JP5541469B2 - ハンドオーバ処理 - Google Patents
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Description
移動デバイスのような別の通信ノードに送信するために、PDCPサービスデータユニット、すなわちSDUのシーケンスを受信すること、
各PDCP SDUにシーケンス番号を添付すること、
添付されたシーケンス番号と共に、PDCP SDUのコピーをPDCPバッファ内に格納すること、
PDCP SDUを暗号化すること、
添付されたシーケンス番号を有する暗号化されたPDCP SDUを、セグメント化のために外部ARQエンティティに渡すこと、
外部ARQセグメントを生成するために添付されたシーケンス番号を有する暗号化されたPDCP SDUをセグメント化すること、
対応するPDCP SDU内の外部ARQセグメントの位置を特定するデータを含むそれぞれの外部ARQヘッダを生成すると共に、該ヘッダを各外部ARQセグメントに添付し、対応する外部ARQプロトコルデータユニット、すなわちPDUを生成すること、
生成された外部ARQ PDUを他の通信ノードに送信すること、
送信された外部ARQ PDUのための肯定応答を受信すること、及び
PDCP SDUを含む外部ARQ PDUのための肯定応答が受信されると、PDCPバッファから各PDCP SDUを消去することを含む、通信システムのノードによって実行される通信方法を提供する。
ソースノードから移動通信デバイスへのダウンリンク外部ARQ PDUの送信を中止すること、
ダウンリンクユーザデータの送信を中止した後に、上記移動通信デバイスにハンドオーバコマンドを送信すること、
ソースノードから直前に受信された順次PDCP SDUとソースノードから受信される任意の非順次PDCP SDUとを特定する状態パケットを移動通信デバイスから受信すること、及び、
移動通信デバイスによって受信される特定されたPDCP SDUに基づいて、ターゲットノードにPDCP SDUを転送することを含む、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法を提供する。
ソースノードから転送されたダウンリンクPDCP SDUを受信すること、
ソースノードから転送されたアップリンク非順次PDCP SDUを受信すること、
受信したダウンリンクPDCP SDUに対応する外部ARQ PDUを移動通信デバイスに送信すること、
移動通信デバイスから外部ARQ PDUを受信すると共に、該外部ARQ PDUから、シーケンス番号を有する対応するPDCP SDUを形成すること、及び、
受信したPDCP SDU及び転送されたPDCP SDUを、該受信したPDCP SDU及び該転送されたPDCP SDUのシーケンス番号に基づいて並べ替えると共に、それらを順序通りに通信ネットワークに転送することを含む、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法を提供する。
ソースノードから、該ソースノードによって直前に受信された順次アップリンクPDCP SDU及び該ソースノードによって受信された任意の非順次PDCP SDUを特定する状態パケットを受信すること、
ソースノードからハンドオーバコマンドを受信すること、
ソースノードに、該ソースノードによって直前に受信された順次ダウンリンクPDCP SDU及び該ソースノードによって受信された任意の非順次PDCP SDUを特定する状態パケットを送信すること、
ソースノードへのデータパケットの送信を中止すること、
ターゲットノードとの通信リンクを確立すること、
ソースノードから受信された状態パケットに基づいて、ターゲットノードに送信/再送されることになるPDCP SDUを求めること、及び、
求められたPDCP SDUをターゲットノードに送信/再送することを含む、ソースノードからターゲットノードへのハンドオーバ時に移動通信デバイスによって実行される方法を提供する。
図1は、移動(セルラー)通信システム1を概略的に示している。該システムにおいて、移動電話(MT)3−0、3−1及び3−2のユーザが、基地局5−1又は5−2のうちの1つ及び電話網7を介して、他のユーザ(図示せず)と通信することができる。この実施形態では、基地局5は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)技法を使用しており、移動電話3に送信されることになるデータは複数のサブキャリア上に変調される。移動電話3に送信されることになるデータの量に応じて、各移動電話3に異なるサブキャリアが割り当てられる。移動電話3がソース基地局(たとえば、基地局5−1)のセルからターゲット基地局(たとえば、基地局5−2)に移動するとき、ソース基地局5及びターゲット基地局5、並びに移動電話3においてハンドオーバ(HO)手順(プロトコル)が実行され、ハンドオーバプロセスが制御される。
1.高いTCPスループット性能を達成する、非リアルタイム(NRT)サービスのためのロスレスHHO。
2.終端間でアプリケーションの良好な性能を確保するために、パケットロスを最小限に抑える、リアルタイム(RT)サービスのためのシームレスHHO。
3.無線インタフェースを介しての重複パケット送信の最小化。
4.ユーザプレーンデータのための最低限の中断時間。
5.HO中に、NAS(非アクセス階層)PDUの順次送達が保持されるべきである。
6.重複送達及び非順次送達は、ROHC(ロバストヘッダ圧縮)及びアプリケーションには一切見えないようにすべきである。
図2は、この実施形態において用いられる基地局5のそれぞれの主な構成要素を例示するブロック図である。図に示されるように、各基地局5はトランシーバ回路21を備えており、該トランシーバ回路は、1つ又は複数のアンテナ23を介して移動端末3に対し信号を送受信するように動作することができ(上述したサブキャリアを用いる)、且つネットワークインタフェース25を介して電話網7に対し信号を送受信するように動作することができる。コントローラ27が、メモリ29に格納されるソフトウエアに従って、トランシーバ回路21の動作を制御する。そのソフトウエアは、中でも、オペレーティングシステム31及びダウンリンクスケジューラ33を含む。ダウンリンクスケジューラ33は、移動端末3と通信する際に、トランシーバ回路21によって送信されることになるユーザデータパケットをスケジューリングするように動作することができる。また、そのソフトウエアはハンドオーバモジュール35も備えており、その動作は以下で説明される。
図3は、図1に示される移動端末3のそれぞれの主な構成要素を概略的に示す。図3に示されるように、移動電話3はそれぞれ、1つ又は複数のアンテナ73を介して基地局5に対し信号を送受信するように動作することができるトランシーバ回路71を備える。図に示されるように、移動端末3はコントローラ75も備えており、該コントローラは、移動端末3の動作を制御し、且つ一方ではトランシーバ回路71に接続され、他方ではスピーカ77、マイクロフォン79、ディスプレイ81及びキーパッド83に接続される。コントローラ75は、メモリ85内に格納されるソフトウエア命令に従って動作する。図に示されるように、これらのソフトウエア命令は、中でも、オペレーティングシステム87を含む。この実施形態では、メモリは、アップリンクデータバッファ89も提供する。ハンドオーバプロセスを制御するためのソフトウエアはハンドオーバモジュール91によって与えられ、その動作は以下で説明される。
以下の説明は、UTRANのロングタームエボリューション(LTE)において用いられる用語を使用する。それゆえ、基地局を切り替えつつある移動電話3はUEと呼ばれ、ソース基地局5−1はソースeNodeB(又は単にeNB)と呼ばれ、ターゲット基地局5−2は、ターゲットeNodeBと呼ばれる。LTEにおいて用いられるプロトコルエンティティは、LTEの下で外部ARQエンティティと呼ばれる無線リンク制御(RLC)エンティティを除いて、UMTSにおいて用いられるプロトコルエンティティと同じ名称である。LTEの外部ARQエンティティは、UMTSのRLCエンティティと(全く同一ではないが)概ね同じ機能を有する。
外部ARQエンティティ(LTEの場合のRLCに相当するもの)は、すべての面において無線リンク制御(RLC)と同一であるとは限らないが、以下に記載される説明は主に、データパケットの受信が受信機によって応答される応答モード(AM)無線リンク制御(RLC)に当てはまる。応答モードエンティティと比べて異なる処理が適用される場合にはいつでも、VoIP及びストリーミングのようなリアルタイムアプリケーションのために利用される非応答モード(UM)外部ARQエンティティの仕様も持ち出される。
1)ソースeNodeB内のUEコンテキストは、接続確立時又は直前のTA更新時に与えられるローミング制限に関する情報を含む。
2)ソースeNodeBエンティティは、エリア制限情報に従って、UE測定手順を構成する。ソースeNodeBエンティティによって与えられる測定値は、UEの接続移動性を制御する機能を支援することができる。
3)UE及びソースeNodeBからの測定結果に基づいて、おそらく付加的なRRM特有情報による支援を受けて、ソースeNodeBは、UEをターゲットeNodeBによって制御されるセルにハンドオーバすることを決定する。
4)ソースeNodeBは、ターゲットeNodeBエンティティにハンドオーバ要求を発行し、ターゲット側においてハンドオーバを準備するのに必要な情報を渡す。ターゲットeNodeBは、要求された資源を構成する。
5)ターゲットeNodeBによってそれらの資源を与えられることができる場合には、ハンドオーバが成功する可能性を高めるために、ターゲットeNodeBによって、アドミッション制御が実行される。
6)ターゲットeNodeBにおいてハンドオーバの準備が終了し、UEがターゲットeNodeBに向かう無線経路を再構成するための情報がソースeNodeBに渡される。
7)このステップは、以下のサブステップから成る。
a.下位のプロトコル層にHOコマンドをサブミットする前に、ソースeNodeB内の無線資源制御(RRC)エンティティ96が、外部ARQユーザプレーン(UP)エンティティ95に、ダウンリンク方向において状態パケットを送信し、且つDL送信を中止するように命令して、これらの外部ARQエンティティ95が下位のプロトコル層にいかなるARQ PDUもサブミットしないようにする。UL受信は継続すべきである。受信しているパケットがUM外部ARQ PDUである場合、外部ARQエンティティは、SDUを含む全てのPDUが受信されると直ぐに、SDUを再構築し、それらを上位層に転送する。
b.UEは、ソースeNodeB RRCエンティティ96によって、HOを実行するように命令される。ターゲット側無線資源情報は、その命令(コマンド)に含まれる。
c.HOコマンドを受信すると、UE内のRRCエンティティ96は、外部ARQ Uプレーンエンティティに、アップリンク方向において状態パケットを送信し、且つUL送信を中止するように命令する。それに応答して、ソースeNodeB内のPDCP層は、対応するPDCP SDUを、そのバッファ107から確実に消去する。この後、UEは、ターゲットeNodeBにおいてL1/L2シグナリングを直ちに開始すべきである。
d.両方向において、ユーザプレーンデータ送信が中止され、アップリンク及びダウンリンクの両方において状態パケットが交換されるので、ソースeNodeBは、ソースeNodeBとターゲットeNodeBとの間でデータ伝送状態を正確に同期させることができるようになり、この後の任意の時点から、SDU転送(ソースeNodeBからターゲットeNodeBへ)を開始することができる。
8)UEは、ターゲット側において同期を確立する。
9)UEは、セルにアクセスするのに成功すると、ターゲットeNodeBに、ハンドオーバが完了したことの指示を送信する。
10a)下位層にハンドオーバ完了をサブミットした後に、UE内のRRCエンティティ96は、PDCPエンティティ97及び外部ARQエンティティ95に、UL Uプレーントラフィックを再開するように命令する。
10b)ハンドオーバ完了を受信すると、ターゲットeNodeB内のRRCエンティティ96は、PDCPエンティティ97及び外部ARQ Uプレーンエンティティ95に、DLトラフィックを再開するように命令する。ターゲットeNodeBは、ソースeNodeBから受信した、転送されたDLパケットの送信を開始する。
11)MME/UPEは、UEがセルを変更したことを通知される。UPEは、データ経路をターゲットeNodeBに切り替えて、ソースeNodeBに向かう任意のUプレーン/TNL資源を解放することができる。
12)MME/UPEは、ハンドオーバ完了ACKメッセージによってターゲットeNodeBへのハンドオーバ完了メッセージを確認する。
13)ターゲットeNodeBは、ソース側において、資源の解放を開始する。ターゲットeNodeBは、メッセージ9を受信した直後に、このメッセージを送信することができる。
14)解放資源メッセージを受信すると、ソースeNodeBは、そのUEコンテキストに関連する無線及びCプレーン関連資源を解放する。処理系依存機構が、データ転送を中止することができ、且つUプレーン/TNL資源を解放することができると決定するまで、ソースeNodeBは、データ転送を実行し続ける。
15)新たなセルが、新たなトラッキングエリアのメンバである場合には、UEはMME/UPEで登録する必要があり、それにより、MME/UPEはターゲットeNodeBにおいてエリア制限情報を更新する。
ハンドオーバ実行時に、ソースeNodeB及びUEにおいてデータ伝送が中止されているため、転送中のデータパケットは、停止されているRLCエンティティによって捨てられることになるので、両方向においてユーザプレーンデータ転送を一時中止する結果として(従来のREL6RLCエンティティの場合のように)、データロスが生じることを強調する必要がある。それゆえ、ハードハンドオーバが行なわれることになるLTEシステムの場合、外部ARQエンティティ(RLC)は、送信を中止すべきであるが、いかなるデータロスも避けるために、パケットを受信し続けるべきである。
この実施形態において、PDCPシーケンス番号は、ハンドオーバ中に保持され(ターゲットeNodeBによって用いられる)、ソースeNodeBは、UEによってターゲットeNodeBに応答されていない全てのダウンリンクPDCP SDU105を(SNと共に)選択的に(バッファ107から)転送し、まだ送信されていない任意の残りのダウンリンク外部ARQ PDUセグメントを捨てる。ハンドオーバ中に、ソースeNodeBは、順序通りに受信するのに成功したアップリンクPDCP SDU105も電話網7(SAEゲートウエイ)に転送し、順序通りに受信されなかったアップリンクPDCP SDU105を、バッファ107からターゲットeNodeBに転送し、任意の残りのアップリンク外部ARQ PDUを捨てる。順序通りに受信されなかったアップリンクPDCP SDUは、ターゲットeNodeB PDCPエンティティ97に転送される前に、PDCPエンティティ97によってアップリンクパケットとしてマークを付され、そのパケットが非順次アップリンクパケットであり、UEに送信するためのダウンリンクパケットではないことをターゲットeNodeBが確認(establish)できるようにする必要がある。その後、欠けているアップリンクパケットがUEから受信されると、ターゲットeNodeB PDCPは、これらの非順次アップリンクパケットを電話網7に転送する。
コンテキストを転送し、データを転送して、ロスレスeNodeB間HOを支援するために、ソースeNodeBは、HO中に、自らとUEとの間のデータ伝送状態を、ターゲットeNodeBと同期させる。これは、ユーザプレーンのための中断時間が最低限であることを考慮に入れて、HO実行段階中の適切な時点においてデータフローを中止することによって容易にされる。一実施形態において、ソースeNodeB内及びUE内の外部ARQエンティティは、適切な方向においてデータフローを中止する前に、他方のエンティティに状態報告(そのデバイスが受信に成功しているものを指示する)を送信する。この状態メッセージは、そのデバイスが受信したものだけを指示する簡単な報告とすることができる。これにより、ソースeNodeB及びUEは、HO実行中に送信を中止する前に、厳密なデータ伝送状態(すなわち、相手が受信したもの、それゆえ、依然として送信されなければならないもの)を知ることができるようになる。それゆえ、HO後に、無線インタフェースを介して重複パケットの送信を一切必要とすることなく、データ送信を再開することができる。
データフローを中止するための上記で指示された正確なタイミングは、本発明人らが定めた以下の(別個の)希望要件をかなえるのを助ける。
I.リアルタイム及び非リアルタイムの両方のサービスのための統合ロスレスハンドオーバ機構。
II.ユーザプレーンデータのための最低限の中断時間。
III.eNodeB及びUEによる重複パケットの送信を最小限に抑えること。
LTE (UTRANの)ロングタームエボリューション
eNodeB E−UTRANノードB
AGE アクセスゲートウェイ
UE ユーザ装置−移動通信デバイス
DL ダウンリンク−基地局から移動局へのリンク
UL アップリンク−移動局から基地局へのリンク
AM 応答モード
UM 非応答モード
MME モビリティ管理エンティティ
UPE ユーザプレーンエンティティ
HO ハンドオーバ
RLC 無線リンク制御
RRC 無線資源制御
RRM 無線資源管理
SDU サービスデータユニット
PDU プロトコルデータユニット
NAS 非アクセス階層
ROHC ロバストヘッダ圧縮
TA 追跡エリア
U−plane ユーザプレーン
TNL トランスポートネットワーク層
S1インタフェース アクセスゲートウェイとeNodeBとの間のインタフェース
X2インタフェース 2つのeNodeB間のインタフェース
MME/SAEゲートウエイ MMEエンティティ及びUPEエンティティの両方を有するアクセスゲートウェイの新たな名称
Claims (15)
- 通信システムにおいて実行される方法であって、該方法は、
ソースノードで、
移動通信デバイスに送信するために、ダウンリンクPDCPサービスデータユニット、すなわちSDUのシーケンスを受信すること、
各前記ダウンリンクPDCP SDUにシーケンス番号を添付すること、
前記ダウンリンクPDCP SDUのコピーを格納すること、
前記ダウンリンクPDCP SDUを暗号化すること、
前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUを、セグメント化のために外部ARQエンティティに渡すこと、
前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUをセグメント化することであって、外部ARQセグメントを生成する、セグメント化すること、
それぞれの外部ARQヘッダを生成すると共に、該ヘッダを各前記外部ARQセグメントに添付し、シークエンス番号を含む対応する外部ARQプロトコルデータユニット、すなわちPDUを生成すること、
前記生成された外部ARQ PDUを前記移動通信デバイスに送信すること、及び
ターゲットノードにハンドオーバ要求を送信すること、
前記ターゲットノードで、
前記ソースノードからのハンドオーバ要求を受信し、前記ハンドオーバ要求に応答して前記ソースノードにハンドオーバ応答を送信すること、
前記ソースノードで、
前記ターゲットノードからのハンドオーバ応答を受信すること、
前記移動通信デバイスにハンドオーバコマンドを送信すること、及び
添付されたシーケンス番号と共に、前記格納されたダウンリンクPDCP SDUを前記ターゲットノードへ転送すること、及び
ターゲットノードで、
前記ソースノードからダウンリンクPDCP SDUを受信し、前記ターゲットノードから移動通信デバイスへ前記ソースノードから受信した前記ダウンリンクPDCP SDUに対応する外部ARQ PDUを送信すること、
を含む、通信システムにおいて実行される方法。 - 通信システムのソースノードであって、
移動通信デバイスに送信するために、ダウンリンクPDCPサービスデータユニット、すなわちSDUのシーケンスを受信する手段と、
各前記ダウンリンクPDCP SDUにシーケンス番号を添付する手段と、
前記ダウンリンクPDCP SDUのコピーを格納する手段と、
前記ダウンリンクPDCP SDUを暗号化する手段と、
前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUを、セグメント化のために外部ARQエンティティに渡す手段と、
外部ARQセグメントを生成するために前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUをセグメントする手段と、
それぞれの外部ARQヘッダを生成すると共に、該ヘッダを各前記外部ARQセグメントに添付して、シークエンス番号を含む対応する外部ARQプロトコルデータユニット、すなわちPDUを生成する手段と、
前記生成された外部ARQ PDUを前記移動通信デバイスに送信する手段と
ターゲットノードにハンドオーバ要求を送信する手段と
前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受ける手段と、
ハンドオーバコマンドを前記移動通信デバイスに送信する手段と、
添付されたシーケンス番号と共に、前記格納されたダウンリンクPDCP SDUを前記ターゲットノードへ転送する手段とを含む、通信システムのソースノード。 - 前記移動通信デバイスからアップリンク外部ARQ PDUを受信する手段と、
各々の受信した外部ARQ PDUから外部ARQヘッダを除去する手段と、
シークエンス番号を有するアップリンクPDCP SDUを形成するために、受信したARQ PDUを連結する手段とをさらに含む請求項2に記載のソースノード。 - 前記移動通信デバイスから受信した順序から外れ(out-of-sequence)たアップリンクPDCP SDUをバッファする手段をさらに含む請求項3に記載のソースノード。
- ターゲットノードから前記ハンドオーバ応答を受信することに応答してバッファされた順序から外れ(out-of-sequence)たアッパリンクPDCP SDU
を転送する手段さらに含む請求項4に記載のソースノード。 - 通信システムのターゲットノードであって、
ソースノードからハンドオーバ要求を受信する手段と、
ハンドオーバ応答を前記ソースノードに送信する手段と、
ソース通信ノードからダウンリンクPDCPサービスユニット、すなわちSDU、を受信する手段と、
前記ソースノードから受信したダウンリンクPDCP SDUに対応する外部プロトコルデータユニット、すなわちPDUを移動通信デバイスに送信する手段を含む通信システムのターゲットノード。 - 前記移動通信デバイスからアップリンク外部ARQ PDUを受信する手段と、
各々の受信した外部ARQ PDUから外部ARQヘッダを除去する手段と、
シークエンス番号を有するアップリンクPDCP SDUを形成するために、受信したARQ PDUを連結する手段とをさらに含む請求項6記載のターゲットノード。 - 前記ハンドオーバ応答を前記ソースノードに送信した後に、前記ソースノードから順序から外れたアップリンクPDCP SDUを受信する手段をさらに含む請求項7記載のターゲットノード。
- 前記受信したアップリンク外部ARQ PDUから形成されるアップリンクPDCP SDUと前記ソースノードから受信した前記アップリンクの順序から外れたPDCP SDUを並べ替え、それらをシークエンスに通信ネットワークに転送する手段をさらに含む請求項8記載のターゲットノード。
- 前記アップリンクPDCP SDUをS1インタフェースで前記通信ネットワークに送信する手段を含む請求項9記載のターゲットノード。
- 請求項2乃至5のいずれかに記載のソースノードから外部ARQ PDUを受信する手段と、
前記ソースノードからハンドオーバコマンドを受信する手段と、
前記ハンドオーバコマンドを受信した後で請求項6乃至10のいずれかに記載のターゲットノードから外部ARQ PDUを受信する手段を含む移動通信デバイス。 - 請求項2乃至5のいずれかに記載のソースノードと、
請求項6乃至10のいずれかに記載のターゲットノードと、
請求項11に記載の移動通信デバイスを含む通信システム。 - 通信システムのソースノードによって実行される通信方法であって、
移動通信デバイスに送信するために、ダウンリンクPDCPサービスデータユニット、すなわちSDUのシーケンスを受信すること、
各前記ダウンリンクPDCP SDUにシーケンス番号を添付すること、
前記ダウンリンクPDCP SDUのコピーを格納すること、
前記ダウンリンクPDCP SDUを暗号化すること、
前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUを、セグメント化のために外部ARQエンティティに渡すこと、
外部ARQセグメントを生成するために前記添付されたシーケンス番号を有する前記暗号化されたダウンリンクPDCP SDUをセグメントすること、
それぞれの外部ARQヘッダを生成すると共に、該ヘッダを各前記外部ARQセグメントに添付して、シークエンス番号を含む対応する外部ARQプロトコルデータユニット、すなわちPDUを生成すること、
前記生成された外部ARQ PDUを前記移動通信デバイスに送信すること
ターゲットノードへハンドオーバ要求を送信すること
前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受けること、
ハンドオーバコマンドを前記移動通信デバイスに送信すること、及び、
添付されたシーケンス番号と共に、前記格納されたダウンリンクPDCP SDUを前記ターゲットノードへ転送することを含む、通信システムのソースノードによって実行される通信方法。 - 通信システムのターゲットノードによって実行される通信方法であって、
ソースノードからハンドオーバ要求を受信すること、
ハンドオーバ応答を前記ソースノードに送信すること、
前記ソースノードからPDCPサービスユニット、すなわちSDU、を受信すること、
前記ソースノードから受信したダウンリンクPDCP SDUに対応する外部プロトコルデータユニット、すなわちPDUを移動通信デバイスに送信すること、を含む通信システムのターゲットノードによって実行される通信方法。 - 移動通信デバイスによって実行される方法であって、
請求項13の方法にしたがって動作するソースノードから外部ARQ PDUを受信すること、
請求項13の方法にしたがって動作する前記ソースノードからハンドオーバコマンドを受信すること、
前記ハンドオーバコマンドを受信した後で請求項14の方法にしたがって動作するターゲットノードから外部ARQ PDUを受信することを含む、移動通信デバイスによって実行される方法。
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