KR100292657B1 - 파일럿비콘신호발생장치 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 파일럿 비콘신호 발생장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자하는 기술적 요지
본 발명은, 코드분할다중접속 방식의 무선통신 시스템에서 트래픽 FA(Frequency Allocation)가 상이한 기지국간의 핸드오프를 위해 사용되는 비콘신호를 운용함에 있어서, 위상 등화 기능과 첫 번째 중간 주파수 변환을 위한 변조기능 및 I 채널 및 Q 채널 신호 가산 기능을 디지탈로 구현하기 위한 파일럿 비콘신호 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 파일럿 주기형 비콘신호 발생장치에 있어서, 외부로부터 전달된 디지탈 형태의 I(동위상) 채널 및 Q(직교위상) 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 의사잡음신호 발생수단; 상기 의사잡음신호 발생수단으로부터 전달되는 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 필터링하여 성형화하기 위한 펄스 성형 필터링수단; 상기 펄스 성형 필터링수단을 통해 필터링된 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 위상 등화수단; 상기 위상 등화수단으로부터 전달되는 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 상향 변환수단; 상기 상향 변환수단을 통해 상향 변환된 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 가산하기 위한 디지탈신호 가산수단; 상기 디지탈신호 가산수단의 출력신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 D/A 변환수단; 상기 D/A 변환수단으로부터 전달된 아날로그신호를 필터링하여 송신하고자 하는 주파수 대역의 비콘신호를 추출하여 필터링하기 위한 필터링수단; 및 상기 필터링수단으로부터 전달된 비콘신호를 증폭하여 상기 수신단으로 전송하는 증폭수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 CDMA 방식의 무선통신 시스템에서 트래픽 FA가 상이한 기지국간의 핸드오프를 위해 사용되는 비콘신호를 운용하는데 이용됨.
Description
본 발명은 현재 사용중인 무선가입자망(WLL), 광대역무선가입자망(B-WLL), 이동전화망(Cellular), 개인휴대통신망(PCS), 지능형 교통망(ITS), 외국에서 사용중인 타 이동전화망, 현재 북미방식과 유럽방식으로 표준화가 추진되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 등과 같은 차세대 이동통신망 등을 포함하는 무선통신시스템에서 트래픽 FA(Frequency Allocation)가 상이한 기지국간의 핸드오프(handoff)를 위해 사용되는 비콘(Beacon)신호 발생장치에 관한 것으로서, 특히 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access) 방식의 기지국에 사용되는 파일럿 비콘신호 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 파일럿 비콘 시스템(Pilot Beacon System)은 지상구간과 지하철 지하구간이 교차할 때 나타나는 통화 끊김 현상을 막기 위한 지하철 기지국용 시스템으로서, 고층빌딩에 대한 음영지역 해소와 함께 지하철 구간의 통화품질 향상에도 역점을 두고 개발한 시스템이다.
지상에서 지하구간으로 넘어갈 때 통화 끊김 현상이 발생하는 이유는 서비스 업체들이 지상에서는 2∼3개의 FA(Frequency Allocation : 주파수 할당)를 사용하는데 비해 지하철 구간에서는 1개의 FA만 사용함에 따라 통화중인 단말기가 지하로 들어갔을 때 지하구간에서 사용하는 FA가 아닌 다른 FA를 사용하고 있을 경우 핸드오프에 실패하거나 호절단(통화중 끊김) 현상이 자주 일어나기 때문이다. 따라서, 파일럿 비콘 시스템을 사용하여 지하철 기지국이 송출하는 FA 신호를 지상에서 사용중인 타 FA 신호로 변환 송출함으로써, 타 FA로 통화중인 단말기가 지하에 진입할 때도 마치 같은 FA 사이에서 통화하는 것처럼 원활하게 핸드오프를 할 수 있도록 한다.
여기서, FA는 여러 종류의 정보 신호(음성, 데이터, 화상 등)를 무선주파수에 실어서 상호간 통신을 하게 되는데, 이때 무선주파수의 대역을 FA라 한다.
한편, 현재 상용 서비스되고 있는 CDMA 이동통신시스템에서는 기지국을 구분하기 위하여 의사잡음(PN : Pseudo random) 코드를 사용한다. 이때, 적용되는 PN 코드는 모든 기지국에서 광역측위시스템(GPS : Global Positioning System) 시간을 기준으로 하여 기지국마다 오프셋(Offset)을 갖고서 전송된다.
따라서, 단말기에서는 PN 코드간 상관관계를 수행하여 가장 근접한 기지국을 획득하게 된다. CDMA 시스템의 송신단은 입력 데이터를 임의의 의사잡음(PN : Pseudo Noise)코드로 대역 확산을 수행하고, 수신단에서는 수신된 입력 데이터에 사용된 PN 코드와 동기를 맞추는 동작과 데이터를 복조하는 과정이 있다. 이때, 디지탈 신호를 PN 코드로 확산하여 직각(Quadrature) 변조(예로서, QPSK)하는 시스템에서 I(동위상 : In-Phase) 채널과 Q(직교위상 : Quadrature-Phase) 채널의 PN 코드 동기를 획득하게 된다.
도 1은 종래의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 구성도로서, I 채널 의사잡음신호 발생기(111)와, 제 1 펄스 성형 필터(112)와, 제 1 D/A 변환기(113)와, 제 1 저역통과필터(114)와, 제 1 위상 등화기(115)와, 제 2 저역통과필터(116)와, 제 1 상향 변환기(117)와, Q 채널 의사잡음신호 발생기(118)와, 제 2 펄스 성형 필터(119)와, 제 2 D/A 변환기(120)와, 제 3 저역통과필터(121)와, 제 2 위상등화기(122)와, 제 4 저역통과필터(123)와, 제 2 상향 변환기(124)와, 아날로그신호 가산기(125)와, 대역통과필터(126) 및 전력증폭기(127)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, I 채널 의사잡음신호의 전송 과정에 대하여 설명한다.
I 채널 의사잡음신호 발생기(111)가 I 채널 의사잡음신호를 제 1 펄스 성형 필터(112)로 전달하면, 제 1 펄스 성형 필터(112)는 전달된 펄스형태의 I 채널 의사잡음신호를 성형화하여, 성형화된 I 채널 의사잡음신호를 제 1 D/A 변환기(113)로 출력한다. 이렇게, 제 1 펄스 성형 필터(112)에 의해 성형화된 디지탈 형태의 I 채널 의사잡음신호는 제 1 D/A 변환기(113)를 통해 아날로그신호로 변환되어 제 1 저역통과필터(114)로 전달된다. 이때, 제 1 D/A 변환기(113)들에 의해 디지탈신호가 아날로그신호로 변환되는 동안에, I 채널 의사잡음신호에는 불필요한 신호성분이 발생되게 되는데, 이렇게 발생된 불필요한 성분은 제 1 저역통과필터(114)에 의해 필터링되어 제거되고, 또한 제 1 저역통과필터(114)는 송신하고자 하는 주파수 대역의 I 채널 의사잡음신호를 추출하여 제 1 위상 등화기(115)로 전달한다. 이어서, 제 1 위상 등화기(115)는 송신단과 수신단에서의 신호의 위상이 일치되도록 제 1 저역통과필터(114)로부터 전달된 I 채널 의사잡음신호의 위상을 수신단에서의 신호의 위상과 등화시켜 제 2 저역통과필터(116)로 전달한다. 그러면, 제 2 저역통과필터(116)는 전달받은 I 채널 의사잡음신호를 필터링하는데, 이때 제 2 저역통과필터(116)는 위상 등화 과정에서 발생된 불필요한 신호성분을 제거하고, 또한 송신하고자 하는 주파수 대역의 신호만을 추출하여 제 1 상향 변환기(117)로 전달한다. 이어서, 제 1 상향 변환기(117)는 제 2 저역통과필터(116)로부터 전달된 고주파의 I 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환시켜 아날로그신호 가산기(125)로 전달한다.
다음은, Q 채널 의사잡음신호의 전송 과정에 대하여 설명한다.
Q 채널 의사잡음신호 발생기(118)가 Q 채널 의사잡음신호를 제 2 펄스 성형 필터(119)로 전달하면, 제 2 펄스 성형 필터(119)는 전달된 펄스형태의 Q 채널 의사잡음신호를 성형화하여, 성형화된 Q 채널 의사잡음신호를 제 2 D/A 변환기(120)로 출력한다. 이렇게, 제 2 펄스 성형 필터(119)에 의해 성형화된 디지탈 형태의 Q 채널 의사잡음신호는 제 2 D/A 변환기(120)를 통해 아날로그신호로 변환되어 제 3 저역통과필터(121)로 전달된다. 이때, 제 2 D/A 변환기(120)들에 의해 디지탈신호가 아날로그신호로 변환되는 동안에, Q 채널 의사잡음신호에는 불필요한 신호성분이 발생되게 되는데, 이렇게 발생된 불필한 성분은 제 3 저역통과필터(121)에 의해 필터링되어 제거되고, 또한 제 3 저역통과필터(121)는 송신하고자 하는 주파수 대역의 Q 채널 의사잡음신호를 추출하여 제 2 위상 등화기(122)로 전달한다. 이어서, 제 2 위상 등화기(122)는 송신단과 수신단에서의 신호의 위상이 일치되도록 제 3 저역통과필터(121)로부터 전달된 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 수신단에서의 신호의 위상과 등화시켜 제 4 저역통과필터(123)로 전달한다. 그러면, 제 4 저역통과필터(123)는 전달받은 Q 채널 의사잡음신호를 필터링하는데, 이때 제 4 저역통과필터(123)는 위상 등화 과정에서 발생된 불필요한 신호성분을 제거하고,또한 송신하고자 하는 주파수 대역의 신호만을 추출하여 제 2 상향 변환기(124)로 전달한다. 이어서, 제 2 상향 변환기(124)는 제 4 저역통과필터(123)로부터 전달된 Q 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환시켜 아날로그신호 가산기(125)로 전달한다.
이와 같은 과정을 통해 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호가 아날로그신호 가산기(125)로 전달되면, 아날로그신호 가산기(125)는 전달된 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 가산하여 대역통과필터(126)로 출력한다. 이어서, 대역통과필터(126)는 아날로그신호 가산기(125)로부터 전달된 신호를 필터링하여, 수신단에 적합한 주파수 대역의 비콘신호를 추출해 전력증폭기(127)로 출력한다. 이렇게, 발생된 비콘신호는 전력증폭기(127)에 의해 충분한 신호로 증폭된 다음, 안테나를 통해 수신단으로 전달된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 주기형 비콘신호 발생장치의 경우, 아날로그 신호를 처리하는 기능 소자들이 디지탈 신호를 처리하는 기능 소자들에 비해 매우 많이 사용되었는데, 이러한 아날로그 신호 처리 기능 소자들은 그 구조가 복잡하여 보드(Board)에 실장시 집적도가 현저하게 낮아지며, 또한 아날로그 신호를 처리하는 기능소자들은 잡음에 민감하여 시스템의 안정화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,코드분할다중접속 방식의 무선통신 시스템에서 트래픽 FA(Frequency Allocation)가 상이한 기지국간의 핸드오프를 위해 사용되는 비콘신호를 운용함에 있어서, 위상 등화 기능과 첫번째 중간 주파수 변환을 위한 변조기능 및 I 채널 및 Q 채널 신호 가산 기능을 디지탈로 구현하기 위한 파일럿 비콘신호 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 코드분할다중접속 방식의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 일실시예 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
211: I 채널 의사잡음신호 발생부 212: 제 1 펄스 성형 필터
213: 제 1 위상 등화기 214: 제 1 상향 변환기
215: Q 채널 의사잡음신호 발생기 216: 제 2 펄스 성형 필터
217: 제 2 위상 등화기 218: 제 2 상향 변환기
219: 디지탈신호 가산기 220: D/A 변환기
221: 대역통과필터 222: 전력증폭기
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 파일럿 비콘신호 발생장치에 있어서, 외부로부터 전달된 디지탈 형태의 I(동위상) 채널 및 Q(직교위상) 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 의사잡음신호 발생수단; 상기 의사잡음신호 발생수단으로부터 전달되는 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 필터링하여 성형화하기 위한 펄스 성형 필터링수단; 상기 펄스 성형 필터링수단을 통해 필터링된 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 위상 등화수단; 상기 위상 등화수단으로부터 전달되는 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 상향 변환수단; 상기 상향 변환수단을 통해 상향 변환된 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 가산하기 위한 디지탈신호 가산수단; 상기 디지탈신호 가산수단의 출력신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 D/A 변환수단; 상기 D/A 변환수단으로부터 전달된 아날로그신호를 필터링하여 송신하고자 하는 주파수 대역의 비콘신호를 추출하여 필터링하기 위한 필터링수단; 및 상기 필터링수단으로부터 전달된 비콘신호를 증폭하여 상기수신단으로 전송하는 증폭수단을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 코드분할다중접속 방식의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코드분할다중접속 방식의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치는, 디지탈 형태의 I(동위상) 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 I 채널 의사잡음신호 발생기(211)와, I 채널 의사잡음신호 발생기(211)로부터 전달되는 디지탈 형태의 I 채널 의사잡음신호를 필터링하여 성형화하는 제 1 펄스 성형 필터(212)와, 제 1 펄스 성형 필터(212)로부터 전달되는 I 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 제 1 위상 등화기(213)와, 제 1 위상 등화기(213)로부터 전달되는 I 채널의 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 제 1 상향 변환기(214)와, 디지탈 형태의 Q 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 Q 채널 의사잡음신호 발생기(215)와, Q 채널 의사잡음신호 발생기(215)로부터 전달되는 디지탈 형태의 Q 채널 의사잡음신호를 필터링하여 성형화하는 제 2 펄스 성형 필터(216)와, 제 2 펄스 성형 필터(212)로부터 전달되는 I 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 제 2 위상 등화기(217)와, 제 2 위상 등화기(217)로부터 전달되는 I 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 제 2 상향 변환기(218)와, 제 1 상향 변환기(214)로부터 출력된 디지탈 형태의 I 채널 의사잡음신호와 제 2 상향 변환기(218)로부터 출력된 디지탈 형태의 Q 채널 의사잡음신호를 가산하기 위한 디지탈신호 가산기(219)와, 디지탈신호 가산기(219)로부터 전달된 디지탈신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A(Digital/Analog) 변환기(220)와, D/A 변환기(220)의 출력신호를 필터링하여 송신하고자 하는 주파수 대역의 비콘신호를 추출하기 위한 대역통과필터(221)와, 대역통과필터(221)로부터 전달된 비콘신호를 증폭하기 위한 전력증폭기(222)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 코드분할다중접속 방식의 기지국용 파일럿 비콘신호 발생장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, I 채널 의사잡음신호의 전송 과정에 대하여 설명한다.
I 채널 의사잡음신호 발생기(211)가 I 채널 의사잡음신호를 제 1 펄스 성형 필터(212)로 전달하면, 제 1 펄스 성형 필터(212)는 전달된 펄스형태의 I 채널 의사잡음신호를 성형화하여, 성형화된 I 채널 의사잡음신호를 제 1 위상 등화기(213)로 전달한다. 이어서, 제 1 위상 등화기(213)는 제 1 펄스 성형 필터(212)로부터 전달된 I 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시켜 제 1 상향 변환기(214)로 전달한다. 이렇게, 제 1 상향 변환기(214)로 전달된 I 채널 의사잡음신호는 중간주파수로 상향 변환된 다음, 디지탈신호 가산기(219)로 전달된다.
다음은, Q 채널 의사잡음신호의 전송 과정에 대하여 설명한다.
Q 채널 의사잡음신호 발생기(215)가 Q 채널 의사잡음신호를 제 2 펄스 성형 필터(216)로 전달하면, 제 2 펄스 성형 필터(216)는 전달된 펄스형태의 Q 채널 의사잡음신호를 성형화하여, 성형화된 Q 채널 의사잡음신호를 제 2 위상 등화기(217)로 전달한다. 이어서, 제 2 위상 등화기(217)는 제 2 펄스 성형 필터(216)로부터 전달된 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시켜 제 2 상향 변환기(218)로 전달한다. 이렇게, 제 2 상향 변환기(218)로 전달된 Q 채널 의사잡음신호는 중간주파수로 상향 변환된 다음, 디지탈신호 가산기(219)로 전달된다.
이와 같은 과정을 통해 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호가 디지탈신호 가산기(219)로 전달되면, 디지탈신호 가산기(219)는 전달된 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 가산하여 가산한 디지탈신호를 D/A 변환기(220)로 출력한다. 이렇게, D/A 변환기(220)로 전달된 디지탈신호는 아날로그신호로 변환된 다음 대역통과필터(221)로 전달된다. 이어서, 대역통과필터(221)는 D/A 변환기(220)로부터 전달된 신호를 필터링하여, 수신단에 적합한 주파수 대역의 비콘신호를 추출해 전력증폭기(222)로 출력한다. 이렇게, 발생된 비콘신호는 전력증폭기(222)에 의해 충분한 신호로 증폭된 다음, 안테나를 통해 방사된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 기저대역 신호는 물론 아날로그 신호로 처리했던 위상 등화 기능 및 첫 번째 주파수 변환을 위한 변조 기능 등을 디지탈 신호로 처리함으로써, 복잡하고 잡음 등에 민감한 아날로그 회로들을 다수 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 간단한 디지탈 회로를 구성함으로써, 보드 구현시 집적도를 높이고 시스템 안정화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 구현 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 파일럿 비콘신호 발생장치에 있어서,외부로부터 전달된 디지탈 형태의 I(동위상) 채널 및 Q(직교위상) 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 의사잡음신호 발생수단;상기 의사잡음신호 발생수단으로부터 전달되는 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 필터링하여 성형화하기 위한 펄스 성형 필터링수단;상기 펄스 성형 필터링수단을 통해 필터링된 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 등화시키기 위한 위상 등화수단;상기 위상 등화수단으로부터 전달되는 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 상향 변환수단;상기 상향 변환수단을 통해 상향 변환된 디지탈 형태의 I 채널 및 Q 채널 의사잡음신호를 가산하기 위한 디지탈신호 가산수단;상기 디지탈신호 가산수단의 출력신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 D/A 변환수단;상기 D/A 변환수단으로부터 전달된 아날로그신호를 필터링하여 송신하고자 하는 주파수 대역의 비콘신호를 추출하여 필터링하기 위한 필터링수단; 및상기 필터링수단으로부터 전달된 비콘신호를 증폭하여 안테나를 통하여 방사하는 증폭수단을 포함하는 파일럿 비콘신호 발생장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 의사잡음신호 발생수단은,상기 외부로부터 전달된 디지탈 형태의 I 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 I 채널 의사잡음신호 발생부; 및상기 외부로부터 전달된 디지탈 형태의 Q 채널 의사잡음신호를 발생하기 위한 Q 채널 의사잡음신호 발생부를 포함하는 파일럿 비콘신호 발생장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 펄스 성형 필터링수단은,상기 I 채널 의사잡음신호 발생부로부터 전달되는 디지탈 형태의 I 채널 의잡음신호를 성형화하는 제 1 펄스 성형 필터; 및상기 Q 채널 의사잡음신호 발생부로부터 전달되는 디지탈 형태의 Q 채널 의잡음신호를 성형화하는 제 2 펄스 성형 필터를 포함하는 파일럿 비콘신호 발생장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 위상 등화수단은,상기 제 1 펄스 성형 필터로부터 전달되는 I 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 제 1 위상 등화기; 및상기 제 2 펄스 성형 필터로부터 전달되는 Q 채널 의사잡음신호의 위상을 아날로그로의 변환없이 그대로 등화시키기 위한 제 2 위상 등화기를 포함하는 파일럿 비콘신호 발생장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 상향 변환수단은,상기 제 1 위상 등화기의 출력신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 제 1 상향 변환기; 및상기 제 2 위상 등화기의 출력신호를 중간주파수로 상향 변환하기 위한 제 2 상향 변환기를 포함하는 파일럿 비콘신호 발생장치.
Priority Applications (4)
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