CN101507313B - 移动通信***中的基站以及方法 - Google Patents
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Abstract
在对上行链路使用单载波方式的移动通信***中使用的基站包括:对于多个用户装置的每一个,根据各用户装置和基站之间的路径损耗,将多个用户装置分为2个以上的组的部件;以及计划对用户装置分配的上行链路的资源分配的调度器。以分布式频分复用方式对具有以相等频率间隔排列的多个频率分量的发往各用户装置的信号进行复用,以使其在频率轴上相互正交。调度器对资源分配进行计划,以使属于不同组的用户装置利用不同组频带或不同时隙。通过对每个组分配***频带而规定组频带。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信的技术领域,特别地涉及移动通信***中的基站以及方法。
背景技术
在此技术领域中,有关下一代通信***的研究开发迅速地发展。在当前设想的通信***中,从抑制峰值功率与平均功率比(PAPR:Peak-to-AveragePower Ratio)且扩大覆盖范围(coverage)的观点出发,对上行链路使用单载波方式。
无线资源在上下行链路中都以在多个用户之间共享的信道(sharedchannel)的形式,根据各个用户的信道状态等适当地分配。用于决定分配内容的处理被称为调度。为了适当地进行调度,各用户装置对基站发送导频信道,基站根据此接收质量来评价上行链路的信道状态。此时,以宽窄各异的带宽传输导频信道的情况,例如在3GPP,R1-061203,“Frequency DomainChannel-Dependent Scheduling with Adaptive Transmission Bandwidth of PilotChannel for CQI Measurement for E-UTRA Uplink”中记载。
发明内容
发明要解决的课题
图1表示根据路径损耗的好坏来改变导频信道的传输带宽的情况。路径损耗或传播损失L通过经一定期间接收上行导频信号以及此发送功率信息,并测定接收功率的平均值来得到。路径损耗L主要由距离变动和遮蔽(shadowing)决定。经过达到1个以上的帧期间那样的比较长的时间对接收质量进行平均化,从而消除衰减那样的瞬时变动的影响。此外,若进行经过合适的时间的平均化,则路径损耗一般在上行链路和下行链路不会有很大差异。
若路径损耗小则其信道状态良好,因此即使每个频带的发送功率小也应该能够维持所需质量。从而此时经过宽带发送导频信道(参照图1上段)。相反若路径损耗大则信道状态不好,因此若每个频带的发送功率小则难以确保所需质量。从而此时以较窄频带较强功率发送导频信道(参照图1中段)。在图1中需要注意,虽然明示了频带的宽窄,但为了简化图示,而没有明示用户装置的发送功率的大小关系。基站能够对信道状态良好的用户通过宽带测定信道状态。相反,对较恶劣信道状态的用户虽然限定频率范围,但对此较窄的频率范围能够正确地测定信道状态。其结果,能够改善对信道状态恶劣的用户分配资源机会少的问题。假设在信道状态差的状态下以宽带低功率从用户装置发送导频信道,则由于基站不能恰当地评价信道状态,所以担心对于这样的用户的资源的分配机会极端减少。图1下段表示在用户装置发送上行数据信道时,以与该上行数据信道对应的带宽发送导频信道的情况。在图1上段和中段发送的导频信道是资源分配之前的信道状态测定用(传播路径状态测定用)的导频信道。图1下段的导频信道又被称为信道补偿用信号,用于测定以实际分配的资源发送的数据信道怎样变形地(distorted)被基站接收,并对此进行补偿。
图1所示的3种导频信道需要互相正交。此时,由于带宽不同,所以不易使用码分复用(CDM:Code Division Multiplexing)方式。但CDM作为相同带宽的复用的方法是有效的。从而,期望以FDM方式对带宽不同的信号进行复用。FDM方式中至少存在集中式(localized)FDM方式和分布式FDM(distributed Frequency Division Multiplexing)方式两种。前者是沿着频率轴将频带按用户数量分割的方式。在后者的方法中,各个用户的信号相位被调整为包含互相等间隔梳齿状排列的多个频率分量且不同用户具有不同频率分量。对于这样的信号处理,例如可以由可变扩频码片重复因子(factor)CDMA(VSCRF-CDMA:Variable Spreading Chip Repetition Factor-CDMA)方式完成,也可以使用在傅立叶变换后进行了频域内的处理之后进行傅立叶反变换那样的其它任意的方法。总之,即使是单载波方式也能够作为具有多频谱的信号来处理。从各个用户尽量利用宽带的观点出发,多用户的复用优选以分布式频分复用(也可以称为分散FDM)方式进行。在图1所示的例子中,也使用分布式FDM方式。为了便于图示,描画为在上中下段中正好所有的频率分量连续地被使用,但如由虚线引导的放大图所示那样,实际上以梳齿状排 列的各用户的频率分量被排列为互相正交。为了简化图示,没有表示用户装置的发送功率的大小关系,但需要注意用户装置在实际发送时,宽带的信号的每个单位频带的功率被设定得小,窄带的信号的每个单位频带的功率被设定得大。
以这样的分布式FDM方式进行复用的情况下,可正交复用的数量依赖于以梳齿状排列的频率间隔。梳齿状的频率间隔越宽则能够复用越多的用户的信号。在图示的例子中频率间隔是3个副载波(相隔2个副载波),复用3个用户的信号。若频率间隔成为6个副载波,则可复用6个用户的信号。
但是,若如上所述那样是相同带宽的用户之间,则不仅可利用FDM还可以利用CDM。从而除了能以FDM复用的用户数量之外,上行链路还能容纳能以CDM复用的用户数量。另一方面,能以CDM方式准备的扩频码序列(spread code sequence)数依赖于分布式FDM的梳齿状的频率间隔。频率间隔越窄则可准备越多的扩频码序列数,频率间隔越宽则可准备的扩频码序列数越少。从而难以增加能以分布式FDM以及CDM双方复用的用户数量。很多情况下,相同带宽下的正交复用直接关系到相同小区内的干扰抑制,有关不同带宽的正交复用直接关系到其他小区干扰的抑制。从而若难以用分布式FDM或CDM方式充分地正交复用,则产生导致本小区干扰和其他小区干扰的顾虑。
本发明为了应对上述问题点的至少1个而完成,其课题在于,在上行链路的通信中,尽量多地确保可利用分布式FDM方式或分布式FDM方式以及CDM方式两者正交的用户数量。
用于解决课题的方法
根据本发明,使用对上行链路使用单载波方式的移动通信***中的基站。基站包括:对于多个用户装置的每一个,根据各用户装置和基站之间的路径损耗,将所述多个用户装置分为2个以上的组的部件;以及计划(plan)对用户装置分配的上行链路的资源分配的调度器。以分布式频分复用方式对具有以相同频率间隔排列的多个频率分量的发往各用户装置的信号进行复用,以使其在频率轴上相互正交。所述调度器对资源分配进行计划,以使属于不同组的用户装置利用不同组频带(group band)或不同时隙(time slot)。通过对每个组分配***频带而规定所述组频带。
发明效果
根据本发明,在上行链路的通信中,可尽量多地确保可利用分布式FDM方式或分布式FDM方式以及CDM方式两者正交的用户数量。
附图说明
图1表示根据路径损耗的好坏而改变导频信道的传输带宽的情况。
图2表示本发明的一实施例的基站的部分功能方框图。
图3表示本发明的一实施例的用户装置的部分功能方框图。
图4是用于说明本发明的一实施例的动作的流程图。
图5表示通过本发明的一实施例而实现的频谱的示意图。
图6表示通过本发明的一实施例而实现的频谱的示意图。
图7表示通过本发明的一实施例而实现的频谱的示意图。
图8是表示进行TDM时的情况的图。
图9A是表示对每个小区不同的组频带的分配例的图(组带宽比例=用户数比例)。
图9B是表示对各个小区共用的组频带的分配例的图(组带宽比例≠用户数比例)。
图9C是表示对各个小区共用的组频带的分配例的图(组带宽比例=用户数比例)。
标号说明
21发送带宽决定单元
22发送频带决定单元
23发送频带管理单元
24码分配单元
25码管理单元
31发送信号序列生成单元
32离散傅立叶变换单元(DFT)
33数据映射单元
34傅立叶反变换单元
35发送帧定时调整单元
具体实施方式
下面说明本发明的几个实施例,但各个实施例的区分并不是本发明的本质,也可以根据需要使用2个以上的实施例。说明过程中出现的数值例在没有特别限制的情况下仅仅是简单的一例,可以使用合适的任意的数值。
实施例1
图2表示本发明的一实施例的基站的一部分。图2中描画了发送带宽决定单元21、发送频带决定单元22、发送频带管理单元23、码分配单元24以及码管理单元25。
发送带宽决定单元21接收各种参数,并基于此决定用户装置发送的导频信道的发送带宽。该导频信道是在资源分配之前用户装置发送的传播路径状态测定用信号,与由实际分配的资源传输的信道的补偿用而传输的导频信道不同。为了区别这两种导频信道,前者称为信道状态测定用信号或传播路径状态测定用信号,后者称为信道补偿用信号。
发送带宽决定单元21接收的各种参数可包括:从各个用户装置通知的传播损失(路径损耗)、用户装置的最大发送功率、以及由基站观测的其他小区干扰功率等。发送带宽决定单元21至少基于这些参数内的路径损耗,对用户装置进行分组。例如根据路径损耗的大小用户装置被分为两组。发送带宽决定单元21对每个组决定用户装置发送信道状态测定用信号时的带宽。路径损耗小的组的用户装置以比较宽的带宽发送信道状态测定用信号,路径损耗大的组的用户装置以比较窄的带宽发送信道状态测定用信号。组数典型的是两组,准备宽窄两种发送频带,但也可以准备多于2个的组数以及发送带宽。如后述的实施例中说明的那样,从适应正确的信道状态而进行分组的观点出发,不仅考虑路径损耗,还考虑用户装置的最大发送功率、其他小区干扰等来进行分组较好。
发送频带决定单元22基于来自发送频带管理单元23的指示,以对每组决定的带宽将各用户装置的信号映射到频率轴上。由带宽不同的多个用户装置发送的信号以分布式FDM方式相互复用。相同带宽的用户装置发送的信号以分布式FDM方式以及根据需要以CDM方式进行复用。
发送频带管理单元23对发送频带决定单元22中的映射位置进行管理。更具体地说,对在分布式FDM中所使用的副载波间隔(或者重复系数)、或2个以上的用户装置的频率分量的映射位置等进行管理,使其相互正交。
码分配单元24根据需要对输入到其中的信号乘以扩频码,进行码扩频。
码管理单元25对在码分配单元24中使用的扩频码进行管理。
所使用的参数被通知给用户装置。被通知的参数可以包含发送带宽、频率、重复系数、扩频码等。在利用哥萨克(CAZAC)码的情况下,由于其本身构成信道状态测定用信号以及/或者信道补偿用信道,所以不与其他信道进行乘法运算。此时,对用户装置通知用于区别哥萨克码序列的循环移位(cyclical shift)量那样的码的参数。如后所述,以时分复用(TDM)进行宽窄频带不同的信道状态测定用信号的传输的情况下,对用户装置通知的参数还包含与发送帧定时或时隙有关的信息。
图3表示本发明的一实施例的用户装置的一部分。图3中描画发送信号序列生成单元31、离散傅立叶变换单元(DFT)32、数据映射单元33、傅立叶反变换单元34、以及发送帧定时调整单元35。
发送信号序列生成单元31生成发送信号序列。发送信号序列中也可以包含在上行链路中传输的任何信道。特别地在本实施例中发送信号序列生成单元31生成信道状态测定用信号的信号序列以及信道补偿用信号的信号序列。在信道状态测定用信号以及信道补偿用信号由哥萨克码表现的情况下,用于指定该码序列的序列信息以及循环移位量被输入到发送信号序列生成单元31。
离散傅立叶变换单元(DFT)32对发送信号进行傅立叶变换,将时域信号变换为频域信号。
数据映射单元33根据指示参数(command parameter)进行映射使得发送信号在频域中具有所需的分量。指示参数中包含发送带宽、发送频带(频率)、重复系数等。数据映射单元33将发送信号分量映射到频率轴上,使得带宽不同的用户装置的发送信号通过分布式FDM方式互相正交。
傅立叶反变换单元34对具有期望的频率分量的信号进行快速傅立叶反变换,将其变换为时域信号。
发送帧定时调整单元35对发送信号的发送定时进行调整,并输出发送信号。特别地进行时分复用(TDM)的情况下,通过该调整单元35根据本台的发送时隙进行信号发送。
图4是用于说明本发明的一实施例的动作的流程图。
在步骤S1中,用户装置(UE)接收下行导频信号,并利用它来测定用户装置和基站之间的路径损耗L。路径损耗与用户装置的最大发送功率值 Pmax一同报告给基站。
在步骤S2中,基站从用户装置接收路径损耗L以及最大发送功率Pmax。基站还测定其他小区干扰功率I。基站基于路径损耗L、路径损耗L和最大发送功率(Pmax-L)、路径损耗和其他小区干扰功率值(L+I)、或者路径损耗和最大发送功率以及其他小区干扰功率值(Pmax-L-I)等中的任一个来测定信道状态,并基于信道状态的好坏将多个用户装置分为2个以上的组。从信道状态的好坏尽量正确地反映到分组这一观点出发,不仅考虑路径损耗,最好还要考虑最大发送功率和干扰功率。在本实施例中,根据信道状态的好坏用户装置被分为两组。
基站根据从用户装置通知的用户装置和基站之间的路径损耗、UE的最大发送功率值以及其他小区干扰功率值,决定在各个组使用的传播路径状态测定用信号的发送带宽以及发送频率。对信道状态好的组分配较宽发送带宽,对信道状态差的组分配较窄发送带宽。
在步骤S3中,在基站,决定在各个用户装置中使用的信道状态测定用信号的码。如上所述那样在带宽不同的用户装置的信号之间,进行分布式FDM方式的复用,不进行码复用。但是,在带宽相同的用户装置之间,CDM方式的复用与FDM一同并行也可以。
在步骤S4,从基站对用户装置通知信道状态测定用信号的发送带宽、发送频率以及重叠的(convolved)码。
在步骤S5,利用从基站通知的发送带宽、发送频率以及码,用户装置发送信道状态测定用信号。在本实施例中,对信号状态良好的组分配较宽的发送带宽,所以该组的用户装置以比较低的功率(每个单位频带的功率)经过宽带发送信号。信道状态较差的组的用户装置以比较高的功率用窄带发送信号。
在步骤S6中,基站从各个用户装置接收信道状态测定用信号。基站基于该接收状态,执行上行链路的调度。此时,信道状态良好的组的用户装置以比较低的功率经过宽带发送信号,所以经过宽带测定信道状态,资源块被分配给信道状态更好的用户装置。与此相对,信道状态差的组的用户装置以比较高的功率通过窄带发送信号。从而虽然不能通过宽带测定信道状态,但对以高功率发送了信号的窄带至少能够正确地测定信道状态。由于正确地测定信道状态,所以基于此,可期待尽量增加对于这样的组的用户装置的资源块 的分配机会。基站这样执行调度,对各个用户装置分配1个以上的资源块。
图5表示通过本发明的一实施例实现的频谱的示意图。例如10MHz的***频带被分配给用户装置的每个组。被分配的***频带被称为“组频带”。“***频带”表示在该***中可使用的整体频带。***频带中包含具有规定带宽以及规定期间的规定数量的资源块(RB:resource block)。作为一例,资源块的尺寸具有375kHz以及0.5ms的大小,***频带中包含24个。用户装置根据可使用的带宽(例如,1.25MHz、2.5MHz、5MHz等),利用被调度的1个以上的资源块进行通信。组频带是对根据路径损耗的好坏等被分组的每个组进行分频(frequency-divided)的频带。在图示的例子中,与存在2个组的情况相对应,准备1、2的两个组频带,左侧与信道状态良好的用户装置的组相对应,右侧与信道状态差的用户装置的组相对应。为了简化,带宽都设定为5MHz,但如后所述带宽的比例也可以设定为各样的值。
为了便于说明,信道状态测定用信号和信道补偿用信号被上下分着描画,但实际上如放大部分表示那样这些信号通过分布式FDM方式被复用。与图1所示的现有的方法不同,在图5所示的例子中,组1(宽带)的用户装置的信号和组2的(窄带的)用户装置的信号分别属于不同的组频带,在图1所示的例子中,宽带的信道状态测定用信号和窄带的信道状态测定用信号、宽带以及窄带的信道状态补偿用信号以分布式FDM方式被复用。在图5所示的例子中通过分布式FDM方式被复用的是各个组频带内的信道状态测定用信号和信道状态补偿用信号。从而必须通过分布式FDM正交的信号的种类比图1的情况减少,其结果,能够更多地维持副载波间隔。这表示用于在相同带宽中码复用的码序列数能够保持为比图1的情况多。
实施例2
图6表示根据本发明的一实施例而实现的频谱的示意图。大致与图5所示的例子相同,但属于组频带2的用户装置所使用的发送带宽不同。在本实施例中,该发送带宽被统一为1个资源块的量。其结果,对于组频带2,信道状态测定用信号和信道补偿用信号都始终被相同带宽发送。在图5所示的例子中,如右侧的虚线框所示,信道状态测定用信号被设定为资源块的整数倍(在图示的例子中是2倍),对用户装置1和2(UE1、2)的双方或其中一个分配资源块。由于信道状态测定用信号所占的频带大于资源块,因此对信道状态测定用信号和信道状态补偿用信号的复用不能利用CDM方式。与此 相对,关于图6所示的例子的组频带2,由于信道状态测定用信号和信道补偿用信号被以相同带宽(1个资源块的量)发送,因此对于它们的复用,不仅能利用分布式FDM还可以并用CDM,能够复用更多用户装置的信号。
实施例3
图7表示根据本发明的一实施例实现的频谱的示意图。用户装置根据路径损耗被分组,***频带被分为宽带用以及窄带用的组频带,这一点与上述的实施例相同。在本实施例中对宽带的组频带的两侧分配窄带的组频带。一般,基于由宽带宽传输的信号的带外发射(out-of-band emission)比较多,基于由窄带宽传输的信号的带外发射比较少。因此从尽量抑制对***频带外(相邻频带)的干扰功率的影响的观点出发,希望如图7所示那样,***带宽的两侧用于比较窄带的信号传输。
实施例4
图8表示在进行时分复用(TDM)时的情况。在第1至第3实施例中,一般对每个组频率分割***带宽(不是分布式FDM,而是通常的集中式FDM(在每个组占有连续的频带))。这样的方法对准备比较宽的***带宽的情况有利,但相反对***带宽窄的情况不利。在本发明的第4实施例中,***带宽没有沿频率方向分离,但代替此而分别准备用于宽带组的时隙和用于窄带组的时隙,各组的用户装置以时分复用方式被复用。这样,在1个时隙中实现图5(或图6)的左右任一个状态,在其他时隙中实现其他状态。根据本实施例,即使***带宽没有充分宽也能够应用本发明。例外,在***带宽充分宽的情况下,也可以使用本实施例,也可以结合第1以及第2实施例和第4实施例。
实施例5
下面,说明几个组带宽的设定方法。
在图9A所示的例子中,对每个小区测定属于各组的用户数量,并对每个小区设定组频带的比率,使得(组带宽比=用户数量比)。在图示的例子中,在小区A中的组频带1的带宽和组频带2的带宽比被设定为(10用户∶5用户)=(10MHz∶5MHz)(设***带宽为15MHz)。同样在小区B中组频带1的带宽和组频带2的带宽之比被设定为8用户∶7用户=8MHz∶7MHz。这样,能够在各组频带以及各小区共同维持每个单位频带的拥塞度,能够实现有关资源利用的用户之间的公平性。
另外,在图示例子中,为了便于说明,小区A和小区B都一共包含15台的用户装置,但所容纳的用户装置数量一般对每个小区是不同的。例如,若设为小区A包含15台用户装置,小区B包含21台用户装置,则在小区B的用户数量比成为14∶7。
图9B表示对各小区共用的组频带的分配例子。在图9A所示的例子中,由于对每个小区设定了带宽的比例,所以担心与图中由“Z”表示的部分相当的小区B的用户装置多少对小区A产生影响。这是因为如上所述那样窄带的用户装置以每个单位频带比较高功率发送信号。鉴于这一点,在图9B所示的例子中,组带宽比在各个小区中被共同维持。在该例子中不单独考虑每个小区的用户数量比。准备对***整体共用(至少对几个小区共用)的组频带比,对各小区共同使用该组频带比。这样,能够直接防止产生图9A的“Z”所示的部分。
图9C表示对各小区共用的组频带的分配例子。在图9B所示的例子中,组频带比被设定为对各小区共用,但相反每个单位频带的拥塞度对每个小区和每个组频带不同,从资源利用率的观点出发是不利的。在图9C所示的例子中,除了准备对多个小区共用的组频带比,还进行分组使得在各小区中用户数量比共用。即,在图9C所示的例子中,进行分组,使得在各个小区中用户数量比成为10∶5=2∶1。换言之,例如相对(relatively)调整路径损耗的阈值等,使得可实现这样的分组。例如,若设为小区A中包含15台用户装置,小区B中包含21台的用户装置,则小区A的用户数量比是10∶5=2∶1,小区B中的用户数量比成为14∶7=2∶1。其结果,在图9C所示的例子中,除了能够实现对各小区共用的组频带比和对各小区共用的用户数量比之外,还可使(组带宽比=用户数量比)成立。从抑制在图9A中担心的其他小区干扰,并减少在图9B中担心的有关资源利用的用户之间的不公平性等的观点出发,优选实现图9C所示的频带的分配。
以上参照特定的实施例说明本发明,但各个实施例仅仅是简单的例示,本领域的技术人员应该理解各种变形例、修正例、代替例、置换例等。为了助于理解发明而使用具体的数值例而进行了说明,但在没有特别禁止情况下,这些数值仅仅是简单的一例,可以使用合适的任意的值。各个实施例的区分不是本发明的本质,可以根据需要使用2个以上的实施例。为了便于说明,利用功能方框图说明了本发明的实施例的装置,但这样的装置可以由硬件、 软件、或它们的组合来实现。本发明不限于上述实施例,不脱离本发明的精神,各种变形例、修正例、代替例、置换例等包含在本发明中。
本国际申请主张基于公元2006年6月19日申请的日本专利申请第2006-169451号的优先权,将其全部内容援用于本国际申请。
Claims (9)
1.一种基站,用于对上行链路使用单载波方式的移动通信***,其特征在于,所述基站包括:
对于多个用户装置的每一个,根据各用户装置和基站之间的路径损耗,将所述多个用户装置分为2个以上的组的部件;以及
计划对用户装置分配的上行链路的资源分配的调度器,
以分布式频分复用方式对具有以相同频率间隔排列的多个频率分量的各用户装置的上行信号进行复用,以使其在频率轴上相互正交,
所述调度器对资源分配进行计划,以使属于不同组的用户装置利用不同组频带或不同时隙,
通过对每个组分配***频带而规定所述组频带。
2.如权利要求1所述的基站,其特征在于,
所述调度器计划资源分配,以使属于不同组的用户装置利用不同组频带。
3.如权利要求2所述的基站,其特征在于,
从属于更大路径损耗的组的用户装置发送的信道状态测定用导频信道的传输带宽等于信道补偿用导频信道的传输带宽的整数倍。
4.如权利要求2所述的基站,其特征在于,
从属于更大路径损耗的组的用户装置发送的信道状态测定用导频信道的传输带宽等于信道补偿用导频信道的传输带宽。
5.如权利要求2所述的基站,其特征在于,
在更小路径损耗的组频带的两端设定更大路径损耗的组频带。
6.如权利要求2所述的基站,其特征在于,
根据属于各组的用户数之比,决定更小路径损耗的组频带的带宽和更大路径损耗的组频带的带宽之比。
7.如权利要求2所述的基站,其特征在于,
在多个小区之间共用更小路径损耗的组频带的带宽和更大路径损耗的组频带的带宽之比。
8.如权利2所述的基站,其特征在于,
除了更小路径损耗的组频带的带宽和更大路径损耗的组频带的带宽之比之外,属于各组的用户数之比在多个小区之间也共用。
9.一种用于对上行链路使用单载波方式的移动通信***中的基站的方法,其特征在于,包括:
根据对于多个用户装置的每一个的上行链路的路径损耗,将所述多个用户装置分为2个以上的组的步骤;以及
计划对用户装置分配的上行链路的资源分配的调度步骤,
以分布式频分复用方式对具有以相同频率间隔排列的多个频率分量的各用户装置的上行信号进行复用,以使其在频率轴上相互正交,
所述调度步骤对资源分配进行计划,以使属于不同组的用户装置利用不同组频带或不同时隙,
通过对每个组分配***频带而规定所述组频带。
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