CN101426278A - 转换用户装置无线电资源控制状态的方法、***及用户装置 - Google Patents

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Abstract

在WCDMA移动通信***中，当在CELL_DCH状态中的预定时间期间发送到UE或从UE接收的分组业务量下降时，在该CELL_DCH状态中WCDMA分组数据连接已经被建立，UE通过无线电网络控制器(RNC)转换到CELL_FACH状态。此后，确定是否CELL_FACH状态(这是RRC状态，其中RRC连接已经连接并且专用的物理信道已经被释放)中的某个时间期间没有发送或接收的分组业务。当确定了在某个时间期间没有发送/接收的分组业务时，UE通过利用信令连接释放指示(SCRI)消息请求网络释放RRC连接。本发明使UE能够检查分组传输或接收流，并直接发送SCRI消息到网络。

Description

转换用户装置无线电资源控制状态的方法、***及用户装置
技术领域
本发明涉及WCDMA移动通信***，尤其涉及将用户装置(UE)的无线电资源控制状态转换到空闲状态的方法、***以及相同UE。
背景技术
WCDMA移动通信***给用户装置(UE)提供多媒体广播/组播服务(MBMS)。MBMS是用于发送数据分组给用户的服务。
图1是图示支持这种MBMS的WCDMA移动通信***的结构的方框图。
WCDMA移动通信***包括用于接收MBMS的至少一个UE 10和/或12、包括节点B 20和无线电网络控制器(RNC)30的UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、属于核心网络(CN)的服务GPRS支持节点(SGSN)40、本地位置寄存器(HLR)(未显示)、网关GPRS支持节点(GGSN)(未显示)和用于发送分组数据的分组网络50。
UE 10或12连接到节点B 20和UTRAN以便处理呼叫、支持电路服务(CS)和分组服务(PS)、并且包括用于接收MBMS数据的硬件和软件。节点B 20经Uu接口连接到UE 10或12，而RNC 30经Iu接口连接到SGSN 40。
UTRAN执行协议转换处理以使用GPRS隧道协议(GTP)将经空中从UE10或12发送的射频(RF)数据控制消息传送到CN。在此情况下，GPRS(通用分组无线电服务)是UMTS网络中提供的分组数据服务。SGSN 40是用于管理UE 10或12的用户和位置信息的网络节点。SGSN 40经Iu接口连接到UTRAN，并发送数据、控制消息等到分组网络50/从分组网络50接收数据、控制消息等。SGSN 40经Gr接口连接到HLR，并管理用户信息和位置信息。HLR存储分组域的用户信息、路由信息等。HLR经Gr接口连接到SGSN 40。现在将参考图2描述在具有上述结构的WCDMA移动通信***中用于发送/接收分组数据的消息流。
首先，为了在UE 10和RNC 30之间发送或接收分组数据，在UE 10和RNC 30之间必须设置无线电资源控制(RRC)连接。
UE 10和RNC 30之间设置的RRC连接可以具有三种状态(即，CELL_DCH状态、CELL_FACH状态和空闲状态)之一，并根据UE 10和RNC30之间发送和接收的分组数据业务量在CELL_DCH状态、CELL_FACH状态和空闲状态之间转换。
CELL_DCH状态指3GPP WCDMA RRC状态，并表示其中RRC连接和专用物理信道连接在WCDMA网络中的UE和节点B(即UTRAN)之间的状态。在CELL_DCH状态中，实际上发送或接收大量的分组数据。
CELL_FACH状态指3GPP WCDMA RRC状态，并表示其中专用物理信道被释放并且保持RRC连接的状态。在CELL_FACH状态中，S-CCPCH(FACH)被连续地监视，而且能发送或接收小量的上行链路或下行链路分组数据。
空闲IDLE状态表示其中RRC连接和专用物理信道已经被释放的状态。在空闲状态下，只有寻呼指示信道(PICH)被监视，并且可以进入WCDMA协议休眠状态。
参考图2，在步骤102，UE 10发送RRC连接建立请求消息到RNC 30。当接收RRC连接建立请求消息时，在步骤104，RNC 30发送RRC连接建立消息到UE 10。当接收RRC连接建立消息时，UE 10发送RRC连接建立完成消息到RNC 30以响应RRC连接建立消息，由此设置UE 10和RNC 30之间的RRC连接。
然后，UE 10执行用于分组数据通信的分组数据协议(PDP)上下文激活过程。具体地，在步骤108，UE 10发送PDP上下文激活请求消息到SGSN 40。当从UE 10接收PDP上下文激活请求消息时，在步骤110，SGSN 40发送PDP上下文激活接受消息到UE 10，由此使得UE 10能够执行分组通信。
在PDP上下文激活过程之后，在步骤112，在UE 10和SGSN 40之间发送上行链路和下行链路分组数据业务。此后，在步骤114，当UE 10和SGSN40之间没有分组数据业务发送时，在步骤116，RNC 30改变UE 10和RNC 30之间建立的物理信道的状态。换句话说，当发送到UE 10或从UE 10接收的分组数据业务量减少时，RNC 30转换到CELL_FACH状态。随后，在步骤118，当RNC 30确定没有更多的分组数据业务发送时，RNC 30前进到步骤120，其中RNC 30发送RRC连接释放消息到UE 10。响应于RRC连接释放消息，在步骤122，UE 10发送RRC连接释放完成消息到RNC 30，使得RRC连接转换到空闲状态。
如上所述，根据传统的WCDMA 3GPP标准，在已经实现用于分组数据传输的信令后、当分组数据正发送/接收时，如果分组数据业务量减少，则RNC30释放RRC连接，并指令UE 10将RRC状态从CELL_FACH(或CELL_DCH)状态转换到空闲状态。
通过这样，UE 10释放RRC连接，并从CELL_FACH(或CELL_DCH)状态转换到空闲状态，由此依据协议进入休眠状态。当UE 10已经进入了休眠状态时，功耗被最小化，使得可以稳定地管理其电池。
然而，一些WCDMA网络有这样的问题，其中尽管在CELL_FACH状态中没有更多的分组数据业务发送，但是它们不释放RRC连接或它们释放RRC连接太迟。
根据传统技术，除了遵循网络控制外，没有办法来用于将UE 10从CELL_FACH状态转换到空闲状态。因此，当处于CELL_DCH状态时，UE10必须连续监视专用控制信道(DCCH)、无线电接入信道(RACH)和前向接入信道(FACH)，并在处于CELL_FACH状态时，必须连续监视FACH和RACH，使得导致了不必要的电流消耗，从而降低了电池寿命。
同样，在当前3G市场上突出的智能电话中，基于WinCE的电话具有菜单，其以这样的方式被配置以便通过无线管理器释放蜂窝连接，使得不同于其它普通的电话，即使当结束键被按下时，基于WinCE的电话也不释放PDP连接，由此具有高的概率导致前述问题。
发明内容
为了处理现有技术的上述缺陷，主要目的是提供一种用于将用户装置(UE)的状态转换到空闲状态的方法、***及相同UE。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于将用户装置的无线电资源控制(RRC)状态转换为空闲状态的***，该***包括：用户装置，用于当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，发送信令连接释放指示(SCRI)消息；和无线电网络控制器(RNC)，用于当该RNC已经从用户装置接收SCRI消息时，发送RRC连接释放消息到用户装置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于通过用户装置将用户装置的无线电资源控制(RRC)状态转换到空闲状态的方法，该方法包括以下步骤：确定是否在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务；和当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，发送信令连接释放指示(SCRI)消息到无线电网络控制器(RNC)。
在进行以下的“具体实施方式”之前，最好阐明贯穿本专利文件所使用的某些词和短语的定义：术语“包括(include)”和“包括(comprise)”及其派生词，意味着包括而非限制；术语“或(or)”是包括的，意味着和/或；短语“与...相关联的(associated with)”和“与...相关联的(associated therewith)及其派生词，可以意味着包括、被包括在内、相互连接、包含、被包含在内、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、可与...通信的、与...共同操作、交叉、并列、近似于、被绑定、具有、具有一种属性等；以及术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何的装置、***或其部分，这种装置可以以硬件、固件或软件、或其至少两个的一些组合来实现。应该注意的是，与任何特定控制器有关的功能性可以是集中式或分布式的，无论是本地的或远程的。贯穿本专利文件提供了某些词或短语的定义，本领域普通技术人员应该理解的是，在许多(如果不是大多数)情形中，这些定义应用于这些定义的词和短语的先前以及将来的使用。
附图说明
为了更完全地理解本公开和它的优点，现在结合下面的附图进行参照，在附图中相同的参考标号表示相同的部件：
图1是图示常规的WCDMA移动通信***的配置的方框图；
图2是图示在常规WCDMA移动通信***中用于分组数据发送/接收的消息流的流程图；
图3是图示在根据本发明示例实施例的WCDMA移动通信***中、用于转换到空闲状态的方法的流程图；
图4是图示根据本发明示例实施例的用户装置(UE)的配置的方框图；
图5是图示根据本发明示例实施例、通过UE转换到空闲状态的方法的流程图；
图6是图示根据本发明示例实施例、用于测量分组数据业务量的方法的流程图；和
图7是图示根据本发明示例实施例、用于通过UE内部产生SCRI传输指令的机制的流程图。
具体实施方式
如下所述的图3-图7以及用于描述本专利文件中的本公开的原理的各种实施例只是通过示例的方式，而不应当以任何方式解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解的是，本公开的原理可以以任何适当安排的无线通信***来实现。
根据本发明，提供了一种用于解决低效的电流消耗问题的方法，该问题是由于当处于分组数据发送/接收阶段中实际上没有分组数据被发送/接收时、WCDMA网络试图将无线电资源控制(RRC)，状态转换到空闲状态所引起的，并提供了用于该方法的***以及用于其用户装置(UE)的操作方法。
根据本发明的示例性实施例，在WCDMA移动通信***中，当在CELL_DCH状态(这是RRC状态，其中专用物理信道已经连接)中的预定时间期间发送到UE或从UE接收的分组业务量下降时，在该CELL_DCH状态中WCDMA分组数据连接已经建立，UE通过无线电网络控制器(RNC)转换到CELL_FACH状态。此后，确定是否CELL_FACH状态(这是RRC状态，其中RRC连接已经连接并且专用的物理信道已经被释放)中的某个时间期间没有发送或接收的分组业务。当确定了在某个时间期间没有发送/接收的分组业务时，UE通过利用信令连接释放指示(SCRI)消息请求网络释放RRC连接。
根据常规的WCDMA 3GPP标准(3GPP TS 25.331)，规定当UE在网络中未能RRC连接时、或当RRC连接上的专用控制信道(DCCH)消息的发送/接收超时出现时，应该由UE发送SCRI消息。相反，根据本发明，UE检查分组发送/接收流，并能直接发送SCRI消息给网络。
此外，根据本发明的示例实施例，当在上述情形下在无线电网络控制器(RNC)和SGSN之间发送Iu释放请求时，RNC在Iu释放请求中建立“原因40”，并发送Iu释放请求到SGSN。当SGSN接收了具有“原因40”的Iu释放请求时，SGSN可以只终止Iu信令连接而保持PDP连接。
图3是图示在根据本发明示例实施例的WCDMA移动通信***中、用于转换到空闲状态的方法的流程图。
在步骤501，UE 200确定是否SCRI传输条件被满足。SCRI传输条件是用于从UE 200发送SCRI消息到RNC 300的条件。具体地，UE 200周期性报告发送到UE 200/从UE 200接收的分组数据业务的容量给RNC 300。接着，基于报告的分组数据业务量，RNC 300指令UE 200转换到CELL_FACH状态。UE 200转换到CELL_FACH状态，并接着确定是否SCRI传输条件被满足。
根据本发明的示例性实施例，当在某个时间或某个时段期间没有分组数据业务发送到UE/从UE接收时，确定SCRI传输条件被满足。在此情况下，UE 200转换到CELL_FACH状态，并接着确定是否在某个时间期间没有产生发送到UE 200/从UE 200接收的分组数据业务。根据本发明的另一个示例实施例，UE 200可以确定是否在CELL_DCH状态中的某个时间期间还没有产生发送到UE 200/从UE 200接收的分组数据业务。本领域技术人员将理解的是，取决于操作者和***，可以建立各种SCRI传输条件。
当SCRI传输条件已经被满足时，在步骤503，UE 200发送SCRI消息到RNC 300。在此情况下，如果只有分组交换域服务当前处于激活，则UE 200只需要记录“ps”作为SCRI的因素并发送SCRI消息，并且如果UE 200处于多-RAB(无线电接入承载(bearer))状况(例如，CS+PS：其中电路交换域专用资源和分组交换域专用资源同时分配给UE 200并由UE 200使用的情形)，在CS域服务(例如，语音呼叫)已经完成之后，UE 200发送SCRI消息到RNC 300。
当接收SCRI消息时，在步骤505，RNC 300发送Iu释放请求消息到SGSN400。在此情况下，包括在Iu释放请求消息中的原因值被设置为“原因40(由于UE产生的信令连接释放而释放)”。
因为包括在接收的Iu释放请求消息中的原因值已经被设置为“原因40”，所以SGSN 400能确定RNC 300请求SGSN 400释放Iu信令连接，但维持PDP连接。因此，在步骤507，SGSN 400发送Iu释放命令消息到RNC 300以便保持PDP连接和释放Iu信令连接。
当接收Iu释放命令消息时，RNC 300释放Iu信令连接资源，并在步骤509发送Iu释放完成消息到SGSN 400。此后，在步骤511，RNC 300发送RRC连接释放消息到UE 200以便释放与UE 200的RRC连接。
在接收RRC连接释放消息之后，在步骤513，UE 200将RRC状态改变为空闲状态，同时发送RRC连接释放完成消息到RNC 300，这能根据协议实现到休眠状态的状态转换，从而大大减少了电流消耗量。
图4是图示根据本发明示例实施例的UE的配置的方框图。优选地，UE200可以是根据本发明示例实施例的智能电话。
UE 200包括个人数字助理(PDA)单元210、显示单元220和调制解调单元230。调制解调单元230包括协议任务部分232。协议任务部分232与WCDMA网络通信，从网络传送分组数据到PDA单元210，并从PDA单元210发送各种数据到网络。此外，协议任务部分232监视UE 200和网络之间发送/接收的分组数据业务量。
PDA单元210包括操作***(OS)212、无线接口层(RIL)214和接口任务部分216。接口任务部分216执行与调制解调单元230的接口连接。接口任务部分216监视接口任务部分216和调制解调单元230之间发送/接收的分组数据业务量。此外，接口任务部分216从协议任务部分232接收有关UE200和网络之间发送的/接收的分组数据业务量的信息。基于接口任务部分216和调制解调单元230之间发送的/接收的分组数据业务量、和UE 200和网络之间发送的/接收的分组数据业务量，接口任务部分216确定是否SCRI传输条件被满足。
如上所述，当在某个时间期间没有产生发送到UE/从UE接收的分组数据业务时，SCRI传输条件被满足。为此，接口任务部分216可以包括某个定时器(未显示)，或可以使用PDA单元210内的现有定时器。
当SCRI传输条件被满足时，接口任务部分216通知RIL214需要进入PDP保持状态。PDP保持状态表示其中PDP连接被保持而Iu信令连接已经被释放的状态。
RIL 214将例如用于无线UE的操作***(如Windows Mobile的CellCore层)与调制解调芯片230内的无线协议栈接口。此外，当RIL 214从接口任务部分216接收报告需要进入PDP保持状态时，RIL 214将用于PDP保持的通知传送到操作***212。
在从RIL 214接收PDP保持的通知时，操作***212调用RIL应用编程接口(RIL API)。然后，RIL 214根据调用的RIL API指令接口任务部分216发送SCRI消息到网络。接口任务216指令协议任务部分323发送SCRI到RNC 300以响应RIL 214的指令。协议任务部分323包括RRC(无线电资源控制)实体。RRC实体发送RCRI到RNC 300。
现在将参考图5描述通过UE转换到空闲状态的控制流程。
图5是图示根据本发明示例实施例、通过UE转换到空闲状态的方法的流程图。
首先，UE 200周期性地测量并报告分组数据业务量给RNC 300。网络(即RNC 300)基于从UE 200报告的分组数据业务量改变UE 200的RRC状态。将基于UE 200周期性测量分组数据业务量的假定给出下面的描述。
参考图5，在步骤600，UE 200处于CELL_FACH状态。如上所述，CELL_FACH状态表示其中专用的物理信道已经被释放而RRC连接被维持的状态。在CELL_FACH状态中，UE 200能发送少量的上行链路或下行链路分组数据到网络或从网络接收少量的上行链路或下行链路分组数据。
当UE 200已经进入CELL_FACH状态时，在步骤610，UE 200确定是否存在发送到RNC300/从RNC 300接收的分组数据业务。如果确定没有发送/接收的分组数据业务，则UE 200前进到步骤620，其中UE 200驱动定时器“T_notraffic”。定时器的操作时间被适当地确定，以防止在没有发送/接收的分组数据业务期间UE 200被维持在CELL_FACH状态并消耗电池功率。
具体地，定时器的操作时间(即，定时器值)被确定为适当的值，用于在分组业务被MAC实体的业务量管理测量为零之后至少直接驱动定时器，并防止电池功率被消耗。通常，在实际的WCDMA商业网络中，花费大约10秒来释放RRC连接。因此，通过考虑该时间可以确定定时器的操作时间。否则，用户可以通过菜单直接地设置定时器值。
在定时器已经被驱动之后，UE 200前进到步骤630，其中UE 200确定是否UE 200已经从RNC 300接收了RRC连接释放消息。网络(即RNC 300)可以在定时器期满之前发送RRC连接释放消息。当接收了RRC连接释放消息时，UE 200前进到步骤660。
相反，当UE 200还没有从RNC 300接收RRC连接释放消息时，UE 200前进到步骤640，其中UE 200确定是否定时器“T_notraffic”期满。当定时器“T_notraffic”没有期满时，UE 200返回到步骤630。
相反，当定时器“T_notraffic”期满时，在步骤650，UE 200发送SCRI消息到RNC 300，并在步骤660转换到空闲状态。
图6是图示根据本发明示例实施例、用于测量分组数据业务量的方法的流程图。在步骤680，UE 200测量通过上行链路信道和下行链路信道发送/接收的分组数据业务。也就是说，UE 200监视在UE 200和网络之间发送/接收的分组数据业务量。接着，UE 200测量PDA单元210和调制解调单元230之间发送/接收的分组数据业务。
尽管在UE 200和网络之间没有发送或接收的分组数据，但是在PDA单元210和调制解调单元230之间可以存在发送/接收的分组数据。根据本发明的示例实施例，当不仅在UE 200和网络之间、而且在PDA单元210和调制解调单元230之间也没有发送或接收分组数据时，可以发送SCRI消息。可以以这种方式来实现本发明的另一个实施例，即，当UE 200和网络之间没有发送/接收分组数据时，即使是在PDA单元210和调制解调单元230之间存在发送/接收的分组数据，UE 200也发送SCRI消息。
图7是图示根据本发明示例实施例、用于通过UE内部产生SCRI传输指令的机制的流程图。
当出现满足SCRI传输条件的事件时，在步骤701，接口任务部分216通知RIL 214需要进入PDP保持状态。PDP保持状态表示其中PDP连接被保持而Iu信令连接已经被释放的状态。当从接口任务部分216接收需要进入PDP保持状态的通知时，在步骤703，RIL 214传送用于PDP保持的通知到操作***212。
当从RIL 214接收了用于PDP保持的通知时，在步骤705，操作***212调用RIL应用编程接口(RIL API)。接着，在步骤707，RIL 214根据调用的RIL API来指令接口任务部分216发送SCRI消息到网络。在步骤709，接口任务部分216指令协议任务部分232发送SCRI到RNC 300，以响应RIL 214的指令。
与此同时，尽管已经关于UE从CELL_FACH状态转换到空闲状态的情况描述了本发明的实施例，但是本发明可以应用于UE从CELL_DCH转换到空闲状态的情况。换句话说，即使当UE的当前的RRC状态是CELL_DCH状态，如果在UE和网络之间没有被发送或接收的分组数据业务，则也可以执行本发明的方法。
如上所述，根据本发明的方法可以解决UE不必要增加的电流消耗的问题，该问题是由于尽管在CELL_FACH状态中实际上没有更多的分组数据业务被发送，但是网络没有试图释放RRC连接或试图释放RRC连接太迟而引起的。
具体地，根据本发明的方法能应用于所有使用WCDMA数据服务的基于WinCE的3G UE，并能有效处理由于网络导致的问题而引起的电流消耗增加。此外，根据本发明的方法可以通过对UE应用另外的算法内部实现，而不用改变现有的3GPP消息，并且通过RNC/SGSN中的互用性测试(IOT)甚至可以应用到实际的提供商的网络。
尽管已经利用示例实施例描述了本发明，但是可以给本领域技术人员建议各种改变和修改。本发明旨在包括落入权利要求范围内的这些改变和修改。

Claims (10)

1.一种用于将用户装置的无线电资源控制(RRC)状态转换为空闲状态的***，该***包括：
用户装置，用于当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，发送信令连接释放指示(SCRI)消息；和
无线电网络控制器，用于当该无线电网络控制器已经从用户装置接收了SCRI消息时，发送RRC连接释放消息到用户装置。
2.如权利要求1所述的***，还包括经Iu接口连接到无线电网络控制器的服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点，
其中无线电网络控制器在接收SCRI消息时发送Iu释放请求消息到GPRS支持节点，而在接收Iu释放完成消息时发送RRC连接释放消息。
3.一种用于通过用户装置将用户装置的无线电资源控制(RRC)状态转换到空闲状态的方法，该方法包括以下步骤：
确定是否在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务；和
当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，发送信令连接释放指示(SCRI)消息到无线电网络控制器。
4.如权利要求3所述的方法，其中发送步骤包括以下步骤：
当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，通知无线接口层(RIL)需要进入PDP保持状态；
从RIL发送用于PDP保持的通知到操作***；
通过操作***调用RIL应用编程接口(RIL API)；和
指令RIL发送SCRI消息到无线电网络控制器。
5.一种能够与用户装置通信并将用户装置的无线电资源控制状态转换到空闲状态的无线电网络，该无线电网络包括：
无线电网络控制器，其能够从用户装置接收信令连接释放指示(SCRI)消息，该SCRI消息指示在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务，其中无线电网络控制器响应于SCRI消息的接收，发送RRC连接释放消息到用户装置。
6.如权利要求5所述的无线电网络，还包括经Iu接口连接到无线电网络控制器的服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(SGSN)，
其中无线电网络控制器在接收SCRI消息时发送Iu释放请求消息到GPRS支持节点，而在接收Iu释放完成消息时发送RRC连接释放消息。
7.一种用于将无线电资源控制(RRC)状态转换到空闲状态的用户装置，该用户装置包括：
调制解调单元，用于确定是否在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务；和
个人数字助理(PDA)单元，用于当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，指令调制解调单元发送信令连接释放指示(SCRI)消息到无线电网络控制器。
8.如权利要求7所述的用户装置，其中调制解调单元包括协议任务部分，用于监视用户装置和网络之间发送/接收的分组数据业务量，并且提供有关分组数据业务量的信息给PDA单元。
9.如权利要求8所述的用户装置，其中PDA单元包括：
接口任务，从协议任务部分接收有关分组数据业务量的信息，并且当在预定时间期间没有产生由该用户装置发送或接收的分组数据业务时，通知无线接口层(RIL)需要进入PDP保持状态；
RIL，用于发送PDP保持的通知到操作***，并指令接口任务部分发送SCRI消息到无线电网络控制器。
10.如权利要求9所述的用户装置，其中PDA单元还包括操作***，用于调用RIL应用编程接口(RIL API)，和
RIL根据RILAPI执行该指令操作。
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