소로 작용한다.
예를 들어, 소수의 부반송파가 매우 큰 간섭을 겪고 있다면, 해당 셀의 평균 간섭값은 크지만 실제로 충돌을 일으키는 부반송파의 수는 적어 전력을 낮출 필요가 없다. 즉, 평균 간섭값에 기초한 전력 제어는, 사용되는 부반송파의 충돌 여부를 전력 제어에 구체적으로 반영하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인접 셀에서 사용되는 부반송파에 대한 정보를 기초로 단말의 전송 전력을 제어하는 상향 링크 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 전력 제어 정보 생성 방법이 제공된다.
기지국이 전력 제어 정보를 생성하는 방법은, 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국에 속하는 복수의 제1 단말로 할당되는 부반송파에 대한 정보인 부반송파 정보를 수신하는 단계; 상기 부반송파 정보를 기초로 전력 제어 정보를 생성하는 단계; 및 상기 전력 제어 정보를 상기 기지국에 속하는 제2 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 전력 제어 정보는 상기 제2 단말에 할당되어 있는 부반송파와 상기 복수의 제1 단말에 할당되어 있는 부반송파 사이의 관계를 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상향 링크 전력 제어 방법이 제공된다. 단말이 상향 링크 전력을 제어하는 방법은, 기지국으로부터, 상기 단말이 사용하는 부반송파와 적어도 하나의 인접 기지국에서 사용하는 부반송파 사이의 관계를 나타내는 전력 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 전력 제어 정보를 기초로 상향 링크 전력을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 인접 셀에서 사용되는 부반송파에 대한 정보를 기초로 단말의 전송 전력을 제어하는 상향 링크 전력 제어 방법을 제공할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 "부반송파 간의 충돌"은 다른 셀에 포함되어 있으며 서로 동일한 부반송파를 사용하는 단말 사이에 발생하고, 같은 셀에 속하는 단말 사이에서는 발생하지 않는다고 가정한다.
본 명세서에서 "모니터링 셀"이란, 단말이 셀의 경계 지역에 위치하여 인접 셀에 영향을 크게 줄 때, 그 인접 셀을 말한다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 정보 생성 방법 및 상향 링크 전력 제어 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 시스템은, 복수의 기지국(100a-100d) 및 각 기지국에 속하는 복수의 단말(200a-200j)을 포함한다. 각각의 기지국(100a-100d) 및 단말(200a-200j)은 동작이 동일하므로, 하나의 기지국(100a) 및 단말(200a)에 대해 설명한다.
기지국(100a)은 기지국(100a)에 속하는 단말(200a-200c)로 할당되는 부반송 파에 대한 정보(이하, "기지국에 속하는 단말로 할당되는 부반송파에 대한 정보"를 "부반송파 정보"라 한다)를 인접 기지국(100b-100d)로 전송하고, 인접 기지국(100b-100d)으로부터 각 기지국(100b-100d)의 부반송파 정보를 수신한다.
이후, 기지국(100a)은 수신한 부반송파 정보를 기초로 기지국(100a)에 속하는 단말(200a-200c)에 대한 전력 제어 정보를 생성하고, 생성된 전력 제어 정보를 각 단말(200a-200c)로 전송한다.
단말(200a)은 기지국(100a)로부터 수신한 전력 제어 정보를 기초로, 상향 링크 전송 전력을 결정한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 기지국(100a)의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 기지국(100a)는 송수신부(110), 생성부(120), 정보저장부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
송수신부(110)는 인접 기지국(100b-100d)으로부터 각 기지국(100b-100d)의 부반송파 정보를 수신하고, 기지국(100a)에 속하는 단말(200a-200c)로 각 단말의 전력 제어 정보를 전송한다.
이때, 인접 기지국(100b-100d)으로부터 수신하는 부반송파 정보는 현재 프레임에서 일정 시점 이후의 프레임에서 각 단말로 할당되는 부반송파에 대한 정보이다. 또한, 각 단말(200a-200c)로 전송되는 전력 제어 정보는 현재 프레임에서 일정 시점 이후의 프레임의 상향 링크 전송 전력 결정을 위한 정보이다.
생성부(120)는 정보저장부(130)에 저장되어 있는 각 단말(200a-200c)의 모니터링 셀에 대한 정보를 기초로, 매 프레임 마다 각 단말(200a-200c)에 대한 전력 제어 정보를 생성한다.
전력 제어 정보는 단말에서 사용되는 부반송파와 모니터링 셀에서 사용되는 부반송파의 충돌 여부를 추정하기 위한 정보로, 다양하게 구현 가능하며, 그 구체적인 예시는 다음과 같다.
<실시예 1>
실시예 1은 전력 제어 정보로 부반송파의 사용 비율을 이용한다.
"사용 비율(Loading factor, LF)"은 모니터링 셀에 속하는 각 단말이 할당 받아 이용하는 부반송파의 총 수를 기지국(110a)이 사용할 수 있는 전체 부반송파의 수로 나눈 비율로, 수학식 1과 같이 정의된다.
사용 비율은 0에서 1사이의 값을 가지고, 1에 가까울수록 모니터링 셀에서 많은 부반송파를 할당하여 사용하고 있다는 것을 의미하고, 기지국(100a)의 단말이 모니터링 셀의 단말과 동일한 부반송파를 사용할 가능성이 높다는 것을 의미한다. 또한, 동일한 부반송파를 사용하는 경우, 데이터 전송 중 충돌이 일어나 간섭으로 작용할 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2는 전력 제어 정보로 단말의 충돌 비율을 이용한다.
"단말의 충돌 비율(hitting probability)"은 단말에 할당되어 있는 부반송파 중에서 모니터링 셀과 동일한 부반송파를 사용하는 비율로, 수학식 2와 같이 정의 된다.
단말의 충돌 비율도 0에서 1사이의 값을 가지며, 1에 가까울수록 단말이 사용하는 부반송파가 모니터링 셀의 단말이 사용하는 부반송파와 충돌할 가능성, 즉 간섭이 커진다.
<실시예 3>
실시예 3은 전력 제어 정보로 모니터링 셀의 충돌 비율을 이용한다.
"모니터링 셀의 충돌 비율"은 모니터링 셀이 사용하는 전체 부반송파 중에서 단말이 포함되어 셀에서 사용되는 부반송파와 동일한 부반송파를 사용하는 비율로, 수학식 3과 같이 정의된다.
모니터링 셀의 충돌 비율도 0에서 1사이의 값을 가지고, 1에 가까울수록 단말이 사용하는 부반송파가 모니터링 셀의 단말이 사용하는 부반송파와 충돌할 가능성, 즉 간섭이 커진다.
이상의 실시예와 같이 생성되는 전력 제어 정보는, 그 값에 따라 간섭이 큰 상태, 간섭이 보통인 상태, 간섭이 작은 상태로 나뉘고, 단말은 그 간섭 상태에 따 라 통신 전력을 조정한다.
실시예 1을 예로 들어 설명하면, 사용 비율이 최소 기준보다 작은 값을 가지는 경우, 단말은 간섭이 작은 상태로 판단하여 통신 전력을 높인다. 또한, 사용 비율이 최소 기준 이상이고 최대 기준보다 작은 경우, 단말은 간섭이 보통인 상태로 파악하여 이전의 전력을 유지하고, 사용 비율이 최대 기준 이상의 값을 가지는 경우, 단말은 간섭이 큰 상태로 판단하여 통신 전력을 낮춘다.
이때, 전력 조정의 기준이 되는 최대 기준 및 최소 기준은 실험 등에 의해 미리 설정되어 있을 수 있다.
정보저장부(130)는 인접 기지국(100b-100d)으로부터 수신한 각 셀의 부반송파 정보, 기지국(100a)에 속하는 각 단말(200a-200c)에 할당되어 있는 부반송파 정보, 기지국(100a)에 속하는 각 단말(200a-200c)의 모니터링 셀에 대한 정보 및 전력 제어 정보를 저장한다.
제어부(140)는 송수신부(110), 생성부(120) 및 정보저장부(130)의 동작을 제어한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말(200a)의 개략적인 블록도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 단말(200a)은 송수신부(210), 선정부(220), 전력제어부(230) 및 정보저장부(240)를 포함한다.
송수신부(210)는 단말(200a)의 모니터링 셀에 대한 정보를 기지국(100a)으로 전송하고, 기지국(100a)으로부터 전력 제어 정보를 수신한다.
선정부(220)는 모니터링 셀을 선정하고, 선정된 모니터링 셀에 대한 정보를 정보저장부(240)에 저장한다. 선정부(220)는 단말이 속하는 기지국으로의 경로 감쇠값과 인접 기지국으로의 경로 감쇠값의 차이(Channel Difference)가 일정 값 이하일 때 해당 인접 셀을 모니터링 셀로 결정할 수 있다.
전력제어부(230)는 판단부(231), 파악부(232) 및 전력조정부(233)를 포함하고, 수신한 전력 제어 정보에 따라 단말(200a)의 통신 전력을 제어한다.
판단부(231)는 정보저장부(240)에 저장되어 있는 모니터링 셀 정보를 기초로, 단말(200a)에 모니터링 셀이 존재하는지 여부를 판단한다.
파악부(232)는 기지국(100a)으로부터 수신한 전력 제어 정보를 기초로, 간섭 상태를 파악한다. 구체적으로, 파악부(232)는 정보저장부(240)에 미리 저장되어 있는 간섭 상태 판단의 기준을 기초로, 전력 제어 정보가 간섭이 큰 상태, 간섭이 보통인 상태, 간섭이 작은 상태 중 어디 상태인지 파악한다.
전력조정부(233)는 파악부(232)에서 파악된 간섭 상태를 기초로, 현재 프레임에서 일정 시점 이후의 프레임에 대한 단말(200a)의 통신 전력을 조정한다. 간섭이 큰 상태인 경우 통신 전력을 낮추고, 모니터링 셀이 없거나 간섭이 보통 상태인 경우는 이전의 통신 전력을 유지하며, 간섭이 작은 상태인 경우는 통신 전력을 높인다.
정보저장부(240)에는 단말(200a)의 모니터링 셀에 대한 정보, 간섭 상태 파악의 기준이 되는 정보 및 통신 전력 정보가 저장되어 있다.
이제, 본 발명의 한 실시예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다. 도 4를 참고하면, 단말(200a)은 모니터링 셀을 선정하고(S401), 선정된 모니터링 셀에 대한 정보를 기지국(100a)으로 전송한다(S402). 모니터링 셀에 대한 정보를 수신한 기지국(100a)은 모니터링 셀에 대한 정보를 해당 단말(200a)에 대한 정보로 저장한다.
이후, 기지국(100a)은 인접 기지국(100b-100d)으로부터 각 셀의 부반송파 정보를 수신(S403)하고, 단말(100a)의 모니터링 셀에 대한 정보를 파악하여, 해당 모니터링 셀에 대한 전력 제어 정보를 생성한다(S404). 이후, 기지국(100a)은 생성된 전력 제어 정보를 단말(200a)로 전송한다(S405).
전력 제어 정보를 수신한 단말(200a)은 수신한 전력 제어 정보를 정보저장부(240)에 저장하고, 정보저장부(240)에 저장되어 있는 모니터링 셀에 대한 정보를 기초로 단말(200a)에 모니터링 셀이 존재하는지 여부를 판단한다(S406).
모니터링 셀이 없는 경우, 단말(200a)은 이전의 통신 전력을 유지한다(S407). 모니터링 셀이 없다는 것은 단말이 셀의 중심부에 위치하여 인접 셀에 미치는 영향이 크지 않다는 것을 의미하고, 이 경우는 전력 제어를 수행하지 않는다.
모니터링 셀이 존재하는 경우, 단말(200a)은 전력 제어 정보를 기초로 간섭 상태를 판단한다(S407). 이때, 파악되는 간섭 상태는 간섭이 큰 상태, 간섭이 보통인 상태, 간섭이 작은 상태로 나뉜다.
간섭이 큰 상태인 경우, 단말(200a)은 통신 전력을 낮추고(S408), 낮춰진 전 력이 최소 전력값보다 작은지 여부를 판단하여, 최소 전력값보다 낮아지지 않도록 조정한다. 구체적으로, 낮춰진 전력이 최소 전력값 보다 작은 경우(S409), 단말(200a)은 전송 전력을 최소 전력값으로 설정한다(S410).
간섭이 보통인 경우, 단말(200a)은 이전의 통신 전력을 유지한다(S411).
간섭이 작은 상태인 경우, 단말(200a)은 통신 전력을 높이고(S412), 높아진 전력이 최대 전력값보다 큰지 여부를 판단하여, 최대 전력값보다 커지지 않도록 조정한다. 구체적으로, 높아진 전력이 최대 전력 값 보다 큰 경우(S413), 단말(200a)은 전송 전력을 최대 전력값으로 설정한다(S414). 이때, 최소 전력값 및 최대 전력값은 정보저장부(240)에 미리 저장되어 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 단말에서 사용되는 부반송파와 모니터링 셀에서 사용되는 부반송파의 충돌 여부를 추정하기 위한 전력 제어 정보를 기초로, 단말의 상향 링크 전력을 제어한다. 이를 통해. 실제로 부반송파 간의 충돌이 얼마나 발생하는지 여부를 상향 링크 전력 제어에 반영할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 기지국(100a)의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말(200a)의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다.
Claims (16)
- 기지국이 전력 제어 정보를 생성하는 방법에 있어서,적어도 하나의 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국에 속하는 복수의 제1단말로 할당되는 부반송파에 대한 정보인 부반송파 정보를 수신하는 단계;상기 부반송파 정보를 기초로, 상기 기지국에 속하는 제2 단말에 할당된 부반송파와 상기 복수의 제1 단말에 할당된 부반송파간 충돌 여부를 추정하기 위한 전력 제어 정보를 생성하는 단계; 및상기 전력 제어 정보를 상기 기지국에 속하는 제2 단말로 전송하는 단계를 포함하며,상기 전력 제어 정보는상기 복수의 제1 단말에 할당되어 있는 부반송파의 총 수를 상기 기지국이 사용할 수 있는 전체 부반송파의 수로 나눈 비율;상기 제1 단말에 할당되어 있는 부반송파 중에서 상기 복수의 제2 단말과 동일한 부반송파의 수를 상기 제1 단말에 할당되어 있는 부반송파의 수로 나눈 비율; 및상기 복수의 제2 단말이 할당받아 사용하는 전체 부반송파 중에서 상기 제1 단말이 할당받아 사용하는 부반송파와 동일한 부반송파의 수를 상기 복수의 제2 단말이 할당받아 사용하는 전체 부반송파의 수로 나눈 비율 중 하나를 포함하는전력 제어 정보 생성 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 제2 단말에서 상기 기지국으로의 경로 감쇠값과 상기 인접 기지국으로의 경로 감쇠값의 차이가 일정 기준 이하인 것을 특징으로 하는전력 제어 정보 생성 방법.
- 단말이 상향 링크 전력을 제어하는 방법에 있어서,기지국으로부터, 상기 단말이 사용하는 부반송파와 적어도 하나의 인접 기지국에서 사용하는 부반송파간 충돌 여부를 추정하는 데 사용되는 전력 제어 정보를 수신하는 단계; 및상기 전력 제어 정보를 기초로 상향 링크 전력을 제어하는 단계를 포함하며,상기 전력 제어 정보는상기 인접 기지국에 속하는 각 단말이 할당 받아 이용하고 있는 부반송파의 총 수를 상기 기지국이 사용할 수 있는 전체 부반송파의 수로 나눈 비율;상기 단말에 할당되어 있는 부반송파 중에서 상기 인접 기지국에 속하는 단말과 동일한 부반송파를 사용하는 비율; 및상기 인접 기지국에 속하는 단말이 할당받아 사용하는 전체 부반송파 중에서 상기 단말이 할당받아 사용하는 부반송파와 동일한 부반송파를 사용하는 비율 중 하나를 포함하는상향 링크 전력 제어 방법.
- 제7항에 있어서,상기 인접 기지국의 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는상향 링크 전력 제어 방법.
- 제8항에 있어서,상기 인접 기지국은, 상기 단말로부터 상기 기지국으로의 경로 감쇠값을 기준으로 일정 기준 이하의 차이를 가지는 경로 감쇠값을 가지는 기지국인 것을 특징으로 하는상향 링크 전력 제어 방법.
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- 삭제
- 제7항에 있어서,상기 상향 링크 전력을 제어하는 단계는,상기 전력 제어 정보를 기초로 간섭 상태를 파악하는 단계; 및상기 간섭 상태를 기초로 상기 단말의 전력을 조정하는 단계를 포함하는상향 링크 전력 제어 방법.
- 제13항에 있어서,상기 간섭 상태는,상기 전력 제어 정보를 기초로, 적어도 제1 상태, 제2 상태 및 제3 상태 중 어느 하나로 분류되며,상기 제1 상태의 간섭이 상기 제2 상태의 간섭보다 크며, 상기 제2 상태의 간섭이 상기 제3 상태의 간섭보다 큰 것을 특징으로 하는상향 링크 전력 제어 방법.
- 제14항에 있어서,상기 전력 조정은,상기 간섭 상태가 상기 제1 상태인 경우, 이전의 전력을 낮추고,상기 간섭 상태가 상기 제2 상태인 경우, 이전의 전력을 유지하며,상기 간섭 상태가 상기 제3 상태인 경우, 이전의 전력을 높이는 것을 특징으로 하는상향 링크 전력 제어 방법.
- 제7항에 있어서,상기 상향 링크 전력을 제어하는 단계는,상기 상향 링크 전력이 최소 전력값보다 낮아지는 경우, 상기 상향 링크 전력을 상기 최소 전력값으로 설정하는 단계; 및상기 상향 링크 전력이 최대 전력값보다 높아지는 경우, 상기 상향 링크 전력을 상기 최대 전력값으로 설정하는 단계를 포함하는상향 링크 전력 제어 방법.
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