KR20070002377A - 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템에 관한 것으로서, 무선송신국을 통하여 고화질 위성방송 신호를 송출하거나 케이블 방송 센터를 통하여 고화질 케이블방송 신호를 송출하기 위한 방송 송출장치; 지하철 역사에 구비되어, 상기 방송 송출 장치로부터 송출된 고화질 위성방송신호와 고화질 케이블 방송신호를 수신하고 변환하여 송출하기 위한 방송 중계 장치; 지하철 차량에 구비되어, 상기 방송 중계 장치로부터 송출된 신호를 수신하여 시청 가능한 고화질의 영상/음성 신호로 변환하여 출력하기 위한 이동방송 수신 장치를 포함하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템은 지하철 차량에 구비된 수신기에 별도의 저장장치 없이 실시간으로 SD급 디지털 고화질 방송을 수신할 수 있도록 하드웨어를 간략화함으로써 시스템의 안정성을 높이고, 최대 720×480 화상크기를 가지며 2Mbit/s 이상의 고화질 영상신호를 통해 재생 화면의 제약 없이 일반 TV와 같은 수준의 화면 품질을 유지하면서 제품의 가격과 유지비용을 낮출 수 있다.

지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송, 이동방송 수신기, 방송 중계 장치, 고품질 영상/음성

Description

지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템 {Subway Real Time Mobile High Quality Digital Broadcast System}

도1은 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템의 전체적인 구성도.

도2는 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템의 데이터 흐름도.

도3은 본 발명의 방송 중계 장치 중 방송신호 변환부의 구성을 도시하는 블럭도.

도4는 본 발명의 방송 중계 장치 중 무선송출부의 구성을 도시하는 블럭도.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동방송 수신 장치의 구성을 도시하는 블럭도.

본 발명은 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속으로 운행 중인 지하철 차량 내에서 별도의 저장장치 없이 실시간으로 최대 720×480 화상 크기를 가지면서 2Mbit/s 이상의 고화질 수준의 디지털 방송을 수신하여 시청할 수 있는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템에 관한 것이다.

기존의 지하철 방송 시스템은 차량 내에 저장장치를 이용하여, 저장된 방송 컨텐츠의 반복을 재생하거나, 차량이 역사에 진입하여 머무르는 동안 무선 랜 기술을 이용하여, 방송데이터를 저장장치에 다운로드 받아 다시 재전송하는 방식을 이용하였다. 그리하여 이 시스템은 필연적으로 방송 컨텐츠의 저장 장치가 필요하며, 이러한 저장 장치는 지하철이라는 특수한 환경에서 잦은 고장을 일으키거나 방송데이터를 전송받을 수 있는 시간의 제약으로 인해 고화질의 방송데이터를 재생시키지 못하므로 전체 서비스의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 출원 제39596호와 등록 실용신안 제211953호에 "지하철 내에서의 멀티미디어 방송시스템"이 개시되어 있으나, 전동차 내에 방송 데이터가 저장된 DVD(Digital Video Disk) 플레이어를 구비해야만 하는 관계로, 저장 용량의 한계로 인해 실시간 방송이 어렵고, 잦은 고장으로 인해 서비스의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 현재 상용 서비스 중인 위성 DMB 방송이나 서비스 예정인 지상파 DMB 방송은 비교적 작은 화면을 통해 저용량의 방송 컨텐츠를 제공하고 있는 실정이다. 특히, 위성 DMB 방송은 최대 768Kbit/s의 영상 품질만을 제공할 수 있으며 지상파 DMB 방송은 는 최대 352×288 영상크기만을 제공할 수 있다. 그리하여, 이 두 서비 스는 대형화면 재생과 동시에 2Mbit/s 이상의 고화질 영상 신호를 송수신하여 재생하기에는 적절치 않아 소형 화면만을 지원하는 이동 방송 수신기에 국한되는 제약이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 지하철 차량 내에 별도의 저장장치를 구비하지 않고, 이동 중에 실시간으로 최대 720×480 화상 크기를 가지며, 2Mbit/s이상의 SD급 품질 수준의 디지털 방송을 수신하여 화면 크기에 제약 없이 재생할 수 있는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다.

도1은 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템의 전체적인 구성도이다.

도1을 참조하면, 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템은 무선송신국(10a)을 통하여 고화질 위성방송 신호를 송출하거나 케이블방송 센터(10b)를 통해 고화질 케이블방송 신호를 송출하는 방송 송출 장치(10); 지하철 역사에 구비되어, 상기 방송 송출 장치(10)로부터 송출된 고화질 위성방송 신호와 고화질 케이블방송 신호를 수신하고 변환하여 송출하기 위한 방송 중계 장치(20); 상기 방송 중계 장치(20)로부터 송출된 신호를 수신하여 시청 가능한 고화질 영상/음성 신호로 변환하여 출력하기 위한 이동 방송 수신 장치(30)로 구성되어지는 것을 특징으로 한다.

도1을 참조하면, 상기 방송 송출 장치(10)에 의해 고화질 방송 컨텐츠는 상기 방송 송출 장치(10)의 무선송신국(10a)에 의해 고화질 위성방송신호로 변경되어 위성 측으로 송출되며 위성의 중계기를 통하여 각 지하철 역사로 전달되거나 상기 케이블방송 센터(10b)에 의해 고화질 케이블방송 신호로도 변경되어 케이블 망을 통해 각 지하철 역사로 전달된다.

도2는 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템의 데이터 흐름도이다.

도2를 참조하면, 상기 방송 중계 장치(20)는 상기 방송 송출 장치(10)로부터 송출된 고화질 위성방송 신호를 수신하여 증폭하기 위한 위성방송신호 수신부(21), 상기 위성방송신호 수신부(21)에서 전송받은 위성방송 신호 및 상기 방송 송출 장치(10)로부터 전송 받은 고화질 케이블방송 신호로부터 특정 채널을 분리하여 재가공하기 위한 방송신호 변환부(22), 및 상기 방송신호 변환부(22)에서 가공된 신호를 증폭하여 상기 이동 방송 수신 장치(30)로 송출하기 위한 무선 송출부(23)를 포함한다.

상기 위성방송신호 수신부(21)는 상기 위성방송 송출 장치로부터 송출된 고화질 위성방송 신호를 수신하기 위한 수신 안테나(21a)와, 상기 수신 안테나(21a) 에서 수신한 신호를 하향 변환하는 주파수 다운(DOWN) 변환기(21b)와, 상기 주파수 다운(DOWN) 변환기(21b)로부터 출력된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(21c)로 구성되어진다. 이러한 위성방송신호 수신부(21)는 각각의 지하철 역사에 하나씩 설치되어진다.

도3은 본 발명의 방송 중계 장치 중 방송신호 변환부의 구성을 도시하는 블럭도이다.

방송신호 변환부(22)는 다중화된 스트림으로 송출된 고화질 위성 방송 및 케이블 방송에서 특정 채널을 분리하고 재가공하여 무선 송출부(23)로 보내주는 기능을 담당한다. 이러한 방송신호 변환부(22)는 각각의 역사 또는 몇 개의 역사에 하나 설치된다.

도3을 참조하면, 방송신호 변환부(22)는 위성방송 채널추출기(100), 케이블방송 채널추출기(200)와 신호발생기(300)를 포함한다. 그리고, 상기 위성방송 채널추출기(100)와 케이블방송 채널추출기(200)는 채널추출 PLL 모듈(101,201), 복조 모듈(102,202), FEC 모듈(103,203), 디멀티플렉스 모듈(104,204)로 구성되어지며, 상기 신호발생기(300)는 멀티플렉스 모듈(301), 채널코딩 모듈(302), 변조 모듈(303), Up 변환 모듈(304)로 구성되어진다.

여기서, 상기 위성방송 채널추출기(100)의 채널추출 PLL 모듈(101)은 상기 위성방송신호 수신부(21)에서 출력된 신호로부터 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 신호만을 선택적으로 출력한다.

상기 채널추출 PLL모듈(101)로부터 출력되는 위성 신호는 상기 복조 모듈 (102)에 의해 복조되어져 원신호로 출력된다.

상기 FEC 모듈(103)은 상기 복조 모듈(102)에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정정된 원신호를 출력한다.

상기 FEC 모듈(103)에서 출력된 원신호는 상기 디멀티플렉스 모듈(104)에 의해 역다중화되어 상기 신호발생기(300)로 전달되어진다.

한편, 상기 케이블방송 채널추출기(200)의 채널추출 PLL 모듈(201)은 상기 방송 송출장치(10)의 케이블방송 센터(10b)로부터 출력된 신호로부터 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 신호만을 선택적으로 출력한다.

상기 채널추출 PLL모듈(201)로부터 출력되는 신호는 상기 복조 모듈(202)에 의해 복조되어져 원신호로 출력된다.

상기 FEC 모듈(203)은 상기 복조 모듈(202)에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정정된 원신호를 출력한다.

상기 FEC 모듈(203)에서 출력된 원신호는 상기 디멀티플렉스 모듈(204)에 의해 역다중화되어 상기 신호발생기(300)로 전달되어진다.

그리고, 상기 신호발생기(300)의 멀티플렉스 모듈(301)은 상기 위성방송 채널추출기(100)와 케이블방송 채널추출기(200)에서 출력된 채널 신호를 다중화하여 출력한다.

상기 멀티플렉스 모듈(301)에서 다중화된 채널 신호는 상기 채널코딩 모듈(302)에 의해 코딩되어진다.

상기 채널코딩 모듈(302)에서 코딩된 채널 신호는 상기 변조 모듈(303)에서 변조되어지며, 상기 변조 모듈(303)에서 변조된 신호는 Up 변환모듈(304)에 의해 UHF/VHF 또는 L-BAND 대역으로 변환되어 출력된다.

도4는 본 발명의 방송 중계 장치 중 무선송출부의 구성을 도시하는 블럭도이다.

무선송출부(23)는 무선구간의 Link Budget을 바탕으로 하여 역사와 역사 간의 구간에 설치되는데, 일정구간마다 증폭기와 안테나를 설치하여 지하철 차량에서 수신이 가능한 UHF/VHF 또는 L-BAND RF POWER를 송출하는 방식이다.

도4를 참조하면, 무선송출부(23)는 증폭기(23a), 분배기(23b)와 송신 안테나(23c)를 포함한다. 상기 증폭기(23a)는 상기 방송신호 변환부(22)로부터 전송받은 방송 신호를 증폭하며, 이 증폭된 신호는 상기 분배기(23b)에 의해 분배되어지고, 상기 송신 안테나(23c)를 통하여 지하철 차량으로 송출되어진다.

도5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동방송 수신 장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이동방송 수신 장치는 역간 거리신호를 입력하고 출력하기 위한 설정기(400), 상기 방송 중계 장치로부터 송출된 방송신호를 수신하기 위한 수신 안테나(500), 상기 설정기(400)로부터 전송받은 거리신호를 처리하고, 상기 수신용 안테나(500)로부터 전송받은 방송신호를 복조하며 고품질 영상/음성 압축을 해제하여 송출하기 위한 이동방송 수신기(600), 및 상기 이동방송 수신기(600)로부터 전송받은 고품질 영상/음성 신호를 재생하는 LCD 표시기(700)를 포함한다.

상기 설정기(400)는 역간 거리를 입력받기 위한 거리신호 입력모듈(401)과 상기 거리신호 입력모듈(401)에서 입력된 신호를 처리하여 출력하기 위한 정보신호 출력모듈(402)로 구성되어진다.

또한, 상기 이동방송 수신기(600)는, 제어신호 변환모듈(601), 역안내사항 처리모듈(602), 채널추출 PLL 모듈(603), 복조 모듈(604), FEC 모듈(605), 디멀티플렉서(606), 디코더(607), 및 영상신호 변환모듈(608)로 구성되어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이동방송 수신기(600)의 제어신호 변환모듈(601)은 상기 설정기(400)로부터 전송받은 신호를 역 안내사항 처리모듈(602)에서 사용될 수 있는 신호로 변환하여 출력한다.

상기 역 안내사항 처리모듈(602)은 상기 제어신호 변환모듈(601)에서 변환된 신호를 받아 역 안내사항 및 공지관련 자막 정보를 생성 및 처리하게 된다.

상기 채널추출 PLL 모듈(603)은 상기 수신 안테나(500)로부터 전송받은 방송 신호에서 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 신호만을 선택적으로 출력한다. 상기 복조 모듈(604)은 상기 채널추출 PLL모듈(603)로부터 출력되는 신호를 복조하여 원 신호를 출력한다. 그리고, 상기 FEC 모듈(605)은 설정된 FEC코드에 의해 상기 복조 모듈(604)에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정정된 원 신호를 출력하게 된다.

상기 디멀티플렉서(606)는 상기 FEC 모듈(605)과 상기 역 안내사항 처리모듈(602)에서 출력된 다중화된 신호들로부터 원래의 신호들을 분리해내는 역할을 한 다. 상기 디멀티플렉서(606)에서 분리된 신호는 상기 디코더(607)에 의해 최대 720×480 화면 크기를 가진 2Mbit/s 이상 고화질의 영상신호와 고음질의 음성신호로 디코딩되어지며, 상기 디코터(607)에서 출력되는 음성 신호는 상기 LCD 표시기(700)로 직접 전달되어 재생되며, 영상 신호는 상기 영상신호 변환 모듈(608)에 의해 LCD에서 재생 가능한 720×480 화면 크기를 가지는 고화질의 영상 신호로 변환되어 상기 LCD 표시기(700)로 전달되어 재생되어진다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템은 지하철 차량 수신기에 별도의 저장장치 없이 실시간으로 최대 720×480 화상 크기를 가지며 2Mbit/s이상의 SD급 품질 수준의 디지털 방송을 수신하여 화면 크기에 제약 없이 재생할 수 있도록 하드웨어를 간략화함으로써 고화질의 디지털 방송을 제공함과 동시에 시스템의 안정성을 높이고, 제품의 가격과 유지비용을 낮출 수 있다.

Claims (11)

1. 무선송신국을 통하여 고화질 위성방송신호를 송출하거나 케이블 방송 센터를 통하여 고화질 케이블방송 신호를 송출하기 위한 방송 송출장치;

   지하철 역사에 구비되어, 상기 방송 송출 장치로부터 송출된 고화질 위성방송신호와 케이블 방송신호를 수신하고 변환하여 송출하기 위한 방송 중계 장치;

   지하철 차량에 구비되어, 상기 방송 중계 장치로부터 송출된 신호를 수신하여 최대 720×480 화상 크기를 가지며 2Mbit/s 이상의 화질을 가진 시청 가능한 고품질 음성/영상 신호로 변환하여 출력하기 위한 이동방송 수신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 방송 중계 장치는,

   상기 방송 송출 장치로부터 송출된 고화질 위성방송 신호를 수신하여 증폭하기 위한 위성방송신호 수신부;

   상기 위성방송신호 수신부에서 전송받은 고화질 위성방송 신호나 상기 방송 송출장치의 케이블방송 센터로부터 전송받은 고화질 케이블방송 신호로부터 특정 채널을 분리하여 재가공하기 위한 방송신호 변환부; 및

   상기 방송신호 변환부에서 가공된 신호를 증폭하여 상기 이동방송 수신 장치로 송출하기 위한 무선 송출부로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 이동방송 수신 장치는,

   역간 거리신호를 입력하고 출력하기 위한 설정기;

   상기 방송 중계 장치로부터 송출된 고화질 방송신호를 수신하기 위한 수신 안테나;

   상기 설정기로부터 전송받은 거리정보 신호와 안내/공지 자막 정보를 처리하고, 상기 수신 안테나로부터 전송받은 고화질 방송신호를 복조하며 음성/영상 압축을 해제하여 송출하기 위한 이동방송 수신기; 및

   상기 이동방송 수신기로부터 전송받은 고품질 음성/영상 신호를 재생하는 LCD 표시기로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 위성방송신호 수신부는,

   상기 위성방송 송출 장치로부터 송출된 위성방송 신호를 수신하기 위한 수신 안테나와;

   상기 수신 안테나에서 수신한 신호를 하향 변환하는 주파수 다운(DOWN) 변환기와;

   상기 주파수 다운(DOWN) 변환기로부터 출력된 신호를 증폭하기 위한 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
5. 제2항에 있어서, 상기 방송신호 변환부는,

   상기 위성방송신호 수신부에서 출력된 위성방송신호로부터 특정 채널을 추출하여 복조하고 역다중화하기 위한 위성방송 채널추출기와;

   상기 방송 송출 장치의 케이블방송 센터에서 송출되어진 케이블 신호로부터 특정 채널을 추출하여 복조하고 역다중화하기 위한 케이블방송 채널추출기와;

   상기 위성방송 채널추출기와 케이블방송 채널추출기에서 출력된 신호를 다중화하여 코딩하고 변조하기 위한 신호발생기로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 위성방송 채널추출기는,

   상기 위성방송신호 수신부에서 송출된 위성방송신호로부터 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 위성 신호만을 출력하는 채널추출 PLL 모듈;

   상기 채널추출 PLL 모듈로부터 출력되는 위성 신호를 복조하여 원신호를 출력하는 복조 모듈;

   상기 복조 모듈에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정 정된 원신호를 출력하는 FEC 모듈; 및

   상기 FEC 모듈에서 출력된 원신호를 역다중화하는 디멀티플렉스 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 케이블방송 채널추출기는,

   상기 방송 송출장치의 케이블방송 센터에서 송출된 케이블 신호로부터 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 케이블 신호만을 출력하는 채널추출 PLL 모듈;

   상기 채널추출 PLL 모듈로부터 출력되는 케이블 신호를 복조하여 원신호를 출력하는 복조 모듈;

   상기 복조 모듈에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정정된 원신호를 출력하는 FEC 모듈; 및

   상기 FEC 모듈에서 출력된 원신호를 역다중화하는 디멀티플렉스 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
8. 제5항에 있어서, 상기 신호 발생기는,

   상기 위성방송 채널추출기와 케이블방송 채널추출기에서 출력된 채널 신호를 다중화하는 멀티플렉스 모듈;

   상기 멀티플렉스 모듈에서 다중화된 채널 신호를 코딩하는 채널코딩 모듈;

   상기 채널코딩 모듈에서 코딩된 채널 신호를 변조하는 변조 모듈; 및

   상기 변조 모듈에서 변조된 신호를 UHF/VHF 또는 L-BAND 주파수 대역으로 변환하는 Up 변환모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
9. 제2항에 있어서, 상기 무선 송출부는,

   상기 방송신호 변환부로부터 전송받은 방송 신호를 증폭하기 위한 증폭기;

   상기 증폭기에서 증폭된 신호를 분배하여 전송하기 위한 분배기; 및

   상기 분배기로부터 전송받은 UHF/VHF 또는 L-BAND 신호를 송출하기 위한 송신 안테나로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
10. 제3항에 있어서, 상기 설정기는,

    역간 거리를 입력받기 위한 거리신호 입력모듈과;

    상기 거리신호 입력부에서 입력된 신호를 처리하여 출력하기 위한 정보신호 출력모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.
11. 제3항에 있어서, 상기 이동방송 수신기는,

    상기 설정기로부터 전송받은 신호를 변환하여 출력하는 제어신호 변환 모듈과;

    상기 제어신호 변환 모듈에서 변환된 신호를 받아 역안내사항을 처리하기 위한 역안내사항 처리 모듈과;

    상기 수신 안테나로부터 전송받은 UHF/VHF 또는 L-BAND 신호에서 설정 레벨의 범위에 맞는 주파수 대역의 신호만을 출력하는 채널추출 PLL 모듈;

    상기 채널추출 PLL 모듈로부터 출력되는 신호를 복조하여 원신호를 출력하는 복조 모듈;

    셋팅된 FEC코드에 의해 상기 복조 모듈에서 출력된 원신호의 오류를 자동으로 정정하고, 오류가 정정된 원신호를 전송하는 FEC 모듈과;

    상기 FEC 모듈과 상기 역안내사항 처리 모듈에서 출력된 다중화된 신호들로부터 원래의 신호들을 분리해내는 디멀티플렉서;

    상기 디멀티플렉서에서 분리된 신호를 최대 720×480 화상 크기를 가지며 2Mbit/s 이상의 화질을 가진 고품질의 영상 신호 및 고음질의 음성 신호로 디코딩하는 디코더; 및

    상기 디코더에서 출력되는 영상 신호를 LCD에서 재생 가능한 영상 신호로 변환하는 영상신호 변환 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 지하철 실시간 디지털 고화질 이동방송 시스템.

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