KR20080056268A - Method of using spatial diversity to improve the performance of trunked broadcast service - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선통신 기술에 관한 것으로, 상세하게는 무선 통신 시스템에 있어서 공간 다이버시티 수신 방법을 이용하여 트렁크 브로드캐스트 서비스의 기능을 개선하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication technology, and more particularly, to a method for improving the function of a trunk broadcast service using a spatial diversity reception method in a wireless communication system.
모바일 통신기술의 신속한 발전에 따라서, 주목을 받는 서비스, 예를 들면 트렁크 브로드캐스트 서비스가 많아지고 있다. 그 중에서, 가장 대표적인 서비스로서 멀티미디어 브로드캐스팅 멀티캐스트 서비스(Multimedia Broadcasting Multicast Service, MBMS, 상세하게는 제3세대 모바일 통신표준 3GPP TR25.803을 참고)는 그 특수한 매력으로 인해 업계에서 계속 주목을 받고 있다. MBMS 서비스는, (1) 서비스는 가능한 한 셀 전부를 커버할 필요가 있고, (2) 같은 서비스는 네트워크의 특정 영역, 예를 들면 복수의 인접 셀에 브로드캐스트되며, (3) 데이터 전송률이 빠르다는 특징이 있다. With the rapid development of mobile communication technology, more attention-grabbing services such as trunk broadcast services are increasing. Among them, the multimedia broadcasting multicast service (Multimedia Broadcasting Multicast Service, MBMS, 3rd generation mobile communication standard 3GPP TR25.803) has been attracting attention in the industry as the most representative service. . The MBMS service requires that (1) the service cover all of the cells as much as possible, (2) the same service is broadcast to a specific area of the network, for example a plurality of neighboring cells, and (3) the data rate is fast. Is characterized.
그런데, 현재의 규준에 의해서, MBMS 서비스는 공통 제어 채널 PCCPCH에 맵핑되는 BCCH는 아니며, 보조 공통 제어 채널(SCCPCH)이 담당을 하고 있다. BCCH 채 널이 MBMS 서비스를 담당하는 SCCPCH 채널과 유사한 특성이 있지만, BCCH 채널에서는 시스템정보만을 담당한다. BCCH 채널의 데이터율은 12.3kbps뿐으로, MBMS 서비스에서 요구되는 데이터율(64kps~256kbps) 보다 훨씬 작다. 빠른 데이터율이 되려면, 수신된 신호가 높은 캐리어 대 간섭비(CIR, carrier to interference ratio)를 갖고 있는 것이 필요이다. 그래서, 다운 링크(DL, down link)의 전송 파워의 제한 때문에, MBMS 서비스가 커버하는 범위는 BCCH 채널이 커버하는 범위에 비해서 훨씬 작다. 그리고, MBMS 서비스가 커버하는 범위는 MBMS 데이터율이 빨라지면 빨라질수록 작아진다. 이것은, 서비스 프로바이더가 셀의 에이징에 있어서도 MBMS 서비스를 받을 수 있도록 셀의 범위를 작게 해야만, 기지국으로부터 소정의 거리 떨어지지만, BCCH 채널이 커버하는 범위 안에 있는 수많은 이용자가 MBMS 서비스를 사용할 수 있게 되는 것을 의미한다. 그러나, 이 방법은 네트워크 운영의 코스트 상승, 및 자본금의 투입과 비용의 증가로 이어진다. However, according to current standards, the MBMS service is not the BCCH mapped to the common control channel PCCPCH, but the auxiliary common control channel (SCCPCH) is in charge. BCCH channel has similar characteristics to SCCPCH channel that handles MBMS service, but BCCH channel is in charge of system information only. The data rate of the BCCH channel is only 12.3kbps, much smaller than the data rate (64kps ~ 256kbps) required for MBMS service. To achieve a fast data rate, it is necessary for the received signal to have a high carrier to interference ratio (CIR). Thus, due to the limitation of the downlink (DL) transmission power, the coverage covered by the MBMS service is much smaller than the coverage covered by the BCCH channel. And, the range covered by the MBMS service becomes smaller as the MBMS data rate gets faster. This means that the service provider must make the cell range smaller so that it can receive MBMS service even in the aging of the cell, so that the MBMS service can be used by a large number of users within a range covered by the BCCH channel, even though it is a predetermined distance from the base station. Means that. However, this method leads to an increase in the cost of operating the network, and an increase in capital input and costs.
비(非)상관 신호를 합성하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 것이 알려져 있다. 인접한 셀에 제공되는 상기 빠른 데이터율의 서비스가 같으므로, 셀의 에이징에 접근하는 이용자에 대해서 인접한 셀로부터의 신호를 합성하여 서비스가 커버하는 영역을 확대한다. 현재, 이미 어떤 다이버시티 방법(공간, 시간, 주파수영역의 다이버시티)을 이용하여 커버하는 영역을 확대하기 시작한다. It is known that diversity gain can be obtained by synthesizing non-correlated signals. Since the services of the fast data rate provided to the adjacent cells are the same, the area covered by the service is expanded by synthesizing the signals from the adjacent cells for the user accessing the aging of the cell. At present, a range of areas already covered by using some diversity method (diversity in space, time, and frequency domain) is started.
도 1은 종래 기술에 의해 이용자의 설비에서 신호를 합성하는 모식도를 나타낸다. 이용자 설비의 안테나는 다른 셀의 신호를 수신하고, 다이버시티 리시버에 전송하여 채널 복호를 한다. 그리고, 검증(verify) 코드(CRC)와 시리얼 넘버에 근 거하여 플로우 부호화를 하고, 마지막으로 어플리케이션층에 전송하여 통상의 처리를 한다. Fig. 1 shows a schematic diagram of synthesizing a signal at a user's facility by the prior art. The antenna of the user equipment receives the signal of another cell, transmits the signal to the diversity receiver, and performs channel decoding. Then, flow coding is performed based on the verify code (CRC) and the serial number, and finally, transferred to the application layer for normal processing.
WCDMA에서는, 매크로 다이버시티를 사용하여 커버할 범위를 증가시키는, 즉 종단은 어떤 노드(B)로의 링크를 설립하고, 상기 노드(B)로부터의, 각 셀이 같은 내용을 브로드캐스트하는 고(高)데이터율 서비스의 버스트(burst)를 합성한다. 그러나, 시분할 이중 전송모드(TDD) 시스템에 있어서, 유사한 매크로 다이버시티 방법을 사용한다. 이 매크로 방법은 다른 슬롯에 있는 다른 셀로부터의 신호를 합성한다. 예를 들면, 셀(1)은 TS4(슬롯 4)에 각 셀이 같은 내용을 브로드캐스트하는 고 데이터율 서비스를 전송하고, 셀(2)은 TS6에 각 셀이 같은 내용을 브로드캐스트하는 고 데이터율 서비스를 전송한다. 종단은 같은 프레임에 TS4와 TS6에 있어서의, 각 셀이 같은 내용을 브로드캐스트하는 고 데이터율 서비스 버스트를 수신하여 합성한다. 그 합성으로 공간 및/또는 시간영역의 다이버시티 이득을 생성하였다. 공간 영역의 다이버시티는 다른 전달 경로에 있어서의 신호를 합성함으로써 이득을 얻는다. 시간영역의 다이버시티는 다른 시간에 전송된 신호가 비상관 전송특성, 예를 들면 페이딩(fading) 특성을 갖는 것을 이용하여, 다른 슬롯에 수신된 신호를 합성하여 이득을 얻는다. 다른 셀과 상기의 셀은 다 같이 같은 슬롯에 트래픽 채널(TCH)을 전송하여, 하나의 슬롯에 있어서의 TCH와 각 셀이 같은 내용을 브로드캐스트하는 고 데이터율 서비스는 서로 간섭된다. In WCDMA, macro diversity is used to increase the range to be covered, i.e., the end establishes a link to a certain node B, and each cell from that node B broadcasts the same content. Synthesize a burst of data rate services. However, in a time division dual transmission mode (TDD) system, a similar macro diversity method is used. This macro method synthesizes signals from different cells in different slots. For example, cell 1 transmits a high data rate service in which each cell broadcasts the same content to TS4 (slot 4), and cell 2 transmits high data in which each cell broadcasts the same content to TS6. Rate transfer service. The termination receives and synthesizes a high data rate service burst in which each cell broadcasts the same content in TS4 and TS6 in the same frame. The synthesis produced diversity gains in the space and / or time domain. Diversity in the spatial domain is gained by synthesizing signals in different transmission paths. Diversity in the time domain is obtained by synthesizing the signals received in different slots by using a signal transmitted at another time having uncorrelated transmission characteristics, for example, fading characteristics. Both the cell and the cell together transmit a traffic channel (TCH) in the same slot, so that the TCH in one slot and the high data rate service where each cell broadcasts the same content interfere with each other.
다른 방법은 주파수영역과 시간영역을 사용하여 이득을 얻는, 즉 다른 셀은 다른 캐리어 주파수와 다른 슬롯에서 같은 트렁크 브로드캐스트 트래픽 버스트를 전송한다. 이용자 종단은 다른 캐리어 주파수와 슬롯으로부터의 트렁크 브로드캐스트 트래픽 버스트를 합성한다. 이것이 스펙트럼 효율을 저하시키는 것은, 같은 트렁크 브로드캐스트 트래픽 블록에서 복수의 버스트를 보류할 필요가 있기 때문이다. 마찬가지로, 인접한 셀에 전송되는 TCH와 트렁크 브로드캐스트 트래픽은 서로 간섭된다.Another method uses the frequency domain and time domain to gain, i.e., different cells transmit the same trunk broadcast traffic bursts in different slots and in different carrier frequencies. The user end synthesizes trunk broadcast traffic bursts from different carrier frequencies and slots. This lowers the spectral efficiency because it is necessary to hold a plurality of bursts in the same trunk broadcast traffic block. Similarly, TCH and trunk broadcast traffic sent to adjacent cells interfere with each other.
본 발명은 설비 개조를 증가시키지 않는 것을 전제로, 트렁크 브로드캐스트 트래픽이 받는 간섭의 영향을 경감하여, 트렁크 브로드캐스트 트래픽이 커버하는 범위를 증가시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method which can increase the range covered by trunk broadcast traffic by mitigating the effect of interference received by trunk broadcast traffic, provided that the facility modification is not increased.
본 발명에 의하면, 공간 다이버시티 수신 방법을 이용하여 트렁크 브로드캐스트 트래픽서비스의 기능을 개선하는 방법으로서,According to the present invention, a method for improving the function of a trunk broadcast traffic service using a spatial diversity reception method,
(1) 현재 시간 슬롯에 전송되고 있는 서비스가 트렁크 브로드캐스트 서비스인지 아닌지를 판단하는 단계,(1) determining whether a service currently being transmitted in a time slot is a trunk broadcast service,
(2) 현재 시간 슬롯에 전송되고 있는 서비스가 트렁크 브로드캐스트 서비스라고 판단되면, 송신측은 해당 트렁크 브로드캐스트 서비스 버스트의 데이터부에 같은 스크램블(scramble) 코드를 할당하거나 스크램블 코드를 가하지 않는 처리를 하는 단계,(2) If it is determined that the service currently being transmitted in the time slot is a trunk broadcast service, the sender assigns the same scramble code to the data portion of the trunk broadcast service burst or does not apply the scramble code. ,
(3) 송신측은 곧바로 네트워크 상에서 같은 시간 슬롯에서 처리된 버스트를 전송하는 단계, 및(3) the transmitting side immediately transmits the processed burst in the same time slot on the network, and
(4) 수신측은 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 하고, 버스트를 수신하여 합성해서, 구간 다이버시티 이득을 얻는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. (4) The receiving side provides a method comprising channel estimation using a training sequence, receiving and synthesizing a burst, and obtaining interval diversity gain.
본 발명의 어떤 태양에 의하면, 셀마다 다른 기본 트레이닝 코드를 사용하여 채널 추정을 한다. According to some aspects of the invention, channel estimation is made using a different training code for each cell.
본 발명의 다른 면에 의하면, 셀마다 같은 트레이닝 코드와, 다른 트레이닝 시프트를 사용하여 채널 추정을 한다. According to another aspect of the present invention, channel estimation is performed for each cell using the same training code and different training shifts.
본 발명의 또 다른 면에 의하면, 모든 셀에 같은 기본 트레이닝 코드를 사용하여 채널 추정을 한다. According to another aspect of the present invention, channel estimation is performed using the same basic training code for all cells.
본 발명에 있어서, 서비스가 트렁크 브로드캐스트 서비스가 아니라고 판단되면, 통상의 서비스 처리를 한다. In the present invention, if it is determined that the service is not a trunk broadcast service, normal service processing is performed.
본 발명에 있어서, 수신측은 최대비 합성법이나 선택 합성법, 등(等)이득 합성법 중 어느 하나를 사용하여 상기의 버스트를 합성한다. In the present invention, the receiving side synthesizes the burst using any one of the maximum ratio synthesis method, the selective synthesis method, and the equal gain synthesis method.
본 발명은 신호 검증 코드와 시리얼 넘버에 근거하여 무선 링크 제어층에서 주파수가 다른 신호를 합성 처리한다.The present invention synthesizes a signal having a different frequency in the radio link control layer based on the signal verification code and the serial number.
본 발명은 수신한 트렁크 브로드캐스트 서비스신호에 채널 복호를 하는 단계와, 이용자 종단의 어플리케이션층이 이득 신호에 통상의 처리를 하는 단계를 더 포함한다.The present invention further includes channel decoding on the received trunk broadcast service signal, and the application layer at the user end performs normal processing on the gain signal.
본 발명의 공간 다이버시티 방법을 이용함으로써, 스펙트럼 효율을 높이고, 셀들의 간섭을 회피하여, 복호 신호의 품질을 개선하고, 커버하는 범위를 증대시켜 필요로 하는 사이트의 배치수를 감소시킬 수 있다.By using the spatial diversity method of the present invention, it is possible to increase the spectral efficiency, avoid interference of cells, improve the quality of the decoded signal, and increase the coverage to reduce the number of site arrangements required.
도 1은 종래 기술에 의해서 이용자의 종단에서 다이버시티 수신신호의 합성을 하는 모식도를 나타낸다.1 shows a schematic diagram of synthesizing a diversity reception signal at the end of a user according to the prior art.
도 2는 본 발명의 방법에 의한 플로우차트의 모식도를 나타낸다. 2 shows a schematic diagram of a flowchart according to the method of the present invention.
이하, 도면을 사용하여 본 발명을 실시하기 위한 최량의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention The best embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
멀티미디어 브로드캐스팅 멀티캐스트 서비스(MBMS)는 전형적인 트렁크 브로드캐스트 서비스이다. 설명의 편의를 위해서, 본 발명은 지금부터 구체적으로 MBMS 서비스에 대해서 기술하지만, 어느 트렁크 브로드캐스트 특성이 있는 서비스도 본 발명의 기술적 방안을 채용할 수 있으며, 다른 셀에 같은 서비스를 브로드캐스트하는 특징을 지니면, 모두 본 발명의 기술적 방안을 사용할 수 있는 것은 이해되는 바이다.Multimedia Broadcasting Multicast Service (MBMS) is a typical trunk broadcast service. For convenience of explanation, the present invention will now be described in detail with respect to the MBMS service, but any trunk broadcast service can adopt the technical scheme of the present invention, the same service is broadcast to other cells It is understood that all of the technical solutions of the present invention can be used.
본 발명에서 기술한 방법을 사용하여 MBMS 서비스가 커버하는 범위를 확대할 때에, 우선은, 현재의 슬롯에 전송되고 있는 서비스가 MSMS 서비스인지 아닌지에 대해서 판단할 필요가 있다. MBMS 서비스가 아니라면, 통상의 서비스 처리를 한다. When expanding the range covered by the MBMS service using the method described in the present invention, it is first necessary to determine whether or not the service being transmitted in the current slot is the MSMS service. If it is not an MBMS service, normal service processing is performed.
현재 슬롯에 전송되고 있는 서비스가 MBMS 서비스라고 판단할 경우, 본 발명의 어느 하나의 상황에 의하면, 송신측은 MBMS 버스트의 데이터부에 같은 스크램블 코드를 할당하고 나서, 네트워크에 있어서의 같은 슬롯에 스크램블된 버스트를 전송한다. If it is determined that the service currently being transmitted to the slot is an MBMS service, according to one situation of the present invention, the transmitting side allocates the same scramble code to the data portion of the MBMS burst and then scrambles the same slot in the network. Send a burst.
상기 모든 셀은 MBMS 서비스가, 같은 고정 슬롯과, 같은 스크램블 코드를 사 용하는 처리 방안에 있어서, 모든 네트워크에 브로드캐스트되는 MBMS 버스트의 데이터부는 완전히 일치한다. 그것은 2가지 이점을 가져온다. In all the cells, in the processing scheme in which the MBMS service uses the same fixed slot and the same scramble code, the data portion of the MBMS burst broadcast to all networks is completely identical. It brings two advantages.
1. 이 슬롯에서 셀간의 간섭은 없으며, 모든 인접한 셀로부터의 모든 MBMS 버스트는 같은 시간창에서 대상 이용자 종단의 안테나에 도착하고, 인접한 셀로부터의 신호는 대상 셀 내의 멀티패스 신호로에 대한 부가 멀티패스 신호로 간주된다. 1. There is no inter-cell interference in this slot, and all MBMS bursts from all adjacent cells arrive at the antenna of the target user end in the same time window, and signals from adjacent cells are added to the multipath signal in the target cell. It is considered a pass signal.
2. 다른 셀로부터의 MBMS 버스트가 경유한 페이딩의 경로가 다르므로, 자동적으로 공간 다이버시티를 할 수도 있다. 대상 셀로부터의 경로가 모두 강렬한 페이딩을 하고 있지만, 인접한 셀로부터의 경로가 페이딩을 하고 있지 않으면, 수신자는 보다 약한 페이딩이 있는 버스트에 있어서의 MBMS 정보를 복호할 수 있다. 2. The paths of fading via MBMS bursts from other cells are different, so spatial diversity can be done automatically. If all the paths from the target cell are intensely fading, but the paths from adjacent cells are not fading, the receiver can decode MBMS information in bursts with weaker fading.
본 발명의 다른 하나의 상황에 의하면, MBMS 버스트에 어떤 스크램블, 디스크램블(descramble) 처리를 하지 않아도 된다. 그것은, 송신측과 수신측의 계산 부하를 동시에 줄이지만, 수신측, 송신측의 리시버가 다 같이 약간 복잡해지게 되는 것을 초래할 우려가 있다. According to another situation of the present invention, there is no need to perform any scramble or descramble process on the MBMS burst. It reduces the computational load on the transmitting side and the receiving side at the same time, but there is a fear that the receivers on the receiving side and the transmitting side become slightly complicated together.
같은 스크램블 코드를 선택하여 할당할지, 전혀 스크램블 코드를 할당하지 않을지에 대해서는, 플로우 설계와 소프트 설계의 쉽고 어려움의 정도, 및 상당한 공정수, 및 시스템의 배치 상황에 의해서 정해진다. Whether to select and assign the same scramble code or not to assign the scramble code at all is determined by the ease and difficulty of the flow design and the soft design, the considerable number of processes, and the arrangement of the system.
송신측에서 스크램블 코드의 처리가 완성될 경우, 본 발명에 의하면, 수신측은 상기 처리 상황에 따라서 대응하는 시스템처리를 하여, 신호의 공간 다이버시티 이득을 높인다. When the processing of the scramble code is completed on the transmitting side, according to the present invention, the receiving side increases the spatial diversity gain of the signal by performing corresponding system processing in accordance with the processing situation.
본 발명에 있어서, 수신측은 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 하고 버스트를 수신하여 합성함으로써, 신호의 공간 다이버시티 이득을 얻는다. 다른 셀에서는 채널 추정에 사용되는 기본 트레이닝 코드가 다르므로, 이하의 3가지 방안으로 채널 추정의 문제를 해결할 수 있다.In the present invention, the receiving side obtains the spatial diversity gain of the signal by performing channel estimation using the training sequence and receiving and synthesizing the burst. Since the basic training code used for channel estimation is different in other cells, the following three methods can solve the problem of channel estimation.
방안 1：통상대로, 셀마다 다른 기본 트레이닝 코드를 사용한다. 그를 위해서, 대상 셀에 있어서의 종단은 지정된 트레이닝 코드를 사용하여 채널 추정을 한다. 상기 채널 추정을 함으로써, 대상 종단과 대상 노드(B) 사이에서만 멀티패스를 추정할 수 있고, 다른 셀로부터의 경로를 사용할 수가 없다. 그래서, 각 셀 간의 간섭을 적절히 감소시킬 수 있으며, 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. Option 1: As usual, use a different basic training code for each cell. For that purpose, the termination in the target cell makes channel estimation using the specified training code. By performing the channel estimation, the multipath can be estimated only between the target end and the target node B, and a path from another cell cannot be used. Thus, interference between each cell can be appropriately reduced, and spatial diversity gain can be obtained.
방안 2：셀마다 같은 트레이닝 코드를 사용하지만, 다른 트레이닝 시프트이다. 예를 들면, TD-SCDMA 시스템에 있어서, 트레이닝 시퀀스의 길이는 128칩이다. 채널의 최대 지연을 16칩으로 설정하면, 가장 많은 경우는 8개의 트레이닝 시퀀스 시프트가 있을 수 있다. 7개의 셀마다 7개의 다른 시프트를 할당하여, 다른 셀에서 상기 시프트를 다시 사용할 수 있다. 그것은 주파수 계획에 있어서의 주파수 다중 인수가 7인 것과 유사하다. 그리고, 종단은 상기 다른 트레이닝 시프트를 이용하여 채널 쇼크 응답을 추정하고, 종단은 7개의 다시 회복한 MBMS 버스트가 얻어지며, 최대비 합성법이나 선택 합성법, 등이득 합성법을 사용하여 상기 버스트를 합성해서, 보다 큰 공간 다이버시티 이득을 얻는다.Option 2: Use the same training code for each cell, but with a different training shift. For example, in a TD-SCDMA system, the length of the training sequence is 128 chips. If the maximum delay of the channel is set to 16 chips, then in most cases there can be eight training sequence shifts. By assigning seven different shifts every seven cells, the shift can be reused in other cells. It is similar to the frequency multiple factor of 7 in the frequency scheme. The terminal estimates the channel shock response using the other training shift, and the terminal obtains seven recovered MBMS bursts, and synthesizes the bursts using a maximum ratio synthesis method, selective synthesis method, or equal gain synthesis method, Greater spatial diversity gains are obtained.
방안 3：모든 셀은 같은 기본 트레이닝 코드를 사용한다. 다른 노드(B)로부터의 MBMS 버스트는 모두 일치하고, 데이터부와 트레이닝부를 포함한다. 대상 종단 의 수신측 안테나에 도착한 버스트는 자동으로 합성한다. 이용자 종단은 어느 채널 추정창에 있어서의 채널 충격 응답을 추정한다. 이와 같이 해서 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.Option 3: All cells use the same basic training code The MBMS bursts from the other node B all match, and include the data portion and the training portion. The burst arriving at the receiving antenna at the target end is automatically synthesized. The user end estimates the channel shock response in any channel estimation window. In this way, a space diversity gain can be obtained.
본 발명의 공간 다이버시티 방법을 이용함으로써, 스펙트럼의 효율 향상, 셀 간의 상호간섭 회피, 복호신호의 품질 개선을 도모할 수 있으며, 커버하는 범위를 증대시켜 필요로 하는 사이트의 배치수를 감소시킨다. 동시에, 본 발명은, 간단하게 실현할 수 있고, 제품의 하드웨어 변경없이 스크램블 코드, 트레이닝 코드만 바뀌므로, 네트워크의 계획 단계에서 실시할 수 있다. By using the spatial diversity method of the present invention, it is possible to improve the efficiency of the spectrum, to avoid interference between cells, and to improve the quality of the decoded signal, and to increase the coverage to reduce the number of site arrangements required. At the same time, the present invention can be easily implemented, and since only the scramble code and the training code are changed without changing the hardware of the product, the present invention can be implemented at the planning stage of the network.
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