KR20010094366A - Apparatus for controlling RF gain in wireless local loop terminal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 로컬 루프(WLL) 단말기에 관한 것으로, 특히 최소출력(minimum power)이 정해진 스펙(spec)을 벗어나지 않는 고출력(1W이상) WLL 단말기의 고주파 유니트(RFU)를 구현함으로써, 통화 영역을 확장하고 멀티-라인(Multi-line)과 같은 다양한 종류의 서비스도 가능토록 한 WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless local loop (WLL) terminal, and in particular, by implementing a high frequency unit (RFU) of a high output (1 W or more) WLL terminal that does not deviate from a specified spec. The present invention relates to a high frequency gain control device of a WLL terminal, which enables expansion and various kinds of services such as multi-line.
일반적으로, WLL(Wireless Local Loop)은 시내 무선지역망으로서 송신 주파수는 2.37 ~ 2.40[GHz]이고 수신 주파수는 2.30 ~ 2.33[GHz]이다.In general, WLL (Wireless Local Loop) is a local wireless local area network with a transmission frequency of 2.37 to 2.40 [GHz] and a reception frequency of 2.30 to 2.33 [GHz].
WLL은 무선 채널을 통신 매체로 이용한다는 관점에서 이동통신망과 유사한 특성을 갖지만 이동성이 없으므로 WLL망의 전파환경이 이동통신망의 전파환경보다는 훨씬 양호하다는 장점이 있고, 이외에도 가시경로(line-of-sight)환경이 확보되어 전파경로 손실이 작아지므로 동일한 송신전력으로 보다 넓은 지역을 서비스할 수 있는 장점이 있고, 아울러 점 대 점 방식의 고정통신이기 때문에 저전력 송신장치를 사용할 수 있는 이점이 있고, 고정 무선 통신망이므로 핸드오프가 발생하지 않는 이점이 있으며, 고정 무선 통신이기 때문에 순방향/역방향 링크에 방향성 안테나를 사용함으로써 가입자에게 미치는 동일채널 간섭영향을 줄일 수 있는 이점이 있다.WLL has similar characteristics to mobile communication network in terms of using a wireless channel as a communication medium. However, since WLL has no mobility, the radio wave environment of WLL network is much better than that of mobile communication network. In addition, the line-of-sight Since the environment is secured and the radio wave path loss is reduced, it has the advantage of serving a wider area with the same transmission power, and also has the advantage of using a low-power transmitter because it is a point-to-point fixed communication. Since it is a communication network, there is an advantage in that handoff does not occur, and since it is a fixed wireless communication, the use of a directional antenna in the forward / reverse link has the advantage of reducing the effect of co-channel interference on subscribers.
이상과 같은 많은 장점을 지닌 WLL에서 종래 단말기의 고주파 유니트(RFU)부는 첨부한 도면 도 1에 도시된 바와 같다.In the WLL having many advantages as described above, a high frequency unit (RFU) unit of a conventional terminal is shown in FIG.
도시된 바와 같이, MSM에서 전달되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 130.38MHz IF주파수에 변조하고, 변조된 IF 신호의 이득을 조절하는 기저대역 처리부(10)와, 상기 기저대역 처리부(10)에서 처리된 IF 신호와 국부 발진 주파수를 혼합하여 RF 신호로 출력하는 혼합기(20)와, 상기 혼합기(20)에서 출력되는 RF 신호를 설정 대역으로 필터링하는 RF 대역필터(30)와, 상기 RF 대역필터(30)에서 출력되는 RF 신호를 소정 레벨로 증폭하는 증폭부(40)와, 상기 증폭부(40)에서 출력되는 RF신호를 송출하는 송신 안테나(50)로 구성되었다.As shown, a baseband processor 10 for converting a digital signal transmitted from the MSM into an analog signal, modulating the 130.38 MHz IF frequency, and adjusting the gain of the modulated IF signal, and the baseband processor 10. A mixer 20 for mixing the IF signal and the local oscillation frequency processed by the RF signal and outputting the RF signal, an RF band filter 30 for filtering the RF signal output from the mixer 20 into a set band, and the RF band It consists of an amplifier 40 for amplifying the RF signal output from the filter 30 to a predetermined level, and a transmission antenna 50 for transmitting the RF signal output from the amplifier 40.
이와 같이 구성된 종래 단말기의 고주파 유니트부는, 먼저 기저대역 처리부(10)내의 제1 디지털/아날로그 변환기(11)는 MSM에서 오는 디지털 신호중 I채널 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하게 되고, 제1저역필터(12)에서 상기 변환된 아날로그 신호를 저역 필터링한다.The high frequency unit of the conventional terminal configured as described above, first the first digital-to-analog converter 11 in the baseband processing unit 10 converts the I-channel signal of the digital signals coming from the MSM to the corresponding analog signal, the first low-band The filter 12 low-pass filters the converted analog signal.
아울러 제1혼합기(13)는 상기 제1저역필터(12)를 통한 신호와 발진 주파수(X1)를 혼합하여 130.38MHz의 IF 주파수를 생성한다.In addition, the first mixer 13 generates an IF frequency of 130.38 MHz by mixing the signal through the first low pass filter 12 and the oscillation frequency X1.
다음으로, 기저대역 처리부(10)내의 제2 디지털/아날로그 변환기(14)는 MSM에서 오는 디지털 신호중 Q채널 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하게 되고, 제2저역필터(15)에서 상기 변환된 아날로그 신호를 저역 필터링한다.Next, the second digital-to-analog converter 14 in the baseband processor 10 converts the Q-channel signal among the digital signals coming from the MSM into an analog signal corresponding thereto, and the second low-pass filter 15 converts the Low pass filter the analog signal.
아울러 제2혼합기(16)는 상기 제2저역필터(15)를 통한 신호와 발진 주파수(X1)를 혼합하여 130.38MHz의 IF 주파수를 생성한다.In addition, the second mixer 16 generates an IF frequency of 130.38 MHz by mixing the signal through the second low pass filter 15 and the oscillation frequency X1.
이렇게 생성된 I채널 IF신호 및 Q채널 IF신호는 합산기(17)에서 합산된 후 IF 자동이득 제어기(18)에서 증폭 또는 감쇄된 후 출력된다.The I-channel IF signal and the Q-channel IF signal generated in this way are added up in the summer 17 and then amplified or attenuated in the IF automatic gain controller 18 and then output.
이렇게 만들어진 IF신호는 혼합기(20)에서 로컬 주파수와 혼합되어 RF신호가만들어지며, RF 대역필터(30)에서 원하는 대역 이외의 신호는 제거한다. 이렇게 대역 필터링된 RF신호는 증폭부(40)에서 설정대역으로 증폭된 후 송신 안테나(50)를 통해 송출된다.The IF signal thus made is mixed with the local frequency in the mixer 20 to generate an RF signal, and the RF band filter 30 removes signals other than the desired band. The band-filtered RF signal is amplified by the amplifier 40 to the set band and then transmitted through the transmission antenna 50.
즉, 상기와 같이 동작하는 종래의 WLL 단말기내 고주파 유니트는, 출력 조정시 RF 경로 이득은 변화시키지 않고, 단지 IF 자동 이득 제어기에서만 이득을 조정하여 -50dBm이하에서 23dBm이상의 RF출력을 만들어 낸다.That is, the conventional high frequency unit in the WLL terminal operating as described above does not change the RF path gain during output adjustment, but only adjusts the gain in the IF automatic gain controller to produce an RF output of 23 dBm or more below -50 dBm.
그러나 이러한 방법으로 1W이상의 고출력 RFU를 구현하고자 하면, 최소출력이 스펙(spec.)을 벗어나게 된다. 즉, 1W이상의 고출력 RFU를 만들려고 하면 혼합기에서부터 증폭부까지의 RF 경로 이득을 증가시켜야하는데, 이렇게 RF 경로 이득을 증가시키면 원하는 신호만 증폭되는 것이 아니라 잡음 신호까지도 증폭된다. 상기와 같이 원하지 않는 잡음 신호가 증폭되면 최소 출력과 -13dBm 스프리어스(Spurious)가 정해진 스펙(Spec.)을 벗어나게 된다.However, if you want to implement a high output RFU of more than 1W in this way, the minimum output will be out of spec. In other words, if you want to make a high output RFU of 1W or more, you need to increase the RF path gain from the mixer to the amplification part.Increasing the RF path gain not only amplifies the desired signal but also the noise signal. When the unwanted noise signal is amplified as described above, the minimum output and -13 dBm spurious are out of the specified spec.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 WLL 단말기내 RFU에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the RFU in the conventional WLL terminal.
본 발명의 목적은, 최소출력(minimum power)이 정해진 스펙(spec)을 벗어나지 않는 고출력(1W이상) WLL 단말기의 고주파 유니트(RFU)를 구현함으로써, 통화 영역을 확장하고 멀티-라인(Multi-line)과 같은 다양한 종류의 서비스도 가능토록 한 WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to implement a high frequency unit (RFU) of a high power (1 W or more) WLL terminal whose minimum power does not deviate from a specified spec, thereby extending the coverage area and multi-line. It is to provide a high frequency gain control device of the WLL terminal to enable various kinds of services such as
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명(장치)은,The present invention (apparatus) for achieving the above object,
기저대역 처리부, IF신호를 RF신호로 만드는 혼합기, RF 대역 필터, 증폭부, 송신 안테나 순으로 이루어진 WLL단말기의 RFU에 있어서,In the RFU of the WLL terminal consisting of a baseband processor, a mixer for making an IF signal an RF signal, an RF band filter, an amplifier, and a transmission antenna,
상기 기저대역 처리부내 IF 자동이득제어기의 이득을 제어하기 위한 제어전압에 따라 RF 이득 조정을 위한 RF 이득 제어전압을 발생하는 RF 이득 제어부와;An RF gain controller configured to generate an RF gain control voltage for adjusting RF gain according to a control voltage for controlling gain of the IF automatic gain controller in the baseband processor;
상기 RF 이득 제어부에서 출력되는 RF 이득 제어전압에 따라 상기 혼합기에서 출력되는 RF신호의 이득을 조정한 후 상기 RF 대역 필터로 전달해주는 RF 이득 조정부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And an RF gain adjusting unit for adjusting the gain of the RF signal output from the mixer according to the RF gain control voltage output from the RF gain control unit and then transmitting the gain to the RF band pass filter.
상기에서, RF 이득 제어부는, 기준 전압을 설정하는 저항과, 상기 저항에 의해 설정되는 기준 전압과 상기 IF 자동이득제어기의 이득을 제어하기 위한 제어전압과의 차전압을 소정 레벨로 증폭한 후 그 결과 전압을 RF 이득 제어전압으로 출력하는 차동 증폭기로 구성된다.In the above, the RF gain control unit amplifies the resistance voltage for setting the reference voltage, the difference voltage between the reference voltage set by the resistor and the control voltage for controlling the gain of the IF automatic gain controller to a predetermined level, and then It consists of a differential amplifier that outputs the resulting voltage as an RF gain control voltage.
도 1은 종래 WLL 단말기의 고주파 유니트(RFU)부의 구성을 보인 도면이고,1 is a view showing the configuration of a high frequency unit (RFU) unit of a conventional WLL terminal,
도 2는 본 발명에 의한 WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치의 구성을 보인 도면이고,2 is a view showing the configuration of a high frequency gain control apparatus of a WLL terminal according to the present invention;
도 3은 도 2의 RF 이득 제어부의 일 실시예를 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the RF gain controller of FIG. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
10 ..... 기저대역 처리부10 ..... Baseband Processing Unit
20 ..... 혼합기20 ..... Mixers
30 ..... RF 대역필터30 ..... RF Band Filter
60 ..... RF 이득 제어부60 ..... RF Gain Control
61 ..... 차동 증폭기61 ..... Differential Amplifier
70 ..... RF 이득 조정부70 ..... RF Gain Adjuster
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention according to the technical spirit as described above.
첨부한 도면 도 2는 본 발명에 의한 WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치의 구성을 보인 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a high frequency gain control apparatus of a WLL terminal according to the present invention.
도 2에서 참조부호 10은 기저대역 처리부, 참조부호 20은 혼합기, 참조부호 30은 RF 대역필터, 참조부호 40은 증폭부, 참조부호 50은 송신 안테나를 각각 나타내며, 이러한 구성 요소는 첨부한 도면 도 1인 종래 WLL 단말기의 RFU와 동일한 요소이며, 작용 역시 동일하다.In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a baseband processor, reference numeral 20 denotes a mixer, reference numeral 30 denotes an RF band pass filter, reference numeral 40 denotes an amplifier, and reference numeral 50 denotes a transmitting antenna. It is the same element as the RFU of the conventional WLL terminal which is 1, and the operation is also the same.
본 발명은 상기와 같이 구성되는 WLL 단말기의 RFU에, 상기 기저대역 처리부(10)내 IF 자동이득제어기(18)의 이득을 제어하기 위한 제어전압(TX_AGC_ADJ)에 따라 RF 이득 조정을 위한 RF 이득 제어전압(RF_Vcntrl)을 발생하는 RF 이득 제어부(60)와, 상기 RF 이득 제어부(60)에서 출력되는 RF 이득 제어전압(RF_Vcntrl)에 따라 상기 혼합기(20)에서 출력되는 RF신호의 이득을 조정한 후 상기 RF 대역 필터(30)로 전달해주는 RF 이득 조정부(70)를 포함하여 구성된다.According to the present invention, the RF gain control for adjusting the RF gain is performed according to the control voltage TX_AGC_ADJ for controlling the gain of the IF automatic gain controller 18 in the baseband processor 10 in the RFU of the WLL terminal configured as described above. After adjusting the gain of the RF signal output from the mixer 20 according to the RF gain control unit 60 generating the voltage RF_Vcntrl and the RF gain control voltage RF_Vcntrl output from the RF gain control unit 60. It is configured to include an RF gain adjusting unit 70 to deliver to the RF band pass filter (30).
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치는, 먼저 기존과 같이 기저대역 처리부(10)내의 제1 디지털/아날로그 변환기(11)는 MSM에서 오는 디지털 신호중 I채널 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하게 되고, 제1저역필터(12)에서 상기 변환된 아날로그 신호를 저역 필터링한다.In the high frequency gain control apparatus of the WLL terminal according to the present invention configured as described above, the first digital-to-analog converter 11 in the baseband processor 10 corresponds to an I-channel signal among digital signals from the MSM. The low frequency filtering is performed by the first low pass filter 12.
아울러 제1혼합기(13)는 상기 제1저역필터(12)를 통한 신호와 발진 주파수(X1)를 혼합하여 130.38MHz의 IF 주파수를 생성한다.In addition, the first mixer 13 generates an IF frequency of 130.38 MHz by mixing the signal through the first low pass filter 12 and the oscillation frequency X1.
다음으로, 기저대역 처리부(10)내의 제2 디지털/아날로그 변환기(14)는 MSM에서 오는 디지털 신호중 Q채널 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하게 되고, 제2저역필터(15)에서 상기 변환된 아날로그 신호를 저역 필터링한다.Next, the second digital-to-analog converter 14 in the baseband processor 10 converts the Q-channel signal among the digital signals coming from the MSM into an analog signal corresponding thereto, and the second low-pass filter 15 converts the Low pass filter the analog signal.
아울러 제2혼합기(16)는 상기 제2저역필터(15)를 통한 신호와 발진주파수(X1)를 혼합하여 130.38MHz의 IF 주파수를 생성한다.In addition, the second mixer 16 generates an IF frequency of 130.38 MHz by mixing the signal through the second low pass filter 15 and the oscillation frequency X1.
이렇게 생성된 I채널 IF신호 및 Q채널 IF신호는 합산기(17)에서 합산된 후 IF 자동이득 제어기(18)에서 증폭 또는 감쇄된 후 출력된다.The I-channel IF signal and the Q-channel IF signal generated in this way are added up in the summer 17 and then amplified or attenuated in the IF automatic gain controller 18 and then output.
즉, IF 자동이득 제어기(18)는 IF 이득을 제어하기 위한 제어 전압(TX_AGC_ADJ)에 따라 IF 신호의 이득을 조정한다.That is, the IF auto gain controller 18 adjusts the gain of the IF signal according to the control voltage TX_AGC_ADJ for controlling the IF gain.
이렇게 IF 이득이 조정된 IF 신호는 혼합기(20)에서 로컬 주파수와 혼합되어 RF 신호가 만들어지며, 생성된 RF 신호는 RF 이득 조정부(70)에 입력된다.The IF signal with the adjusted IF gain is mixed with the local frequency in the mixer 20 to generate an RF signal, and the generated RF signal is input to the RF gain adjusting unit 70.
한편, RF 이득 제어부(60)는 도 3과 같은 회로 구성에 의거, 상기 IF 이득 조정을 위한 제어전압(TX_AGC_ADJ)에 따라 RF 이득을 제어하기 위한 제어전압(RF_Vcntrl)을 생성한다.Meanwhile, the RF gain control unit 60 generates a control voltage RF_Vcntrl for controlling the RF gain according to the control voltage TX_AGC_ADJ for adjusting the IF gain, based on the circuit configuration as shown in FIG. 3.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 RF 이득 제어부(60)는, 기준 전압을 설정하는 저항(R3, R4)과, 상기 저항(R3, R4)에 의해 설정되는 기준 전압(V1)과 상기 IF 자동이득제어기(18)의 이득을 제어하기 위한 제어전압(V2)과의 차전압을 소정 레벨로 증폭한 후 그 결과 전압을 RF 이득 제어전압(RF_Vcntrl)으로 출력하는 차동 증폭기(61)로 구성된다.In more detail, as illustrated in FIG. 3, the RF gain control unit 60 includes resistors R3 and R4 for setting a reference voltage and reference voltages set by the resistors R3 and R4. A differential amplifier for amplifying the difference voltage between V1 and the control voltage V2 for controlling the gain of the IF automatic gain controller 18 to a predetermined level and then outputting the voltage as an RF gain control voltage RF_Vcntrl. It consists of 61.
이와 같이 구성된 RF 이득 제어부(60)는, 저항(R3)과 저항(R4)에 의해 기준 전압 V1이 설정되고, MSM에서오는 IF 이득 제어전압(TX_AGC_ADJ)에 따라 V2전압이 결정된다.In the RF gain control unit 60 configured as described above, the reference voltage V1 is set by the resistor R3 and the resistor R4, and the V2 voltage is determined according to the IF gain control voltage TX_AGC_ADJ coming from the MSM.
그러면 차동 증폭기(61)는 상기 기준 전압(V1)과 상기 제어전압(V2)과의 차전압을 증폭하게 되고, 그 증폭된 전압을 RF 제어전압(RF_Vcntrl)으로 출력한다.Then, the differential amplifier 61 amplifies the difference voltage between the reference voltage V1 and the control voltage V2 and outputs the amplified voltage as the RF control voltage RF_Vcntrl.
여기서 상기 차동 증폭기(61)의 출력 전압(RFVcntrl)은 아래의 [수학식1]로 결정된다.Here, the output voltage RFV cntrl of the differential amplifier 61 is determined by Equation 1 below.
여기서 R5=R1, R6=R2이면 상기 차동 증폭기(61)의 출력은 아래의 [수학식2]로 결정된다.If R5 = R1 and R6 = R2, the output of the differential amplifier 61 is determined by Equation 2 below.
따라서 RF 출력이 -13dBm일 때의 V2전압과 V1전압이 같아지도록 저항(R3) 및 저항(R4)의 값을 설정한다.Therefore, the values of the resistors R3 and R4 are set so that the voltage V2 and V1 when the RF output is -13dBm are the same.
이렇게 하면 RF 출력이 -13dBm 이하 일때는 상기 RF 제어 전압(RF_Vcntrl)전압은 0V가 되어 RF 이득 조정부(70)에서는 입력되는 RF 신호의 이득을 조정하지 않고 그대로 후단의 RF 대역 필터(30)에 전달한다. 즉, RF 출력이 -13dBm이하 일 때는 RF 이득이 "0"이 되도록 하여 불필요한 노이즈가 증폭되지 않도록 RF 이득을 제어한다. 이렇게 함으로써 RF 출력이 -13dBm이하 일 때는 잡음의 증폭이 없어 최소출력과 -13dBm 스프리어스(Spurious) 스펙(Spec.)을 맞출 수 있는 고출력 RFU의 구현이 가능하다.In this case, when the RF output is -13 dBm or less, the RF control voltage RF_Vcntrl becomes 0 V, and the RF gain adjusting unit 70 transfers the gain of the input RF signal to the rear RF band filter 30 without adjusting the gain of the input RF signal. do. That is, when the RF output is -13dBm or less, the RF gain is set to "0" to control the RF gain so that unnecessary noise is not amplified. This allows the implementation of high-output RFUs that achieve no-amplification when the RF output is below -13dBm and can meet the minimum output and -13dBm Spurious Spec.
이와는 달리 RF 출력이 -13dBm 이상 일 때는 TX_AGC_ADJ에 비례하여 상기 RF 제어전압(RF_Vcntrl)이 출력되므로, 이 전압에 따라 상기 RF 이득 조정부(70)는 입력되는 RF 신호를 증폭하여 원하는 RF 출력이 되도록 한다.On the other hand, when the RF output is -13dBm or more, the RF control voltage RF_Vcntrl is output in proportion to TX_AGC_ADJ. Accordingly, the RF gain adjusting unit 70 amplifies the RF signal to be a desired RF output according to the voltage. .
다음으로, RF 대역필터(30)는 기존과 같이 원하는 대역 이외의 신호는 제거하게 되며, 이렇게 대역 필터링된 RF신호는 증폭부(40)에서 설정대역으로 증폭된 후 송신 안테나(50)를 통해 송출된다.Next, the RF band filter 30 removes signals other than the desired band as before, and the band-filtered RF signal is amplified by the amplifier 40 to the set band and then transmitted through the transmission antenna 50. do.
이상에서 상술한 본 발명 "WLL 단말기의 고주파 이득 제어장치"에 따르면, RF 출력이 -13dBm이하 일 때는 RF 이득이 "0"이 되도록 하여 불필요한 노이즈가 증폭되지 않도록 RF 이득을 제어하고, RF 출력이 -13dBm 이상 일 때는 TX_AGC_ADJ에 비례하여 RF 이득을 제어하므로, 최소출력 및 -13dBm 스프리어스가 스펙(Spec.)에 벗어나지 않는 1W이상의 고출력 RFU를 구현할 수 있는 이점이 있다.According to the above-described "high frequency gain control device of the WLL terminal" of the present invention, when the RF output is -13dBm or less, the RF gain is controlled to "0" to control the RF gain so that unnecessary noise is not amplified, and the RF output is The RF gain is controlled in proportion to TX_AGC_ADJ when the signal is above -13dBm. Therefore, there is an advantage that a high output RFU of 1W or more can be realized in which the minimum output and -13dBm spurious do not deviate from the specification.
또한, 주지한 바와 같은 이점에 의해서 고출력 RFU의 구현이 가능하므로, 통화 영역을 확장할 수 있는 이점이 있으며, 또한 멀티-라인과 같은 다양한 종류의 서비스도 가능한 이점이 있다.In addition, since it is possible to implement a high-output RFU by the advantages as described above, there is an advantage that can extend the call area, and also there is an advantage that various kinds of services such as multi-line.
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