TW200531559A - Method and system for multi-hop communication management in wireless communications networks - Google Patents
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Description
200531559 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種無線通 。乐、,死尤具係關於一種盔绂 通信網路中用於多躍 "’、、· 統。 長點㈦仙卜hop)通信管理之方法及系 【先前技術】 如今的無線通信網路, 由於無骑在任何位置均能提 所不在的處理能力及資1六& 從彳/、…、 刀及貝矾存取而變得曰益普及。目前,有 兩種類型的盎绩. W同路.-種係基於固定設施之益線通 ㈣巢式電話網__種係無固定設施之無線通 4網路’如特用(AdhQe)無線通信網路。在基於^設施之 網路中’基地台或存取點之發射範圍決定小區之大小,且 小區内(在一躍點網路中)之行動終端是直接與基地台或存 取點進行通信的。但是’在特用無線通信網路中,該等行 動終端是自行組織,且彼此之間能夠互相通信,甚至當直 超=基地台或存取點之無線範圍時,若其能藉由將資^ 源端轉發至目的端之中間行動終端而到達對方(在多躍點 網路中)’則其亦能夠彼此互相通信。由於特用無線通信網 路之固有的特性,因而其具有許多潛在的應用,諸如在私 人區域網路中、軍事環境中及搜索與營救行動中之應用。 ’、、i而由於迕多技術方面及人爲方面之限制,規模大且完 全不依賴固定設施之特用無線通信網路仍然遠離應用,而 基於固定設施之無線通信網路目前已經取得巨大成功。 由於特用無線通#網路具有提供多躍點能力之優點’所
O:\9l\91894 DOC -6- 200531559 以將多躍點能力集成於習知基於固定設施之無線通信網路 中係一種有前景之結構升級,該結構升級在很大程度上有 助於滿足未來無線通信網路對於超大容量、吞吐量及覆蓋 率之要求。 一種基於固定設施、能夠實現多躍點之無線通信網路具 有許多優點。藉由在小區邊界附近用一個或多個行動終端 提供轉發’小區覆蓋率能夠進一步擴大。而且,當視距連 接無法達到時,轉發可改善訊號品質,並且可減少盲區 (dead spots),此在緊急情況下尤爲重要。此外,研究表明 系統容量與小區行動終端之總發射功率成反比,而行動終 端之發射功率主要用於克服路徑衰減,且路徑衰減亦與訊 號傳輸距離之η次冪成反比,所以源端與目的端間之躍點數 增加將使得干擾降低,從而增加系統容量。 近年來,已經提出多種基於固定設施、能夠實現多躍點 之無線通信網路,如3GPP中之機會驅動多向近接(〇DMa) 概念,以及HIPERLAN2之藉由多躍點擴展覆蓋率等。然而, 由於存在許多挑戰,纟其是缺少可行的多躍點通信管理方 案來吸引行動營運商及行動使用者之關注,所以多躍點技 術仍然遠離實際應用。 因此’基於固定設施之無線通信網路需要一種用於管理 多躍點通信之有效方案。 【發明内容】 本發明提供一種用於管理基於固定設施 中多躍點通信之有效方案。 之無線通信網 路
O:\91\91894.DOC 200531559 本發明之-實施例係_能夠管理多躍點通信之無線通信 系統。在本發明之實施例中’當該系統收到來自源行動終 端之用於向接收行動终端發出啤叫的請求時,❹統確定 該源行動終端是否可使用多躍點通信服務及源行動終端的 夕躍占通乜之工作模式。對於源行動終端所發起的多躍點 通信’該系統亦確定是否可由一個或多個轉發行動終端提 供轉發。若㈣行動終料使以躍點通信服務,且該源 行動終端處於多躍點通信之預設模式,而且轉發行動終端 可提供轉發’則該系統在源行動終端與其本身之間建立多 躍點通信。而若該源行動終端處於多躍點通信之提示模 式,則該系、統向源行動終端發送一提示資訊(pr〇mpt)以提示 使用者選鮮躍點服務,並發送㈣該服務之㈣獎勵資 机。右選擇多躍,點通信服務,則該系統分配資源以在源行 動終端與系統之間建立多躍點通信鏈路。 夕躍點通k完成後,該系統將源行動終端與轉發行動終 端之有關多躍點通信服務之資訊記錄於區域位置暫存器與 存取位置暫存器中之至少—財。㈣統亦向源行動終端 毛送打折後之汁費資訊及向轉發行動終端發送獎勵資訊。 結合隨附圖式,藉由參照說明書及申請專利範圍,可更 清楚且容易地理解本發明之其它目的、貢獻謂其有更充 分的理解。 【實施方式】 圖1係在基於固定設施的能夠實現多躍點之無線通信網 路(如通用陸地無線存取網路(UTRAN)與3Gpp核心網路)中
O:\9I\9I894 DOC 200531559 實現多躍點通信之示意圖。UTRAN包括無線網路控制器 (RNC)10及節點B 16,其中··無線網路控制器(RNC)10用於 無線資源之分配與管理,節點B 1 6爲一基地台收發器。 UTRAN與核心網路(CN)20相連,其中,核心網路(CN)20係 用於高層訊號傳輸及資料交互並與其它固定網路相連。位 於CN 20中之區域位置暫存器(HLR)及存取位置暫存器 (VLR)26通常用於記錄有關行動使用者及有關服務之資訊。 行動終端31或使用者之設備UE1藉由行動終端32及 33(UE2與UE3)所提供之轉發與節點b 16進行通信。在該實 例中,源端與目的端間之直接鏈路分解成3躍點。因此,需 要3個無線資源單位維持UE1與節點B 16間之基本通信。由 A· G. Spilling、A. R. Nix、M. A. Beach及 Τ· J· Harrold於 2000年6月在『電子與通信工程』雜誌聯合發表之標題爲『未 來行動通信中之自行組織』之文章及丁· L Harr〇id與A. R. Nix發表於2000年電子工程師協會(Ieee)出版的標題爲『未 來個人通信系統中之智能轉發』之文章中記載有關基於固 定設施之無線通信網路中之多躍點通信之更爲詳細的描 述。该兩篇文章所公開之内容以引用的方式倂入本文。 圖2示出根據本發明之一實施例無線通信系統(如utran) 在官理多躍點通信時所執行之程序1〇〇。程序1〇〇之各步驟 可優選使用軟體模組來實現。 使用者終端UE開機後,該UE在小區中藉由一廣播控制通 道(BCCH)搜索來自UTRA_訊號。UTRAN接收來自該ue 的更新的且錄資汛(步驟1 〇2)。若該使用者申請多躍點通信
O:\91\9I894.DOC 200531559 服務’則該使用者可設置(或預設置)多躍點通信服務之工作 模式^預設模式或提補^。在職模式τ,#該仰發起 :叫&,多躍點通信服務將作爲通信之第一選擇而被自動 4擇而在提不杈式下,當UE發起呼叫時,該UE將接收到 —來自謂謂之用於選擇多躍點通信服務之提示資訊。可 針對具體的時段’將UE設置爲兩種模式中的—種模式。 上當該UE發起呼叫日寺,其首先向Utran發送一言青求以啓動 X呼Ί °亥明求可包括一多躍點連接請求。在收到用於啓 動5亥呼叫之請求後(步驟sl〇6),不管是否有纟自該⑽之多 躍點連接請求,UTRAN均可自動嘗試在該源ue與其本身之 間建立-多躍點通信鏈路。utran首先檢查該仙是否申請 多躍點通信服務(步驟S1〇8)。,然後,UTRAN確定該UE是否 適合使用多躍點通信服務(步驟SU2)。若由於一些原因,如 該UE不在多躍點通信所支持之無線範圍内或正在通信的 UE中的個UE處於南速運動狀態,使得該ue不適合使用 夕躍點通服務,則UTRAN將向該ue提供習知通信服務 (步驟 S114)。 另—方面,若該UE適合使用多躍點通信服務,則UTRan 將確疋-亥UE疋處於多躍點通信服務之預設模式還是提示 模式(v ^ S116)。右㈣E處於提示模式,則向該uE 發送-提示資訊,以及有關鼓勵使用者使用多躍點通信服 務之獎勵資訊(步驟S122)。該獎勵可爲折扣、回扣或獎勵 優惠券’ ϋ包含有關由於使用多躍點通信服務而節省電池 功耗之資訊。該折扣可藉由基㈣、統容量的增加及整體干
O:\91\91894.DOC -10- 200531559 擾的降低所帶來之統計利潤 仃口t异。该折扣率亦可基於 支持該通信鏈路之躍點數來 ^ 、, 不汁异。使用之躍點數越多,則 糸統谷5:增加得越多。此外 ±Γ 折扣率可隨著實際業務負荷 f月況或預定時段的干擾而變化 夂化例如,若該業務負荷很大, 則使用多躍點通信服務之折扣率可更高。 UTRAN在收到來自該ue之還姐
之&擇(步驟S 126)後,確定該UE 疋否已經選擇多躍點通信服務(牛 服办(步驟S132)。若該UE因爲關 注QoS(服務品質)問題,例如, 1J ^ 在重要呼叫的情況下,而未 選擇多躍點通信服務,則UTRAN將向該職供習知通信服 矛力(v驟S114)而右该UE選擇多躍點通信服務或該UE處於 夕躍點通化服矛力之預设模式,則UTRAN將確認其它是否 可提供用於完成此呼叫之多躍點轉發服務(步驟sn4),且 向可提供轉發之UE發送有關提供轉發之獎勵資訊。若其它 UE不旎提供轉發,則UTRAN將向該UE提供習知通信服務 (步驟S114)。若其它UE能夠提供轉發,則utran*配資源 至源UE及各轉發UE ,以使該UE開始與URTAN進行多躍點 通信(步驟S136)。 在多躍點通信已經完成且已經釋放多躍點通信資源後, UTRAN將源UE及各轉發UE的有關多躍點通信服務之資訊 記錄在區域位置暫存器(HLR)或存取位置暫存器(Vlr)中 (步驟S 142)。UTRAN還向源UE發送打折後之計費資訊以及 向各轉發UE發送獎勵資訊,以使使用者立即看到該資訊(步 驟S146)。 U丁RAN執行類似於圖2中之該等步驟以確定多躍點通信 O:\9l\91894.DOC -11- 200531559 服務是否應該提供至一正在接收訊號之UJE。 圖3示出多躍點通信中一UE向另一 UE提供轉發時所執行 之知序200。程序200之各步驟可優選使用軟體模組來實現。 在使用者UE開機後(步驟S202),該UE在小區中藉由麽播 控制通道(BCCH)搜索來自UTRAN之訊號。在多躍點通传 中,爲了能向其它UE提供轉發,該使用者可將轉發模式μ 置(或預設置)爲預設轉發模式、提示轉發模式或禁止轉發模 式(步驟S206)。在預設模式下,該UE_旦接收到來自 UTRAN之請求就自動提供轉發服務。然而在提示轉發模式 下,UE接收來自UTRAN之一提示資訊,以選擇是否提供轉 發服務。在禁止轉發模式下,該UE禁止提供轉發服務:、可 針對具體時段,將即設置爲該等三個轉發模式中的一個。 然後,該_UTRAN發送更新登錄資訊,該資訊包括關 於侧是否處於虛擬切斷模式或空閒模式之資訊(步驟 S212)。在虛擬切斷模式下,該仙啟動但不能發出或接收呼 ^但網路可使用該仰進行多躍點通信之轉發而使該使用 知曉。這樣,行動使用者可“關掉,,該仙(如睡眠狀 i賺=°亥^!乃可提供多躍點通信中之轉發服務並爲該使用 在空閒模式下,該ue可發出或接 躍點通信提供轉發。 I爲夕 該UE檢查自己是否 處於禁止模式下,列加)轉^式(步驟S214)。若其 、4lJE拒絕所有的轉發服務 未處於禁止轉發模式, ^右八 S226)。若收到轉 、7 -看是否有轉發請求(步驟 月求,則該UE確認其本身是否處於預設
O:\91\9I894 DOC -12- 200531559 轉發模式或提示轉發模式(步驟S232)。若其處於預設轉發 模式’則該UE回應UTRAN並提供所請求之轉發(步驟 S236)。而若該UE處於提示轉發模式,則該ue接收來自 UTRAN之提示資訊(步驟S242),以及有關提供轉發之獎勵 責说。該獎勵可爲基於提供轉發的時段之可抵償的費用。 然後’該UE確認使用者是否選擇提供多躍點通信中之轉發 服務(步驟S246)。若使用者選擇提供轉發,則該UE將響應 UTRAN並提供所請求之轉發(步驟S236)。 在由特殊訊號指示之緊急呼叫的情況下,對於所有的已 經申睛了多躍點通信服務的使用者或已登錄了提供多躍點 通L之轉發服務的行動終端來說,轉發該緊急呼叫應該是 強制與默認的。該無線通信系統將在高優先級別的基礎上 處理緊急呼叫。 在上述圖2及3中,各步驟可藉由軟體模組或軟體與硬體 杈組的組合來實現。在本發明之一優選實施例中,現有 UTRAN及UE之硬體保持不變,但圖2及3中的各步驟全部由 軟體模組實現。 圖4示出行動終端3〇〇之基本組成。行動終端3⑻包括天線 301、RF單元302、基頻處理器3〇6、記憶體312、資料處理 单兀316以及人機介面(MMI)322。MMI 322通常爲顯示器上 的選單形式,並包括一虛擬切斷指示器324用以顯示行動終 端300之虛擬切斷模式是否被激活。 以上直結合UTRAN描述本發明。然而,並不侷限於 UTRAN貝際上,本發明可結合任何無線網路系統使用。
O:\9I\91894 DOC -13 - 200531559 雖然已經結合牲$ # # ; 〇特疋貫施例對本發明加以描述,然而根據 刖面的^述’彳多替代、修改與變更對於熟悉此項技術者 來說是顯而易見的。_,本發明將包括所有涵蓋於隨附 的申請專利範®之構思與·之内的該料代、修改盘變 更。 〃 【圖式簡單說明】 上文已經結合隨附圖式,藉由實例更加詳細地說明了本 發明,其中: 少圖1係根據本發明之—實施例、在基於固定設施的能實現 多躍點之無線通信網路中實現多躍點通信之示意圖; 圖2顯示根據本發明之一實施例、由無線通信網路管理多 躍點通信時所執行之程序; 圖3顯示根據本發明之一實施例、由一行動終端在多躍點 通信中向另一行動終端提供轉發時所執行之程序;以及 圖4顯示根據本發明之一實施例的一行動終端之基本組 成。 在全部的隨附圖式中,相同的附圖標記表示相似或相應 的特徵或功能。 【圖式代表符號說明】 10 16 20 26 31,32, 33, 300 無線網路控制器(RNC) 節點Β 核心網路(CN) 存取位置暫存器(VLR) 行動終端
O:\91\9I894.DOC 200531559 100, 200 程序 301 天線 302 RF單元 306 基頻處理器 312 記憶體 316 資料處理單元 322 人機介面(MMI) 324 虛擬切斷指示器 O:\91\91894.DOC - 15 -
Claims (1)
- 200531559 拾、申請專利範圍: 1 · 一種用於無線i禹作*么^ ^仏不統之管理多躍點通信之方法,該方 法包括下列步驟: ⑷接收來自源行動終端之用於向接收行動終端發 叫之請求; (b) 確定σ亥源行動終端是否可使用多躍點通信服務; (c) 確疋σ亥源行動終端之多躍點通信之工作模式; ⑷確疋疋否可由一個或多個轉發行動終端爲由源行動 終端啓動之多躍點通信提供轉發;以及 ⑷若㈣行動終端可使用多躍點通信服務,且該源行動 、、端處於預5又核式,並且轉發行動終端可提供轉發, 則在源仃動終端與系統之間建立多冑點通信。 2.如申請專利範圍第β之方法,其中步驟⑻包括下列步 〜細疋否已經申請了多躍點通信服務,且 广源行動終端已經申請了該多躍點通信服務,則, 定該源行動終端是否適合於使用該多躍點通信服務。 3.如申請專利範圍第β之方法,還包括步驟: —若該源行動終端處於多躍點通信中之提示模式,則食 该源行動終端發送—提示使用者選擇多躍點通信服務之 提不資訊以及有關使用該服務之獎勵資訊。 4·:申請專利範圍第3項之方法’其中步驟⑷包括下列步 O:\9l\9i894.DOC 200531559 若處於提示模式之源行“ 則分配資源以在;^彳_ 、夕躍點通信服務, 鏈路。 、乐、、先之間建立多躍點通信 5·如申請專利範圍第〗、2、/ 驟·· ^項之方法,還包括下列步 在多躍點通信宗士 端之有關多躍點通=,將源行動終端與轉發行動終 隹^通服務之資 與存取位置暫存器中之至少―、個厂【域位置暫存器 6·如申請專利範圍第5項之 多躍點通信&点/ ,進一步包括下列步驟: σ凡成後,向源行動終端發送 資訊及向轉發行動終端發送獎勵資訊Γ 計費 7. 如申請專利範圍第3項之方法 源行動終端不能使用多_、s纟包括下列步驟:若 ^ 使用夕踣點通信服務、轉發行動終端X 月b k供轉發或處於接彳 不 ,“士 “於k不杈式之源行動終端未選擇多躍% 、。服矛力,則爲源行動終端提供習知通信服務。 8. 如申請專利範圍第3項之方法,進—步包括下列步驟 據由系統各1之增長及整體干擾之降低二者中的至少〜 個所帶來的統計利潤計算予以源行動終端之獎勵。〜 9. 如申請專利範圍第3項之方法,進一步包括下列步驟:根 據用於支持多躍點通信鏈路之躍點數計算予以源行動紙 端之獎勵。 S 10·如申凊專利範圍第3項之方法,進一步包括下列步驟:粑 據預定時段之的實際業務負荷情況及干擾計算予以减^ 動終端之獎勵。 f O:\9l\91894.DOC 200531559 11 _ 一種由無線通信系統所勃并 之用於響應源行動終端向接 收行動終端發起呼叫請求之方法,該方法包括下列步驟. ⑷確定該接收行動終端是否可使用多躍點通信服務. ⑻確定該接收行動終端之多躍點通信之工作模式; ⑷確定是否可存在-個或多個轉發行動終端爲由接收 行動終端啓動之多躍點通信提供轉發;以及 ⑷若該接收行動終端可使用多躍點通信服務,且該接收 行動終端處於預設模式,且轉發行動終端可提供轉 發,則在接收行動終端與系統之間建立多躍點通信。 12.如申請專利範圍㈣項之方法,其中步驟⑷包括下列步 驟: 7 確定接收行動終端是否已經申請多躍點通信服務,·且 右讜接收行動終端已經申請該多躍點通信服務,則確 疋该接收行動終端是否適用該多躍點通信服務。 13·如申請專利範圍第U項之方法,進一步包括下列步驟: 若該接收行動終端處於多躍點通信中之提示模式,則 向該接收行動終端發送一提示使用者選擇多躍點通信服 務之提示資訊以及有關使用該服務之獎勵資訊。 14·如申請專利範圍第13項之方法,其中步驟(d)包括下列步 驟: 若處於提示模式之接收行動終端選擇多躍點通信服 務’則分配資源以在接收行動終端與系統之間建立多躍 點通信鍵路。 O:\91\91894 DOC 200531559 15.如申請專利範圍第u、ι2、。或丨4項之方法,進一步包 括下列步驟: 多躍點通信完成後,將接收行動終端與轉發行動終端 之有關多躍點通信服務之資訊記錄在區域位置暫存器與 存取位置暫存器中的至少一個中。 6’ 士申:專利範圍第1 5項之方法,進-步包括下列步驟: 多躍點通信完成後,向接收行動終端發送打折後之計 費資訊及向轉發行動終端發送獎勵資訊。 1 7 ’ 士申明專利範圍第丨3項之方法,進一步包括下列步驟: 若接收行動終端不能使用多躍點通信服務、轉發行動終 知不此k仏轉务或處於提示模式之接收行動終端未選擇 夕躍點通化服務,則爲接收行動終端提供習知通信服務。 18.如申請專利範圍第13項之方法,進—步包括下列步驟: 根據由系統容量之增長及整體干擾之降低二者當中至少 一個所帶來的統計利潤計算予以接收行動終端之獎勵。 19·如申請專利範圍第13項之方法,進一步包括下列步驟: 根據用於支持多躍點通信鏈路之躍點數計算予以接收行 動終端之獎勵。 2〇.如申請專利範圍第13項之方法,進一步包括下列步驟: 根據預冑時段之實際業務負H兄及干擾來計算予以接 收行動終端之獎勵。 21· -種由行動終端所執行之方法,$方法包括了列步驟: ⑷偵測是否有來自無線通信系統之要求提供多躍點通 信中之轉發的請求; O:\91\91894.DOC 200531559 ⑻若有轉發請求,則確定用於多躍點通信 之轉發模式; '、 (c) 若該行動終端處於提示轉發模式,則《是μ㈣ 來自無線通信系統之轉發提示; 終端之使用者是 (d) 若已經接收到該提示,則確定該行動 否選擇提供轉發;以及 ⑷若該使用者選擇提供轉發,則提供轉發。 22. 如申請專利範圍㈣項之方法,進—步包括下列步驟: 若該行動終端處於預設模式,則提供轉發。 23. 如申請專利範圍第21或22項之方法,進1步包括下列步 驟:在步驟⑷之前谓測該行動終端是否處於空閒模式了 以及若該行動終端處於空閒模式則執行步驟(&)。 進一步包括下列步 2 4 ·如申清專利範圍弟21或2 2項之方法, 驟: 在步驟(a)之前確定該行動終端是否處於禁止轉發模 式;以及 若該行動終端處於禁止轉發模式,則拒絕任何轉發請 求。 25· —種能夠管理多躍點通信之無線通信系統,包括: 一接收裝置,用於接收自源行動終端向接收行動終端 發起呼叫之請求; 一第一確定裝置,用於確定該源行動終端是否可使用 多躍點通信服務; O:\9I\91894.DOC 200531559 一第一確疋裝置,用於確定源行動終端的多躍點通信 之工作模式; 一第二確定裝置,用於確定是否可存在爲由源行動終 端啓動的多躍點通信提供轉發之一個或多個轉發行動終 端;以及 一建立裝置,用於在源行動終端與系統之間建立多躍 點通信; 其中,右该源行動終端可使用多躍點通信服務 '該源 行動終端處於預設模式並且轉發行動終端可提供轉發, 則該建立裝置建立多躍點通信。 26.如申請專利範圍第25項之系統,其中根據該源行動終端 是否已經中請多躍點通信服務及該源行動終端是否適用 多躍點通信服務’確定該源行動終端是否可使用多躍點 通信服務。 27.如申請專利範圍第25項之系統 _ 7 &栝一發送裝 置;其中若該源行動終端處於多躍點通信之提示模式, 則該發送裝置向源行動終端發送—提示使用者選擇 :通信服務之提示資訊,以及有關使用該服務之獎勵資 —十…π〜π、观,具f該建立裝置 刀配裝置’用於分配資源,且其中若處於提示模式々 灯動終端選擇多躍點通信服務,則該分配裝 源,以在源行動饮 刀酉〔 、與乐統之間建立多躍點通信鏈路 0\91\91894.DOC 200531559 29·如申,專利範圍第25、26、27或28項之系統,還包括一 記錄裝置;其中多躍點通信完成後,該記錄裝置:源行 動終端與轉發行動終端之有關多躍點通信服務之資訊記 錄於區域位置暫存器與存取位置暫存器中的至少一個 中0 30. 如申請專利範圍⑼項之系統,其中多躍點通信完成之 後,该發送裝置向源行動終端發送打折後之計費資訊以 及向轉發行動終端發送獎勵資訊。 31. 如申請專利範圍第27項之系統,進一步包括一計算裝 置,用於基於系統容量增加與整體干擾減小二者中至少 個所f來的統計利潤計算予以源行動終端之獎勵。 32. 如申請專利範圍第27項之系統,進一步包括一計算裝 置用於基於支持多躍點通信鏈路之躍點數計算予以源 行動終端之獎勵。 、28、30、31或32項之系 二確定裝置及第三確定裝 33·如申請專利範圍第25、26、27 統,其中該第一確定裝置、第 置分別確定: α亥接收行動終端是否可使用多躍點通信服務; 接收行動終端的多躍點通信之工作模式;以及 確定轉發是否可由用於接收行動終端啓動之多躍點通 信中之一個或多個轉發行動終端提供;並且 其中’若該接收行動終端可使用多躍點通信服務、接 收行動終端處於預設模式以及轉發行動終端可提供轉 O:\91\91894.DOC 200531559 發,則該建立裝置在接收行動終端與系統之間建立多躍 點通信。 O:\91\91894.DOC
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