TWI432068B - 用於使用快/零競爭解析之註冊及資料傳輸之方法與裝置 - Google Patents
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Description
本文中所描述的各種實施例係關於與無線通信相關聯之設備及方法。一些實施例係關於全球行動通信系統(GSM)網路,包含通用封包無線電服務(GPRS)及增強型GPRS(EGPRS)。一些實施例係關於行動台(MS)存取技術。一些實施例係關於一隨機存取頻道(RACH)上之通信及資料傳輸。
本申請案係關於具有檔案號碼2558.054EP1(37466-FR-EPA)、2558.053EP1(37760-FR-EPA)、2558.056EP1(37759-FR-EPA)、2558.057EP1(37760-1-FR-EPA)、2558.058EP1(37760-2-FR-EPA)之專利申請案,該等專利申請案全部與本申請案同時申請。
在其中多個裝置可同時請求存取網路之無線環境中,該網路必須解析此競爭。當前,裝置可將一隨機數包含於其之初始請求中,以便最小化關於正回應於哪個裝置之混淆風險。
然而,存在可用於請求訊息中之隨機數參考之有限數目個位元,所以存在顯著高之可能性的是,多個裝置在相同的RACH時槽中使用相同隨機數且將存在應經解析以避免具有在相同專用頻道上傳輸之多個裝置之一競爭。失去競爭解析(亦即,發現一裝置已於並非供其使用之資源上傳輸)之一裝置可能已在傳輸未經網路處理或轉送之資料中消耗大量電力並且招致延遲。因此,需要一種根據一無線網路中之時間、電力消耗及發信號附加項之競爭解析之有效方法。
以下描述及圖式充分圖解闡釋特定實施例以使熟習此項技術者實踐該等實施例。其他實施例可併入結構改變、邏輯改變、電改變、程序改變及其他改變。一些實施例之部分及特徵可包含於其他實施例之部分及特徵中或取代其他實施例之部分及特徵。申請專利範圍中闡述的實施例涵蓋申請專利範圍之所有可用等效物。
圖1圖解闡釋根據一些實施例之一無線網路。無線網路100包含一基地台(BS)104及一或多個行動台或其他通信裝置102。在一些實施例中,該無線網路100可為一GSM網路,包含一GPRS網路或一EGPRS網路,然而此並非一必要條件。根據一些實施例,一通信裝置(諸如行動台102)可經組態用於在一RACH 105上不太經常地傳輸少量資料(例如,機器類型通信(MTC))。當行動台102可得知一時序提前(TA)時,該行動台102可在該RACH 105上執行一初始存取。在此等實施例中,該初始存取可包括傳輸一初始存取叢訊103,該初始存取叢訊103包含可用以識別該行動台102之一識別符及使用者資料之至少一者。使用者資料係除習知上包含於一RACH上的控制資料及其他資訊以外之資料。使用者資料具有一網路目的地(亦即,基地台或基地台控制器除外)。在一些實施例中,該識別符可為一經縮短的識別符。
時序提前可為行動台102可將其對該初始存取叢訊103之傳輸提前使得該初始存取叢訊103在該RACH 105之一單一時槽內(亦即,而非跨一個以上時槽,在時序提前未知時可產生一個以上時槽)被基地台104接收之一時間量(或時間估計)。時序提前視行動台102與基地台104之間的信號傳播延遲而定。時序提前可為與一伺服小區相關聯之一時序提前。在一些實施例中,可將時序提前應用於期望在一分時多工上行鏈路頻道之一時間週期(例如,時槽)內接收之任何已傳輸的叢訊。
在一些實施例中,定義以通知101進行傳輸之RACH 105之參數可包含(除其他東西以外之)對包括該RACH 105之一實體頻道之時槽之指示。在此等實施例中,行動台可傳輸該初始存取叢訊103以包含一經縮短的識別符。該經縮短的識別符可用於識別行動台102。下文更詳細論述此等實施例。
因為RACH 105係其中未對行動台102指派其上用於傳輸初始存取叢訊103之特定頻道資源之一隨機存取頻道,所以可發生衝突。下文更詳細論述的實施例可降低或消除此等衝突之可能性。
在RACH 105上以初始存取叢訊103進行傳輸之資料可具有通信網路100內之一網路目的地而非供基地台104使用。用於較少資料量之傳輸(如在MTC中)之RACH 105的使用可導致習知上用於傳輸資料之網路資源量顯著減少。在此等實施例中,可減少或消除頻道資源請求習知上所需之發信號且可能無需建立一臨時區塊流(TBF)。在下文更詳細論述之一些實施例中,亦可減少或消除與認可相關聯之發信號及網路資源。
RACH 105係其中存取係基於競爭且存取可能不需要一已知時序提前之一上行鏈路專用頻道。在基於競爭存取之情況下,行動台102可自主選擇何時在RACH 105上傳輸且可能不存在裝置特定排程。RACH 105上之存取可假定時序提前係未知。RACH 105上之基於競爭的存取允許行動台102基於要求(例如,而非可能並不需要之已排定的週期上行鏈路資源)而觸發針對上行鏈路資源之一請求。在基於競爭存取之情況下,可能存在兩個或兩個以上行動台102會傳輸重疊存取叢訊之風險。
圖2圖解闡釋在未知一時序提前時藉由一行動台之一傳輸。行動台102可在一單向信號傳播延遲211之後自基地台104接收一傳輸202。因為一行動台102可使其之時基203(一觀察時基)與自該基地台104接收之傳輸同步,所以在該行動台102處,可在一單一時槽內接收該傳輸202。另一方面,因為該行動台102不知道時序提前值,所以在基地台104處,可在一個以上時槽205內接收自行動台102至基地台104之一傳輸204。因此,在一習知的初始存取階段期間,一行動台102可使用具有額外防護位元之習知存取叢訊來傳輸存取請求訊息109(圖1),以減輕行動台102處之未知傳播延遲。因此,RACH 105上之一習知存取叢訊在由於此較長防護週期而包含於其中之有用資訊量上可能受限制。在GSM及EDGE網路中,此有用資訊量可限於八個位元或十一個位元。
傳輸202可為來自基地台104之一正常叢訊傳輸且可由行動台102用於同步化其之時基203,然而此並非一必要條件。行動台102可使用其他基地台傳輸(諸如來自網路之同步化傳輸)以同步化其等之時基203。
在初始存取程序(其可為一初始時序提前估計程序之部分)之後,網路可判定一時序提前值並將該時序提前值指派給一行動台102,使得控制及資料頻道上之後續通信係在指定時槽內接收。如此,可使用正常叢訊且可避免使用大量防護位元。該網路亦可基於在上行鏈路控制頻道上發送之存取叢訊之時序變異而定期更新時序提前值。在GPRS組態網路及EGPRS組態網路之情況下,可使用封包時序提前控制頻道(PTCCH)基於在上行鏈路PTCCH上發送之存取叢訊之時序變異來更新時序提前。此為可能需要額外發信號之一連續時序提前更新程序。該網路亦可監測正常叢訊及行動台102在各種控制頻道上發送(例如,在網路針對存取叢訊之明確輪詢情況下)之存取叢訊之延遲。
圖3圖解闡釋一舊型存取叢訊結構。根據叢訊結構320之一存取叢訊可用於請求並建立使用RACH頻道105之一封包資料連接。可藉由在一行動台不知道時序提前時使用RACH頻道105傳輸一存取請求訊息109而將叢訊結構320用於初始存取。對於所有行動台102,同步化序列欄位322可為相同,且網路可使用同步化序列欄位322來評估行動台之距離。取決於所使用的編碼方案,資料欄位324可含有預定數目個(例如,8個或11個)資訊位元,且防護時間欄位326可用於幫助保證基地台104可在時槽中適當地接收資料欄位324。叢訊結構320亦可包含尾部位元328。在GPRS無線網路及EGPRS無線網路中,一行動台102可藉由在RACH頻道105上傳輸一存取請求訊息109(其可被稱為頻道請求訊息或一EGPRS封包頻道請求訊息)而請求資源。
在RACH頻道105上傳輸之存取請求訊息109可包含用於在資料欄位324中建立一後續連接之資訊而非包含具有一網路目的地之使用者資料。例如,資料欄位324可包含一建立原因、對一階段或兩階段存取之一請求及/或一隨機參考。因為資料欄位324係一存取請求訊息109之部分,所以該資料欄位324並不包含具有一網路目的地之使用者資料。使用者資料係除習知上包含於一RACH上的控制資料及其他資訊以外之資料。使用者資料具有一網路目的地(亦即,基地台或基地台控制器除外)。資料欄位324可包含僅供基地台104或諸如一基地台控制器之一網路控制器(圖1中未展示之用於分配資源(例如,時槽、載波、擴展碼等)用於可具有一網路目的地之資料的一後續傳輸之資料。
(例如,在未自網路接收回應情況下)可重新傳輸習知的存取請求訊息109多達一最大次數(可藉由網路在一RACH控制參數資訊元素中指示該次數)。連續嘗試之間的間距可經組態以降低或最小化與其他行動台之衝突。在傳輸一存取請求訊息109之後,一行動台102可針對來自網路之用於指派網路資源之一立即指派訊息而監聽一廣播頻道(BCCH)及一下行鏈路共同控制頻道時槽。該網路亦可在無可用資源時發送一立即指派拒斥訊息。
圖4圖解闡釋根據一些實施例之一行動台之一功能方塊圖。行動台400可包含收發器電路404及處理電路406。收發器電路404可耦合至一或多個天線408以將信號傳輸至諸如基地台104(圖1)之基地台或自基地台接收信號。行動台400可適於用作為行動台102(圖1)之任一者以及基地台104。
根據一些實施例,行動台400可經組態以在一隨機存取頻道上傳輸資料。在此等實施例中,處理電路406可組態一初始存取叢訊(諸如初始存取叢訊103(圖1))以在一RACH(諸如RACH 105(圖1))上傳輸。該初始存取叢訊可包含一經縮短的識別符及具有一網路目的地之資料之至少一者,且可經組態以不大於RACH 105之一單一時槽。當已知時序提前時,收發器電路404可以一時序提前(諸如時序提前209(圖2))傳輸該初始存取叢訊103以在RACH之該單一時槽內予以接收。
在一些實施例中,行動台102或基地台104可基於一全長(例如,一32位元)識別符(其唯一地識別行動台102)而判定可包含於RACH 105上之初始存取叢訊103中之經縮短的識別符。在此等實施例中,該經縮短的識別符可基於一32位元國際行動用戶識別碼(IMSI)、一臨時邏輯鏈路識別符(TLLI)、一臨時行動用戶識別碼(TMSI)或行動台102之一些其他識別符。例如,該經縮短的識別符可包括全長識別符之最後5個位元。在此等實施例中,行動台102或基地台104可判定該經縮短的識別符。
在一些實施例中,經縮短的識別符可大體上短於一全長IMSI或TLLI識別符。在一些實施例中,該經縮短的識別符可由網路指派且可基於特定小區或小區ID予以判定。在一些實施例中,一部分識別符可結合一RACH群組(下文論述)一起使用以識別行動台並降低競爭解析。在一些實施例中,可使用一雜湊函數(亦即,全長識別符或一經縮短的識別符之一雜湊)。在一些替代實施例中,全長識別符可用於RACH 105上之初始存取叢訊103中。
在一些實施例中,通知101可包含由行動台102用以在初始存取叢訊103中識別行動台之經縮短的識別符。在此等實施例中,基地台104可將一經縮短的識別符提供至行動台102以於RACH 105上使用,然而此並非一必要條件。在一些實施例中,可提供除以通知101進行傳輸之定義RACH 105之參數以外或代替該等參數之經縮短的識別符。
在一些實施例中,行動台400可為一可攜式無線通信裝置(諸如一個人數位助理(PDA)、具有無線通信能力之一膝上型或可攜式電腦、一連網平板電腦(web tablet)、一無線電話、一無線頭戴式耳機、一傳呼機、一即時傳訊裝置、一數位相機、一存取點、一電視機、一智慧型手機或可無線地接收及/或傳輸資訊之其他裝置)之部分。
天線408可包括一或多個定向或全向天線,包含(例如)偶極天線、單極天線、片狀天線、環形天線、微帶天線或適用於傳輸RF信號之其他類型的天線。在一些實施例中,可使用具有多重孔徑之一單一天線代替兩個或兩個以上天線。在此等實施例中,可將每一孔徑視為一單獨天線。在一些多輸入多輸出(MIMO)實施例中,天線408可經有效分離以利用可在天線408之各者與一傳輸台之天線之間產生之空間分集及不同的頻道特性。
儘管將行動台400圖解闡釋為具有若干單獨的功能元件,然可組合該等功能元件之一者或多者且可由軟體組態元件(諸如處理元件,包含數位信號處理器(DSP))及/或其他硬體元件之組合實施該等功能元件之一者或多者。例如,一些元件可包括一或多個微處理器、DSP、特定應用積體電路(ASIC)、射頻積體電路(RFIC)及用於執行至少本文中描述之功能之各種硬體與邏輯電路之組合。在一些實施例中,行動台400之功能元件可意指對一或多個處理元件進行操作之一或多個程序。
圖5圖解闡釋根據一些實施例之快競爭解析之一程序。程序500可由一行動台或其他裝置102執行。操作510包括將MS之一識別符映射至提供競爭解析之一局域唯一的識別符。在一些實施例中,MS自BS接收經映射之識別符。在一些實施例中,行動台具有有限或固定的移動性。操作520包括基於MS與BS之間的一已知傳播延遲判定MS之一時序提前。當MS與BS之間存在一固定距離時,可知道該傳播延遲。在一些實施例中,MS自BS接收時序提前。時序提前之知識可允許MS使用資料訊框中之額外位元以傳輸識別符。另外,在其中可將行動台限於一特定小區之一些實施例中,可僅在允許使用較少位元之一特定小區內定義識別符。操作530包括在RACH上之一初始傳輸之一部分中傳輸MS之局域唯一的識別符。該初始傳輸係可由MS自主啟始之傳輸。儘管該局域唯一的識別符可能相比於一全域識別符為較佳(因為局域唯一的識別符使用較少位元),然在一些實施例(操作540)中,該局域唯一的識別符可為一全長識別符(諸如,一臨時邏輯鏈路識別符(TLLI)或一臨時行動用戶識別碼(TMSI))及/或可為一全域唯一的識別符(諸如,一國際行動用戶識別碼(IMSI)或自以上任一者導出之一些其他識別符)。
圖6圖解闡釋根據一實施例之以快競爭解析之註冊之一程序。程序600可由一行動台或其他裝置102執行以在一網路上針對資料服務進行註冊。資料服務可包含機器類型通信(MTC)。操作610包括將一行動台無線電存取能力(MS RAC)訊息傳輸至網路。MS RAC含有會期特性資訊,諸如傳送週期及資料樣本大小。操作620包括自網路接收一識別符(ID),該識別符(ID)可為局域唯一且提供競爭解析。操作630包括自網路接收一時序提前。操作640包括使用該ID在一RACH上執行進一步傳輸。在操作650處,可視需要重複此註冊程序,例如當MS由一不同的小區伺服時,當該MS被重設時,當時序提前改變時或在註冊期間發生一故障時。
在一些實施例中,可在裝置與基地台之間而非在網路階層執行此註冊。
圖7圖解闡釋根據一些實施例之使用固定RACH分配之零競爭解析之一程序。程序700可由一行動台或其他裝置102執行。操作710包括一行動台接受用於進一步傳輸之一專用RACH之指派。在一些實施例中,允許MS在此RACH上進行傳輸之時刻可大體上與需要行動台監測一傳呼頻道之時刻對準。此同步化可導致MS之降低的電力消耗。在操作720處,行動台接受一RACH群組之一成員資格。一RACH群組之一成員可經指派以在專用於該群組之RACH上之一訊框上進行傳輸。在操作730處,行動台接收ID與RACH群組之一組合,該組合可唯一地識別小區或一小區叢集或網路中之裝置,從而提供競爭解析。在操作740處,行動台接收可自ID與RACH群組之該組合判定之裝置之一全域識別符。在一些實施例中,此全域識別符可為一臨時邏輯鏈路識別符(TLLI)、一國際行動用戶識別碼(IMSI)或一臨時行動用戶識別碼(TMSI)。在操作750處,基於ID及一固定重複週期計算群組訊框號碼。在一些實施例中,該固定重複週期可為51之一整數倍數。在一些實施例中,RACH群組具有2^(n-1)之一最大成員資格,其中n係存取叢訊之隨機數參考中的位元數目。
在一些實施例中,行動台可自主判定RACH群組及/或ID。例如,RACH群組及ID可基於IMSI,且接著MS可能無需自網路接收RACH群組及ID。
圖8圖解闡釋根據一些實施例之一固定PACH分配訊框結構。頂列810藉由字母指定裝置RACH群組。底列820指定依序增大之訊框號碼。如可見,在一些實施例中,RACH群組可週期性地重複(如在830所圖解闡釋),該固定重複週期可為51之一整數倍數。
在一些實施例中,裝置可為RACH網路之唯一的成員,此使該網路僅基於該RACH網路中之成員資格來識別該裝置。
在一些實施例中,若裝置在某一嘗試次數之後未能存取網路,則該裝置可後退以使用舊型RACH網路存取程序重複註冊。
圖9圖解闡釋根據一些實施例之使用靈活RACH分配之零競爭解析之一程序。程序900可由一行動台或其他裝置102執行。除重複週期係可變且對於具有非週期存取或資料傳送需要之裝置而言可為有利之外,此程序類似於圖7中圖解闡釋之程序。在操作910處,可根據RACH群組之成員之傳輸頻率要求計算可變重複週期。另外,在操作920處,可根據RACH群組計算群組訊框號碼之一唯一偏移。在操作930處,基於ID、可變重複週期及唯一偏移計算群組訊框號碼。
圖10圖解闡釋根據一些實施例之一靈活RACH分配訊框結構。頂列1010藉由字母指定裝置RACH群組。底列1020指定依序增大的訊框號碼。基於其等之週期及偏移計算RACH群組訊框號碼(實例展示於1030處)。例如,RACH群組A具有一週期四及一偏移零,且因此使用訊框0、4、8等。同樣,RACH群組B具有一週期八及一偏移一,且因此使用訊框1、9、17等。
儘管將程序500、600、700及900之個別操作圖解闡釋且描述為單獨操作,然可同時執行該等個別操作之一者或多者,且並不需要以所圖解闡釋的順序執行該等操作。此外,一些操作可為可選。
可在硬體、韌體及軟體之一者或一組合中實施實施例。亦可將實施例實施為儲存於一電腦可讀取儲存媒體上之指令,該等指令可由至少一處理器讀取及執行以執行本文中描述的該等操作。一電腦可讀取媒體可包含用於以可由一機器(例如,電腦)讀取之形式儲存之任何有形媒體。例如,一電腦可讀取媒體可包含唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體及快閃記憶體裝置。
儘管本文中描述的許多實施例係關於GSM網路(包含GPRS網路及EGPRS網路),然實施例通常可應用於使用一TDMA隨機存取頻道之任何無線網路。
提供摘要以遵守需要將允許讀者確定本揭示內容之本質及要旨之摘要之37 C.F.R.第1.72(b)條。應瞭解,摘要將不用以限制或解釋申請專利範圍之範疇或含義。以下申請專利範圍藉此併入詳細描述中,其中每一技術方案獨立地作為一單獨實施例。
100...無線網路
101...通知
102...行動台(MS)
103...初始存取叢訊
104...基地台(BS)
105...隨機存取頻道(RACH)
202...正常叢訊傳輸
203...時基
204...存取叢訊傳輸
205...時槽
211...單向信號傳播延遲
320...叢訊結構
322...同步化序列欄位
324...資料欄位
326...防護時間欄位
328...尾部位元
400...行動台(MS)
404...收發器電路
406...處理電路
408...天線
810...頂列
820...底列
1010...頂列
1020...底列
圖1圖解闡釋根據一些實施例之一無線網路之一基地台及行動台;
圖2圖解闡釋在一時序提前係未知時藉由一行動台之一存取叢訊傳輸之時序;
圖3圖解闡釋一舊型存取叢訊結構;
圖4圖解闡釋根據一些實施例之一行動台之一功能方塊圖;及
圖5圖解闡釋根據一些實施例之快競爭解析之一程序;
圖6圖解闡釋根據一些實施例之使用快競爭解析之註冊之一程序;
圖7圖解闡釋根據一些實施例之使用固定RACH分配之零競爭解析之一程序;
圖8圖解闡釋根據一些實施例之一固定RACH分配訊框結構;
圖9圖解闡釋根據一些實施例之使用靈活RACH分配之零競爭解析之一程序;及
圖10圖解闡釋根據一些實施例之一靈活RACH分配訊框結構。
100...無線網路
101...通知
102...行動台(MS)
103...初始存取叢訊
104...基地台(BS)
105...隨機存取頻道(RACH)
Claims (19)
- 一種由一裝置執行以在一隨機存取頻道(RACH)上傳輸之方法,其包括:將一行動台無線電存取能力(MS RAC)訊息傳輸至一網路;在該MS RAC之後接收由該網路指派之一識別符(ID),該ID係局域唯一並且提供競爭解析;判定一時序提前(TA);使用該ID及該TA在該RACH上執行進一步傳輸;及接收一RACH群組之成員資格之一指派,其中該RACH群組之一成員經指派以在該RACH上之一訊框上傳輸,該訊框係專用於該RACH群組。
- 如請求項1之方法,其中該傳輸係自該裝置至伺服一小區之一基地台(BS)且該接收係自該BS至該裝置。
- 如請求項2之方法,其中該方法經執行用於在該網路上註冊,且在下列時間重複該方法:該裝置係由一不同小區伺服;該裝置被重設;該註冊已失敗;或該時序提前已改變。
- 如請求項3之方法,其中該註冊係用於資料服務。
- 如請求項1之方法,其進一步包括接收對用於進一步傳輸之專用於該裝置之該RACH之一指派。
- 如請求項1之方法,其進一步包括接收該ID與該RACH群 組之一組合,該組合唯一地識別該小區內之該裝置並且提供競爭解析。
- 如請求項6之方法,其進一步包括接收該裝置之一全域識別符,其中該全域識別符係自該組合加以判定。
- 如請求項7之方法,其中該全域識別符包括一國際行動用戶識別碼(IMSI)。
- 如請求項1之方法,其進一步包括根據該ID且根據一固定重複週期計算群組訊框編號。
- 如請求項1之方法,其中該RACH群組具有2^(n-1)之一最大成員資格,其中n係一存取叢訊中之一隨機數參考中之一位元數目。
- 如請求項1之方法,其進一步包括根據該ID且根據一可變重複週期計算群組訊框號碼。
- 如請求項11之方法,其中該可變重複週期係該RACH群組之該等成員之傳輸頻率要求的一函數。
- 如請求項11之方法,其中該計算群組訊框號碼根據該RACH群組應用一唯一偏移。
- 一種執行在一隨機存取頻道(RACH)上傳輸之裝置,該裝置包括:一處理器,其經組態以:將一行動台無線電存取能力(MS RAC)訊息傳輸至一網路;在該MS RAC之後接收由該網路指派之一識別符(ID),該ID係局域唯一並且提供競爭解析; 判定一時序提前(TA);及在不執行競爭解析之情況下使用該ID及TA在該RACH上執行進一步傳輸。
- 如請求項14之裝置,其中該ID係局域唯一包括該ID係在該網路之一小區中局域唯一。
- 一種執行在一隨機存取頻道(RACH)上傳輸之裝置,該裝置包括:一處理器,其經組態以:將一行動台無線電存取能力(MS RAC)訊息傳輸至一網路;在該MS RAC之後接收由該網路指派之一識別符(ID),該ID係局域唯一並且提供競爭解析;判定一時序提前(TA);使用該ID及TA在該RACH上執行進一步傳輸;及根據該ID且根據一固定重複週期以判定與一RACH群相關聯之群組訊框編號。
- 如請求項16之裝置,其中該ID係局域唯一包括該ID係在該網路之一小區中局域唯一。
- 一種執行在一隨機存取頻道(RACH)上傳輸之裝置,該裝置包括:一處理器,其經組態以:將一行動台無線電存取能力(MS RAC)訊息傳輸至一網路;在該MS RAC之後自該網路接收一識別符(ID),該 ID係局域唯一並且提供競爭解析;判定一時序提前(TA);使用該ID及TA在該RACH上執行進一步傳輸;及根據該ID且根據一可變重複週期以判定與一RACH群相關聯之群組訊框編號,該可變重複週期係該RACH群組之成員之傳輸頻率要求的一函數。
- 如請求項18之裝置,其中該ID係局域唯一包括該ID係在該網路之一小區中局域唯一。
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