KR20090076693A - Mobile broadcasting receiver and method for estimating channel of mobile broadcasting receiver - Google Patents

Mobile broadcasting receiver and method for estimating channel of mobile broadcasting receiver Download PDF

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KR20090076693A
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Abstract

A mobile broadcasting receiver and a method for estimating a channel of the mobile broadcasting receiver are provided to estimate a channel by using a substantial value of a calculated Doppler coefficient, thereby increasing accuracy of channel estimation. A broadcasting signal receiver(121) receives a broadcast signal. A GPS receiver(111) obtains information about movement speed and direction of a mobile broadcasting receiver by using a GPS signal. A memory stores location information of a transmitter. An operating device(113) calculate an angle between incident direction of a broadcast signal and movement direction of the mobile broadcasting receiver. The operating device calculates a substantial value of a Doppler coefficient. An equalizer(122) estimates a channel by using the substantial value of the Doppler coefficient.

Description

모바일 방송 수신기 및 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법{MOBILE BROADCASTING RECEIVER AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL OF MOBILE BROADCASTING RECEIVER}Channel estimation method of mobile broadcast receiver and mobile broadcast receiver {MOBILE BROADCASTING RECEIVER AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL OF MOBILE BROADCASTING RECEIVER}

본 발명은 모바일 방송 수신기 및 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도플러 효과를 보정하여 수신 성능을 높일 수 있는 모바일 방송 수신기 및 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimation method of a mobile broadcast receiver and a mobile broadcast receiver. More particularly, the present invention relates to a channel estimation method of a mobile broadcast receiver and a mobile broadcast receiver that can improve reception performance by correcting a Doppler effect.

최근 언제 어디서나 사용자가 이동 중에도 방송 시청이 가능한 모바일(mobile) 방송 수신기에 대한 필요성과 요구가 점차 증가하고 있다. 예를 들어, 모바일 방송 수신기를 가능하게 하는 기술로는 디지털 멀티미디어 방송(DMB, Digital Multimedia Broadcasting) 서비스가 있다. 디지털 멀티미디어 방송 서비스는 음성, 영상 등 다양한 멀티미디어 신호를 휴대폰, PDA(personal digital assistants)와 같은 휴대용 단말기 또는 차량용 단말기 등 각종 모바일 방송 수신기에 디지털 방식으로 전송하는 것이다. 디지털 멀티미디어 방송 서비스는 사용자가 모바일 방송 수신기를 통해 고음질, 고화질 방송을 접할 수 있도록 해준다.Recently, the need and demand for a mobile broadcast receiver capable of watching a broadcast while a user is moving anywhere anytime is increasing. For example, a technology that enables a mobile broadcast receiver is a digital multimedia broadcasting (DMB) service. The digital multimedia broadcasting service digitally transmits various multimedia signals such as voice and video to various mobile broadcasting receivers such as mobile phones, portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), or vehicle terminals. Digital multimedia broadcasting service allows users to access high quality and high quality broadcasting through mobile broadcasting receiver.

디지털 멀티미디어 방송은 신호 전송망에 의한 분류에 따라 지상파 디지털 멀티미디어 방송 및 위성파 디지털 멀티미디어 방송으로 크게 구분할 수 있다.Digital multimedia broadcasting can be broadly classified into terrestrial digital multimedia broadcasting and satellite digital multimedia broadcasting according to classification by a signal transmission network.

지상파 디지털 멀티미디어 방송은 기존의 TV 또는 라디오 방송과 같이 지상의 전송망을 이용하여 멀티미디어 컨텐츠를 제공하는 서비스로서, 유럽의 디지털 오디오 방송(DAB : Digital Audio Broadcasting, 이하 DAB로 약칭)을 그 기반으로 한다.Terrestrial digital multimedia broadcasting is a service that provides multimedia contents using a terrestrial transmission network like conventional TV or radio broadcasting, and is based on European Digital Audio Broadcasting (DAB).

지상파 디지털 멀티미디어 방송은 MPEG-4(Moving Picture Experts Group -4)를 통하여 데이터를 압축 부호화하고, 이를 메타 정보와 함께 MPEG-2(Moving Picture Experts Group -2)로 패킷화한 뒤, MPEG-2 전송 스트림(TS : Transport Stream) 형태로 변환시켜 유레카-147(Eureka-147) 시스템을 통하여 전송하는 것이 보통이다. 이때, 유레카-147 시스템은 전송 채널에 의한 페이딩 왜곡을 극복하기 위하여 시간/주파수 인터리빙 및 오류 정정 부호화와 더불어 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 사용한다.Terrestrial digital multimedia broadcasting compresses and encodes data through MPEG-4 (Moving Picture Experts Group-4), packetizes it into MPEG-2 (Moving Picture Experts Group-2) with meta information, and then transmits MPEG-2. It is common to convert a stream into a transport stream (TS) and transmit it through the Eureka-147 system. At this time, the Eureka-147 system uses an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) transmission scheme along with time / frequency interleaving and error correction coding to overcome fading distortion caused by a transmission channel.

위성파 디지털 멀티미디어 방송은 전송 시에 위성을 사용한다. 즉, 지상의 방송센터에서 각종 멀티미디어 컨텐츠를 위성 주파수(Ku-Band, 12~13GHz)를 통하여 위성으로 전송하면, 위성은 이를 디지털 멀티미디어 방송용으로 할당된 S-Band(2.630~2.655GHz)를 통하여 지상의 수신기로 전송하는 것이다. 이때, 지하철이나 터널 등과 같이 위성의 신호를 직접 수신하지 못하는 지역 즉, ‘음영 지역’에는 별도의 중계기인 갭필러(Gap Filler)를 설치한다. 이 경우 위성과 갭필러는 위성 주파수를 통하여 통신하게 된다.Satellite Wave Digital multimedia broadcasting uses satellites for transmission. In other words, when a multimedia broadcasting center transmits various multimedia contents to satellite via satellite frequency (Ku-Band, 12 ~ 13GHz), the satellite transmits the multimedia contents through S-Band (2.630 ~ 2.655GHz) allocated for digital multimedia broadcasting. Is to send to the receiver. In this case, a gap filler, which is a separate repeater, is installed in an area that does not directly receive satellite signals, such as a subway or a tunnel. In this case, the satellite and the gap filler communicate through satellite frequencies.

모바일 방송 수신기는 무선 채널을 통해 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신한다. 그런데 무선 채널은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)로 인한 심벌간 간섭(ISI, intersymbol interference) 또는 송신기에 대한 수신기의 상대적인 이동으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. The mobile broadcast receiver receives a digital multimedia broadcast signal through a wireless channel. However, the wireless channel may be classified into path loss, noise, intersymbol interference due to multipath, or the Doppler effect due to the relative movement of the receiver to the transmitter. There is a non-ideal characteristic.

도플러 효과는 일정 주파수의 송신 신호를 송신하는 송신기와 수신기 사이에 상대적인 운동이 있을 때 수신기가 수신하는 수신 신호의 주파수가 송신 신호의 주파수와 달라지는 현상을 말한다. 따라서, 모바일 방송 수신기가 이동하는 경우, 모바일 방송 수신기에서 수신하는 방송 신호 주파수는 송신기인 위성 또는 송신탑이 송신하는 방송 신호의 주파수와 차이가 생긴다.The Doppler effect refers to a phenomenon in which the frequency of the received signal that is received by the receiver is different from the frequency of the transmitted signal when there is a relative motion between the transmitter and the receiver transmitting a predetermined frequency of the transmission signal. Therefore, when the mobile broadcast receiver moves, the broadcast signal frequency received by the mobile broadcast receiver is different from the frequency of the broadcast signal transmitted by the satellite or the transmission tower.

도플러 효과와 같은 채널의 비이상적인 특성은 방송 신호를 왜곡 또는 변형시킨다. 따라서 신뢰성 있는 통신을 하기 위해, 수신기는 이러한 채널의 비이상적인 특성을 고려하여 채널을 추정하고, 추정된 채널을 이용하여 수신된 방송 신호에서 도플러 효과 등으로 인한 왜곡을 제거할 필요가 있다.Non-ideal characteristics of the channel, such as the Doppler effect, distort or transform the broadcast signal. Therefore, in order to perform reliable communication, the receiver needs to estimate a channel in consideration of the non-ideal characteristics of such a channel, and remove the distortion due to the Doppler effect or the like from the received broadcast signal using the estimated channel.

본 발명이 해결하고자 하는 제1기술적 과제는 도플러 효과를 보정하여 수신 성능을 높일 수 있는 모바일 방송 수신기를 제공하는 것이다.The first technical problem to be solved by the present invention is to provide a mobile broadcast receiver that can improve the reception performance by correcting the Doppler effect.

본 발명이 해결하고자 하는 제2기술적 과제는 도플러 효과를 보정하여 수신 성능을 높일 수 있는 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법을 제공하는 것이다.The second technical problem to be solved by the present invention is to provide a channel estimation method of a mobile broadcast receiver that can improve the reception performance by correcting the Doppler effect.

제1기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 양태에서, 송신기로부터 송신된 방송 신호를 이동 중에도 수신할 수 있는 방송 신호 수신부; GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호를 이용하여 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도와 이동 방향에 대한 정보를 획득하는 GPS 수신부; 상기 송신기의 위치 정보를 저장하고 있는 메모리; 상기 모바일 방송 수신기의 이동 방향 및 상기 송신기의 위치 정보를 이용하여 상기 송신기로부터 송신되는 상기 방송 신호의 입사 방향과 상기 모바일 방송 수신기의 이동 방향 사이의 각도를 계산하고, 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도 및 상기 각도를 이용하여 도플러 계수의 실제값을 계산하는 연산 장치; 및 상기 연산 장치가 계산한 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 등화기를 포함하는 모바일 방송 수신기를 제공한다.In order to solve the first technical problem, in an aspect of the present invention, there is provided a broadcast signal receiving unit capable of receiving a broadcast signal transmitted from a transmitter while moving; A GPS receiver which receives a GPS signal and obtains information about a moving speed and a moving direction of the mobile broadcast receiver using the GPS signal; A memory storing positional information of the transmitter; The angle between the incident direction of the broadcast signal transmitted from the transmitter and the moving direction of the mobile broadcast receiver is calculated using the moving direction of the mobile broadcast receiver and the position information of the transmitter, and the moving speed and An arithmetic device for calculating an actual value of a Doppler coefficient using the angle; And an equalizer for estimating a channel using an actual value of the Doppler coefficient calculated by the computing device.

제2기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 양태에서, 송신기로부터 송신된 방송 신호를 이동 중에도 수신할 수 있는 모바일 방송 수신기에서 상기 방송 신호를 수신하는 단계; GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호를 이용하여 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도와 이동 방향에 대한 정보를 획득하는 단계; 상기 이동 방향 및 상기 모바일 방송 수신기에 저장된 상기 송신기의 위치 정보를 이용하여 상기 방송 신호의 입사 방향과 상기 이동 방향 사이의 각도를 계산하는 단계; 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도 및 상기 각도를 이용하여 도플러 계수의 실제값을 계산하는 단계; 및 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 단계를 포함하는 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, to solve the second technical problem, the step of receiving the broadcast signal in a mobile broadcast receiver that can receive the broadcast signal transmitted from the transmitter on the move; Receiving a GPS signal and acquiring information on a moving speed and a moving direction of the mobile broadcast receiver using the GPS signal; Calculating an angle between the incident direction of the broadcast signal and the moving direction by using the moving direction and position information of the transmitter stored in the mobile broadcast receiver; Calculating an actual value of a Doppler coefficient using the moving speed and the angle of the mobile broadcast receiver; And estimating a channel using an actual value of the Doppler coefficient.

이와 같이 본 발명에 따르면, GPS 신호를 이용하여, 도플러 계수의 실제값 계산에 필요한 파라미터들을 얻을 수 있고, 상기 파라미터들을 이용해 도플러 계수의 실제값을 계산하고, 계산된 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하므로, 채널 추정의 정확도를 높일 수 있고, 통신의 신뢰도를 높일 수 있어 수신 성능을 개선할 수 있는 모바일 방송 수신기 및 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법을 제공할 수 있다.Thus, according to the present invention, by using the GPS signal, it is possible to obtain the parameters necessary for calculating the actual value of the Doppler coefficient, to calculate the actual value of the Doppler coefficient using the parameters, and to use the calculated actual value of the Doppler coefficient By estimating the channel, it is possible to provide a mobile broadcast receiver and a channel estimation method of the mobile broadcast receiver, which can increase the accuracy of channel estimation and improve the reliability of communication, thereby improving the reception performance.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기를 설명하기 위한 도면 이다.1 is a view for explaining a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 모바일 방송 수신기(100)는 송신기(1)으로부터 방송 신호를 수신하고, GPS(Global Positioning System) 위성(2)으로부터 GPS 신호를 수신한다.Referring to FIG. 1, the mobile broadcast receiver 100 receives a broadcast signal from a transmitter 1 and a GPS signal from a global positioning system (GPS) satellite 2.

모바일 방송 수신기(100)는 이동이 가능한 휴대용 단말기 또는 차량용 단말기로, 이동 중에도 송신기(1)으로부터 방송 신호를 수신할 수 있고, GPS 위성(2)으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다. 모바일 방송 수신기(100)는 송신기(1)으로부터 수신한 방송 신호를 처리하여 영상 및 음향으로 출력한다. 예를 들어, 모바일 방송 수신기(100)는 디지털 멀티미디어 방송 서비스를 받을 수 있는 네비게이션(navigation)이거나, 텔레비전과 접속하여 인터넷 서비스 등을 이용할 수 있게 하는 장치인 세트톱 박스(set-top box)일 수 있다.The mobile broadcast receiver 100 may be a mobile terminal or a vehicle terminal that is movable, and may receive a broadcast signal from the transmitter 1 while moving, and may receive a GPS signal from the GPS satellite 2. The mobile broadcast receiver 100 processes the broadcast signal received from the transmitter 1 and outputs the image and sound. For example, the mobile broadcast receiver 100 may be a navigation for receiving a digital multimedia broadcasting service or a set-top box, which is a device for connecting to a television to use an Internet service. have.

모바일 방송 수신기(100)는 GPS 위성(2)으로부터 수신한 GPS 신호를 이용해 자신의 이동 속도(v)를 획득할 수 있다.The mobile broadcast receiver 100 may acquire its own moving speed v using the GPS signal received from the GPS satellite 2.

GPS는 인공위성을 이용한 범세계적 위치결정 체계로서, 정확한 위치를 알고 있는 위성에서 발사한 전파를 수신하여 관측점까지의 소요시간을 관측함으로써 관측점의 위치를 구하는 체계이다. GPS 측량은 위치가 알려진 다수의 위성을 기지점으로 하여 수신기를 설치한 미지점의 위치를 결정하는 후방교회법(Resection method)에 의한 측량 방법이다. GPS는 관측점의 위도, 경도 및 고도의 위치뿐 아니라 속도 정보까지 얻을 수 있다.GPS is a global positioning system using satellites. It is a system that finds the position of an observation point by receiving the radio waves from satellites that know the exact position and observing the time required to the observation point. GPS surveying is a survey method based on a resection method that determines the location of an unknown point in which a receiver is installed by using a plurality of satellites whose known positions are known points. GPS can obtain speed information as well as the latitude, longitude, and elevation of the viewpoint.

모바일 방송 수신기(100)는 이동 속도 v로 이동하기 때문에, 송신기(1)이 송 신하는 방송 신호의 주파수와 모바일 방송 수신기(100)가 수신하는 수신 신호의 주파수가 달라지는 도플러 효과가 발생한다.Since the mobile broadcast receiver 100 moves at a moving speed v, a Doppler effect occurs in which the frequency of the broadcast signal transmitted by the transmitter 1 and the frequency of the received signal received by the mobile broadcast receiver 100 are different.

도플러 주파수는 모바일 방송 수신기(100)의 도플러 효과로 인한 주파수 변화를 의미하고, 채널의 변화율을 반영한다. 도플러 주파수가 큰 경우, 시간에 따라 수신 신호 레벨이 빠르게 변화하는 빠른 페이딩 채널(fast fading channel)을 의미하고, 도플러 주파수가 작은 경우, 시간에 따라 수신 신호 레벨이 느리게 변화하는 느린 페이딩 채널(slow fading channel)을 의미한다. 빠른 페이딩 채널에서는 신호의 변형 또는 왜곡이 일어날 수 있으므로, 이런 채널의 비이상적인 특성을 보상하여 채널을 추정할 필요가 있다.The Doppler frequency refers to a change in frequency due to the Doppler effect of the mobile broadcast receiver 100 and reflects the rate of change of the channel. If the Doppler frequency is large, it means a fast fading channel that the received signal level changes rapidly with time.If the Doppler frequency is small, it means a slow fading channel with the received signal level changing slowly with time. channel). In fast fading channels, signal distortion or distortion can occur, so it is necessary to estimate the channel by compensating for the non-ideal nature of such a channel.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 모바일 방송 수신기(100)는 GPS 수신 모듈(110) 및 방송 수신 모듈(120)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the mobile broadcast receiver 100 includes a GPS receiving module 110 and a broadcast receiving module 120.

GPS 수신 모듈(110)은 GPS 수신부(111), 메모리(112) 및 연산 장치(113)를 포함한다.The GPS receiver module 110 includes a GPS receiver 111, a memory 112, and a computing device 113.

방송 수신 모듈(120)은 방송 신호 수신부(121), 등화기(equalizer, 122), 복조기(demodulator, 123), 역다중화기(demultiplexer, 124), 비디오 디코더(video decoder, 125), 오디오 디코더(audio decoder, 126) 및 출력부(127)를 포함한다.The broadcast reception module 120 includes a broadcast signal receiver 121, an equalizer 122, a demodulator 123, a demultiplexer 124, a video decoder 125, and an audio decoder. and a decoder 126 and an output unit 127.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 일부 구성 블록도이 다.3 is a block diagram of some components of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 등화기(122)는 도플러 계수의 추측값 생성기(122a), 비교기(122b), 도플러 계수 선택기(122c) 및 채널 추정기(122d)를 포함한다. 비교기(122b)는 연산 장치(113)으로부터 도플러 계수의 실제값을 전달받는다.Referring to FIG. 3, the equalizer 122 includes a guess generator 122a, a comparator 122b, a Doppler coefficient selector 122c, and a channel estimator 122d. The comparator 122b receives the actual value of the Doppler coefficient from the computing device 113.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 등화기에서 수행하는 채널 추정 방법이다.4 is a channel estimation method performed by an equalizer of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 모바일 방송 수신기(100)의 채널 추정 방법을 설명한다.A channel estimation method of the mobile broadcast receiver 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

GPS 수신부(111)는 GPS 위성(2)으로부터 GPS 신호를 수신하고, GPS 신호를 이용하여 도플러 계수를 계산하기 위한 파라미터들을 획득한다. 예를 들어, 상기 파라미터들은 모바일 방송 수신기(100)의 위치, 이동 속도(v) 및 이동 방향에 대한 정보 등이다.The GPS receiver 111 receives a GPS signal from the GPS satellite 2 and acquires parameters for calculating the Doppler coefficient using the GPS signal. For example, the parameters are information about the position, the moving speed v and the moving direction of the mobile broadcast receiver 100.

메모리(112)는 송신기(1)의 위치 정보를 저장하고 있다.The memory 112 stores location information of the transmitter 1.

연산 장치(113)는 모바일 방송 수신기(100)의 이동 방향 및 송신기(1)의 위치 정보를 이용하여, 송신기(1)으로부터 입사되는 방송 신호와 모바일 방송 수신기(100)의 이동 방향 사이의 공간적인 각도(θ)를 계산한다. The arithmetic unit 113 uses the moving direction of the mobile broadcast receiver 100 and the position information of the transmitter 1 to perform spatial separation between the broadcast signal incident from the transmitter 1 and the moving direction of the mobile broadcast receiver 100. Calculate the angle θ.

또한 연산 장치(113)는 모바일 방송 수신기(100)의 이동 속도(v) 및 각도(θ)를 이용하여 도플러 계수의 실제값(D1)을 계산한다(S11).In addition, the computing device 113 calculates an actual value D 1 of the Doppler coefficient using the moving speed v and the angle θ of the mobile broadcast receiver 100 (S11).

도플러 계수는 모바일 방송 수신기(100)의 이동으로 인해 생기는 도플러 효과의 정도를 나타내는 계수(coefficient)이다. 예를 들어, 도플러 계수는 주파수 변화인 도플러 천이(Doppler-shift), 채널이 변화하지 않는 시간인 코히런스 시간(coherence time) 또는 모바일 방송 수신기(100)에서 관측되는 주파수 등이 될 수 있다.The Doppler coefficient is a coefficient indicating the degree of Doppler effect caused by the movement of the mobile broadcast receiver 100. For example, the Doppler coefficient may be a Doppler-shift, which is a frequency change, a coherence time, which is a time when the channel does not change, or a frequency observed in the mobile broadcast receiver 100.

도플러 계수가 도플러 천이인 경우, 연산 장치(113)는 수학식 1과 같이 도플러 계수의 실제값(D1)을 구한다.When the Doppler coefficient is the Doppler transition, the arithmetic unit 113 calculates the actual value D 1 of the Doppler coefficient as shown in Equation ( 1 ).

Figure 112008001962875-PAT00001
Figure 112008001962875-PAT00001

여기서, fd는 도플러 천이이고, λ는 방송 신호의 파장이고, v는 모바일 방송 수신기(100)의 이동 속도이고, θ는 각도이다.Where f d is the Doppler transition, λ is the wavelength of the broadcast signal, v is the moving speed of the mobile broadcast receiver 100, and θ is the angle.

도플러 계수가 모바일 방송 수신기(100)에서 관측되는 주파수인 경우, 연산 장치(113)는 수학식 2와 같이 도플러 계수의 실제값(D1)을 구한다.When the Doppler coefficient is the frequency observed by the mobile broadcast receiver 100, the computing device 113 obtains the actual value D 1 of the Doppler coefficient as shown in Equation 2.

Figure 112008001962875-PAT00002
Figure 112008001962875-PAT00002

여기서, f`은 모바일 방송 수신기(100)에서 관측되는 주파수이고, f는 송신기(1)이 송신하는 방송 신호의 주파수이고, β는

Figure 112008001962875-PAT00003
광속(
Figure 112008001962875-PAT00004
)에 대한 모바일 방송 수신기(100)의 이동 속도(v)이고, θ는 각도이다.Here, f` is the frequency observed in the mobile broadcast receiver 100, f is the frequency of the broadcast signal transmitted by the transmitter 1, β is
Figure 112008001962875-PAT00003
Luminous flux
Figure 112008001962875-PAT00004
Is the moving speed (v) of the mobile broadcast receiver 100 relative to.

연산 장치(113)에서 계산된 도플러 계수의 실제값(D1)은 등화기(122)의 비교기(122b)에 전달된다.The actual value D 1 of the Doppler coefficient calculated by the computing device 113 is transmitted to the comparator 122b of the equalizer 122.

방송 신호 수신부(121)는 송신기(1)으로부터 방송 신호를 수신하고, 저잡음 증폭한 뒤 중간 주파 신호로 주파수 변환을 수행한다.The broadcast signal receiver 121 receives a broadcast signal from the transmitter 1, amplifies low noise, and then performs frequency conversion into an intermediate frequency signal.

등화기(122)는 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)로 인한 심벌간 간섭(ISI, intersymbol interference) 또는 송신기에 대한 수신기의 상대적인 이동으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등 채널의 비이상적인 특성을 고려하여 채널을 추정한다. 이때 등화기(122)는 연산 장치(113)로부터 도플러 계수의 실제값(D1)을 전달받아, 채널을 추정하는데 보상한다. 등화기(122)는 추정된 채널을 이용하여 수신된 방송 신호를 보정하여 도플러 효과 등으로 인한 왜곡을 제거한다.Equalizer 122 is a Doppler effect due to path loss, noise, intersymbol interference (ISI) due to multipath, or relative movement of the receiver to the transmitter. The channel is estimated in consideration of the non-ideal characteristics of the iso-channel. In this case, the equalizer 122 receives the actual value D 1 of the Doppler coefficient from the computing device 113 and compensates for estimating the channel. The equalizer 122 corrects the received broadcast signal using the estimated channel to remove distortion due to the Doppler effect.

등화기(122)의 도플러 계수의 추측값 생성기(122a)는 수신된 방송 신호를 이 용하여 도플러 계수의 추측값(D2)을 생성한다(S12).The estimated value generator 122a of the Doppler coefficient of the equalizer 122 generates the estimated value D 2 of the Doppler coefficient by using the received broadcast signal (S12).

많은 종래 기술들을 도플러 계수의 추측값(D2)을 생성하는데 이용할 수 있다. 예를 들어, 도플러 계수가 도플러 천이인 경우, 도플러 계수의 추측값(D2)은 모바일 방송 수신기(100)에서 수신된 방송 신호의 제로 크로싱 레이트(zero crossing rate)를 측정함으로써 획득될 수 있다. 본 발명은 도플러 계수의 추측값(D2)을 생성하는데 사용되는 어떤 특정 방법에 의존하지 않는다.Many prior art techniques can be used to generate the guess value D 2 of the Doppler coefficient. For example, when the Doppler coefficient is a Doppler transition, the estimated value D 2 of the Doppler coefficient may be obtained by measuring a zero crossing rate of the broadcast signal received at the mobile broadcast receiver 100. The present invention does not depend on any particular method used to generate the guess value D 2 of the Doppler coefficients.

그런데 도플러 계수의 추측값(D2)은 추정되는 값이므로, 실제 도플러 효과로 인한 도플러 계수의 실제값과는 차이가 있을 수 있다. 따라서 도플러 효과를 정확하게 반영하여 채널 추정의 신뢰성을 높이기 위해서 도플러 계수의 실제값을 보상해줄 필요가 있다.However, since the estimated value D 2 of the Doppler coefficient is an estimated value, there may be a difference from the actual value of the Doppler coefficient due to the actual Doppler effect. Therefore, in order to accurately reflect the Doppler effect and increase the reliability of channel estimation, it is necessary to compensate the actual value of the Doppler coefficient.

등화기(122)의 비교기(122b)는 연산 장치(113)에서 전달받은 도플러 계수의 실제값(D1)과 도플러 계수의 추측값(D2)을 비교한다(S13). 비교기(122b)는 도플러 계수의 실제값(D1)과 도플러 계수의 추측값(D2)의 차이(|D1-D2|)를 임계치와 비교한다(S14).The comparator 122b of the equalizer 122 compares the actual value D 1 of the Doppler coefficient received from the computing device 113 with the estimated value D 2 of the Doppler coefficient (S13). The comparator 122b compares the difference (| D 1 -D 2 |) between the actual value D 1 of the Doppler coefficient and the estimated value D 2 of the Doppler coefficient with the threshold (S14).

등화기(122)의 도플러 계수 선택기(122c)는 도플러 계수의 실제값(D1)과 도 플러 계수의 추측값(D2)의 차이(|D1-D2|)가 임계치보다 작은 경우에는 도플러 계수의 추측값(D2)을 선택하고(S15), 차이(|D1-D2|)가 임계치보다 큰 경우에는 도플러 계수의 실제값(D1)을 선택한다(S16).The Doppler coefficient selector 122c of the equalizer 122 determines that the difference (| D 1 -D 2 |) between the actual value D 1 of the Doppler coefficient and the estimated value D 2 of the Doppler coefficient is smaller than the threshold. The estimated value D 2 of the Doppler coefficient is selected (S15), and if the difference (| D 1 -D 2 |) is larger than the threshold value, the actual value D 1 of the Doppler coefficient is selected (S16).

등화기(122)의 채널 추정기(122d)는 도플러 계수 선택기(122c)에서 선택된 도플러 계수를 고려하여, 채널을 추정하는데 보상한다. 따라서 채널 추정의 정확도를 높일 수 있고, 통신의 신뢰도를 높일 수 있어 수신 성능을 개선할 수 있다. 등화기(122)는 추정된 채널을 이용하여 수신된 방송 신호를 보정하여 도플러 효과로 인한 왜곡을 제거한다.The channel estimator 122d of the equalizer 122 compensates for estimating the channel, taking into account the Doppler coefficient selected by the Doppler coefficient selector 122c. Therefore, the accuracy of channel estimation can be improved, and the reliability of communication can be improved, and the reception performance can be improved. The equalizer 122 corrects the received broadcast signal using the estimated channel to remove distortion due to the Doppler effect.

복조기(123)는 도플러 효과로 인한 왜곡이 제거된 방송 신호를 복조(demodulation)하여 전송 스트림으로 변환한다.The demodulator 123 demodulates a broadcast signal from which distortion due to the Doppler effect is removed and converts the broadcast signal into a transport stream.

역다중화기(124)는 복조기(123)에서 출력된 전송 스트림을 입력받아, 역다중화(demultiplexing)를 수행하고, 비디오 패킷 스트림 및 오디오 패킷 스트림으로 분리한 뒤 각각 비디오 디코더(125) 및 오디오 디코더(126)로 출력하는 기능을 수행한다.The demultiplexer 124 receives the transport stream output from the demodulator 123, performs demultiplexing, separates the video packet stream and the audio packet stream, and then decodes the video decoder 125 and the audio decoder 126, respectively. Outputs to).

또한, 역다중화기(124)는 역다중화를 통하여 비디오와 오디오의 동기화를 위한 타임 스탬프(Time Stamp) 정보를 추출하여 동기화부(미도시)로 제공한다.In addition, the demultiplexer 124 extracts time stamp information for synchronizing video and audio through demultiplexing and provides the decoder to a synchronizer (not shown).

비디오 디코더(125)는 역다중화기(124)로부터 입력되는 비디오 패킷 스트림 을 복호(decoding)하여 비디오 신호로 복원한 뒤 출력부(127)로 전송한다. 예를 들어, 비디오 디코더(125)의 비디오 압축 코딩 방식은 H.264|MPEG-4 Part 10AVC(Advanced Video Coding)이다.The video decoder 125 decodes the video packet stream input from the demultiplexer 124, reconstructs the video packet stream, and transmits the decoded video packet stream to the output unit 127. For example, the video compression coding scheme of the video decoder 125 is H.264 | MPEG-4 Part 10Advanced Video Coding (AVC).

오디오 디코더(126)는 역다중화기(124)로부터 입력되는 오디오 패킷 스트림을 복호하여 오디오 신호로 복원한 뒤 출력부(127)로 전송한다. 예를 들어, 오디오 디코더(126)의 위성파의 오디오 압축 코딩 방식인 MPEG-2 ACC+ SBR(Spectral Band Replication) 방식이고, 지상파의 오디오 압축 코딩 방식인 MPEG-4 ACC-BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding) 방식이다. 상기 MPEG-2 ACC+ SBR 방식과 MPEG-4 ACC-BSAC 방식은 위성파 디지털 멀티미디어 방송 표준인 국제전기 통신 연합의 System-E와, 지상파 디지털 멀티미디어 방송 표준인 System-A에 의하여 공지되어 있다.The audio decoder 126 decodes the audio packet stream input from the demultiplexer 124, restores the audio packet stream to an audio signal, and transmits the decoded audio packet to the output unit 127. For example, the MPEG-2 ACC + Spectral Band Replication (SBR) method, which is an audio compression coding method of satellite waves of the audio decoder 126, and the MPEG-4 Bit Sliced Arithmetic Coding (ACC-BSAC) method, which is an audio compression coding method of terrestrial waves. to be. The MPEG-2 ACC + SBR scheme and the MPEG-4 ACC-BSAC scheme are known by System-E of the International Telecommunication Union, which is a satellite digital multimedia broadcasting standard, and System-A, a terrestrial digital multimedia broadcasting standard.

동기화부는 역다중화기(124)로부터 제공되는 타임 스탬프 정보를 이용하여 비디오 신호 및 오디오 신호가 서로 동기화되도록 제어한다.The synchronization unit controls the video signal and the audio signal to be synchronized with each other using the time stamp information provided from the demultiplexer 124.

출력부(127)는 비디오 디코더(125)에 의하여 출력되는 비디오 신호 및 오디오 디코더(126)로부터 출력되는 오디오 신호를 동기화부에 의해 동기화하여 사용자가 접할 수 있는 영상 및 음향으로 재생한다.The output unit 127 synchronizes the video signal output by the video decoder 125 and the audio signal output from the audio decoder 126 by the synchronization unit to reproduce the image and sound accessible to the user.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법이다.5 is a channel estimation method of a mobile broadcast receiver according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 모바일 방송 수신기(100)의 채널 추정 방법은 등화기(122)의 도플러 계수 선택기(122c)에서 도플러 계수를 선택하는 과정을 제외하면, 도 4 에서 설명한 모바일 방송 수신기(100)의 채널 추정 방법과 동일하다.Referring to FIG. 5, in the channel estimation method of the mobile broadcast receiver 100, except for the step of selecting the Doppler coefficient from the Doppler coefficient selector 122c of the equalizer 122, the mobile broadcast receiver 100 described with reference to FIG. 4 is performed. Is the same as the channel estimation method.

등화기(122)의 도플러 계수 선택기(122c)는 도플러 계수의 실제값(D1)과 도플러 계수의 추측값(D2)의 차이(|D1-D2|)가 임계치보다 작은 경우에는 도플러 계수의 추측값(D2)을 선택하고(S15), 차이(|D1-D2|)가 임계치보다 큰 경우에는 도플러 계수의 실제값(D1)과 도플러 계수의 추측값(D2)의 평균값을 도플러 계수로 선택한다(S26). 예를 들어, 도플러 계수의 실제값(D1)과 도플러 계수의 추측값(D2)의 평균값이 산술평균인 경우에는

Figure 112008001962875-PAT00005
를 도플러 계수로 선택한다.The Doppler coefficient selector 122c of the equalizer 122 determines the Doppler when the difference (| D 1 -D 2 |) between the actual value D 1 of the Doppler coefficient and the estimated value D 2 of the Doppler coefficient is smaller than the threshold. If the estimated value (D 2 ) of the coefficient is selected (S15), and the difference (| D 1 -D 2 |) is larger than the threshold, the actual value (D 1 ) of the Doppler coefficient and the estimated value (D 2 ) of the Doppler coefficient The average value of is selected as the Doppler coefficient (S26). For example, when the average value of the actual value D 1 of the Doppler coefficient and the estimated value D 2 of the Doppler coefficient is an arithmetic mean,
Figure 112008001962875-PAT00005
Is selected as the Doppler coefficient.

등화기(122)의 채널 추정기(122d)는 도플러 계수 선택기(122c)에서 선택된 도플러 계수를 고려하여, 채널을 추정하는데 보상한다. 등화기(122)는 추정된 채널을 이용하여 수신된 방송 신호를 보정하여 도플러 효과로 인한 왜곡을 제거한다.The channel estimator 122d of the equalizer 122 compensates for estimating the channel, taking into account the Doppler coefficient selected by the Doppler coefficient selector 122c. The equalizer 122 corrects the received broadcast signal using the estimated channel to remove distortion due to the Doppler effect.

지금까지 설명한 등화기는 도플러 계수의 추측값을 생성할 수 있는 등화기이나, 도플러 계수의 추측값을 생성하지 않는 등화기를 이용할 경우 연산 장치에서 계산한 도플러 계수의 실제값을 바로 채널을 추정하는데 사용할 수도 있다.The equalizer described so far can use the equalizer that can generate the guess value of the Doppler coefficient, or when the equalizer does not generate the guess value of the Doppler coefficient, the actual value of the Doppler coefficient calculated by the computing device can be used to estimate the channel directly. have.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), or the like according to software or program code coded to perform the function. The design, development and implementation of the code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. I can understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention will include all embodiments within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 일부 구성 블록도이다.3 is a block diagram of some components of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법이다.4 is a channel estimation method of a mobile broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법이다.5 is a channel estimation method of a mobile broadcast receiver according to another embodiment of the present invention.

Claims (7)

송신기로부터 송신된 방송 신호를 이동 중에도 수신할 수 있는 모바일 방송 수신기에 있어서,A mobile broadcast receiver capable of receiving a broadcast signal transmitted from a transmitter while moving, 상기 방송 신호를 수신하는 방송 신호 수신부;A broadcast signal receiver for receiving the broadcast signal; GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호를 이용하여 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도와 이동 방향에 대한 정보를 획득하는 GPS 수신부;A GPS receiver which receives a GPS signal and obtains information about a moving speed and a moving direction of the mobile broadcast receiver using the GPS signal; 상기 송신기의 위치 정보를 저장하고 있는 메모리;A memory storing positional information of the transmitter; 상기 모바일 방송 수신기의 이동 방향 및 상기 송신기의 위치 정보를 이용하여 상기 방송 신호의 입사 방향과 상기 모바일 방송 수신기의 이동 방향 사이의 각도를 계산하고, 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도 및 상기 각도를 이용하여 도플러 계수의 실제값을 계산하는 연산 장치; 및The angle between the incident direction of the broadcast signal and the movement direction of the mobile broadcast receiver is calculated using the moving direction of the mobile broadcast receiver and the position information of the transmitter, and the moving speed and the angle of the mobile broadcast receiver are calculated. A computing device for calculating an actual value of the Doppler coefficients; And 상기 연산 장치가 계산한 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 등화기를 포함하는 모바일 방송 수신기.And an equalizer for estimating a channel using the actual value of the Doppler coefficient calculated by the computing device. 제1항에 있어서, 상기 도플러 계수의 실제값은The method of claim 1, wherein the actual value of the Doppler coefficient
Figure 112008001962875-PAT00006
인 모바일 방송 수신기. 여기서, f`은 상기 도플러 계수의 실제값으로, 상기 모바일 방송 수신기에서 관측되는 주파수이고, f는 상기 송신탑이 송신하는 상기 방송 신호의 주파수이고, β는
Figure 112008001962875-PAT00007
로, 광속(
Figure 112008001962875-PAT00008
)에 대한 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도이고, θ는 상기 각도이다.
Figure 112008001962875-PAT00006
Mobile broadcast receiver. Here, f is the actual value of the Doppler coefficient, the frequency observed by the mobile broadcast receiver, f is the frequency of the broadcast signal transmitted by the transmission tower, β is
Figure 112008001962875-PAT00007
With luminous flux (
Figure 112008001962875-PAT00008
Is the moving speed of the mobile broadcast receiver relative to. 제1항에 있어서, 상기 등화기는 상기 방송 신호를 이용하여 도플러 계수의 추측값을 생성하는 도플러 계수의 추측값 생성기;2. The apparatus of claim 1, wherein the equalizer comprises: a guess generator of a Doppler coefficient for generating a guess of a Doppler coefficient using the broadcast signal; 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 연산 장치가 계산한 상기 도플러 계수의 실제값의 차이를 임계치와 비교하는 비교기; 및A comparator for comparing a difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient calculated by the computing device with a threshold; And 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 도플러 계수의 실제값을 도플러 계수로 선택하는 도플러 계수 선택기를 포함하는 모바일 방송 수신기.And a Doppler coefficient selector for selecting an actual value of the Doppler coefficient as a Doppler coefficient when the difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient is larger than the threshold. 제1항에 있어서, 상기 등화기는 상기 방송 신호를 이용하여 도플러 계수의 추측값을 생성하는 도플러 계수의 추측값 생성기;2. The apparatus of claim 1, wherein the equalizer comprises: a guess generator of a Doppler coefficient for generating a guess of a Doppler coefficient using the broadcast signal; 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 연산 장치가 계산한 상기 도플러 계수의 실제값의 차이를 임계치와 비교하는 비교기; 및A comparator for comparing a difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient calculated by the computing device with a threshold; And 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 평 균값을 도플러 계수로 선택하는 도플러 계수 선택기를 포함하는 모바일 방송 수신기.And a Doppler coefficient selector for selecting a mean value of the estimated value of the Doppler coefficient and an actual value of the Doppler coefficient as a Doppler coefficient when the difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient is larger than the threshold. Mobile broadcast receiver. 송신기로부터 송신된 방송 신호를 이동 중에도 수신할 수 있는 모바일 방송 수신기에서 상기 방송 신호를 수신하는 단계;Receiving the broadcast signal at a mobile broadcast receiver capable of receiving a broadcast signal transmitted from a transmitter while moving; GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호를 이용하여 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도와 이동 방향에 대한 정보를 획득하는 단계;Receiving a GPS signal and acquiring information on a moving speed and a moving direction of the mobile broadcast receiver using the GPS signal; 상기 이동 방향 및 상기 모바일 방송 수신기에 저장된 상기 송신기의 위치 정보를 이용하여 상기 방송 신호의 입사 방향과 상기 이동 방향 사이의 각도를 계산하는 단계;Calculating an angle between the incident direction of the broadcast signal and the moving direction by using the moving direction and position information of the transmitter stored in the mobile broadcast receiver; 상기 모바일 방송 수신기의 이동 속도 및 상기 각도를 이용하여 도플러 계수의 실제값을 계산하는 단계; 및Calculating an actual value of a Doppler coefficient using the moving speed and the angle of the mobile broadcast receiver; And 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 단계를 포함하는 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법.Estimating a channel using the actual value of the Doppler coefficients. 제5항에 있어서, 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 단계는,The method of claim 5, wherein estimating a channel using an actual value of the Doppler coefficients comprises: 상기 방송 신호를 이용하여 도플러 계수의 추측값을 생성하는 단계;Generating an estimated value of a Doppler coefficient using the broadcast signal; 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이를 임계치와 비교하는 단계; 및Comparing a difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient with a threshold; And 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 도플러 계수의 실제값을 도플러 계수로 선택하여 채널을 추정하는 단계로 이루어진 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법.Estimating a channel by selecting an actual value of the Doppler coefficient as a Doppler coefficient when the difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient is larger than the threshold. 제5항에 있어서, 상기 도플러 계수의 실제값을 이용하여 채널을 추정하는 단계는,The method of claim 5, wherein estimating a channel using an actual value of the Doppler coefficients comprises: 상기 방송 신호를 이용하여 도플러 계수의 추측값을 생성하는 단계;Generating an estimated value of a Doppler coefficient using the broadcast signal; 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이를 임계치와 비교하는 단계; 및Comparing a difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient with a threshold; And 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 차이가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 도플러 계수의 추측값과 상기 도플러 계수의 실제값의 평균값을 도플러 계수로 선택하여 채널을 추정하는 단계로 이루어진 모바일 방송 수신기의 채널 추정 방법.Estimating a channel by selecting a mean value of the estimated value of the Doppler coefficient and an actual value of the Doppler coefficient as a Doppler coefficient when the difference between the estimated value of the Doppler coefficient and the actual value of the Doppler coefficient is larger than the threshold value. Channel estimation method of mobile broadcast receiver.
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