DE112006000278T5 - Abschwächung von Interferenz mit benachbarten Funksystemen basierend auf einer Charakterisierung von angrenzenden Kanälen - Google Patents
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Abstract
Drahtlose
Vorrichtung, welche folgendes umfaßt:
einen Transceiver, welcher mit einer Antenne gekoppelt ist; und
einen Leistungsverstärker, um ein Signal bereitzustellen, welches an der Antenne gesendet wird, wobei der Leistungsverstärker eine einstellbare Leistungssteuerung aufweist, welche in Antwort auf eine Charakterisierung von angrenzenden Kanälen festgesetzt wird.
einen Transceiver, welcher mit einer Antenne gekoppelt ist; und
einen Leistungsverstärker, um ein Signal bereitzustellen, welches an der Antenne gesendet wird, wobei der Leistungsverstärker eine einstellbare Leistungssteuerung aufweist, welche in Antwort auf eine Charakterisierung von angrenzenden Kanälen festgesetzt wird.
Description
- Vorrichtungen, welche mittels Hochfrequenz(HF)-Signalen übertragen, emittieren HF-Signalenergie, welche die Dienstgüte von nahe gelegenen Empfängern, welche auf angrenzenden Kanälen arbeiten, stören und beeinflussen kann.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Der Gegenstand, welcher als die Erfindung betrachtet wird, wird in dem abschließenden Abschnitt der Patentschrift besonders aufgezeigt und eindeutig beansprucht. Die Erfindung kann jedoch, sowohl was die Organisation als auch was die Arbeitsweise angeht, zusammen mit ihren Objekten, Merkmalen und Vorteilen, am besten durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, bei denen:
-
1 ein Diagramm ist, welches eine drahtlose Vorrichtung darstellt, welche Schaltungen und Algorithmen umfaßt, welche angrenzende Funkkanäle überwachen und analysieren, nach der vorliegenden Erfindung; -
2 ein Blockdiagramm ist, welches die Überwachung der angrenzenden Funkkanäle und die Auswahl einer Sendeleistung darstellt, welche von der drahtlosen Vorrichtung von1 verwendet wird; und -
3 ein Diagramm ist, welches ein Verfahren zur Charakterisierung der angrenzenden Funkkanäle durch eine drahtlose Vorrichtung darstellt, nach der vorliegenden Erfindung. - Es ist zu beachten, daß zur Einfachheit und Klarheit der Darstellung Elemente, welche in den Figuren dargestellt sind, nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind. Die Abmessungen von manchen der Elemente können zur Klarheit relativ zu anderen Elementen übertrieben sein. Weiter wurden, wo dies als angemessen betrachtet wurde, Bezugszeichen unter den Figuren wiederholt, um entsprechende oder analoge Elemente zu bezeichnen.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- In der folgenden detaillierten Beschreibung sind viele spezifische Details angegeben, um ein gründliches Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, daß die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details angewandt werden kann. In anderen Fällen wurden bekannte Verfahren, Vorgänge, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdunkeln.
- In der folgenden Beschreibung und den folgenden Ansprüchen können die Begriffe „gekoppelt" und „verbunden" zusammen mit ihren Ableitungen verwendet werden. Es versteht sich, daß diese Begriffe nicht als Synonyme zu einander angesehen werden. „Verbunden" kann vielmehr in bestimmten Ausführungen verwendet werden, um anzuzeigen, daß zwei oder mehr Elemente in direktem physischen oder elektrischen Kontakt zueinander stehen, während „gekoppelt" weiter bedeuten kann, daß zwei oder mehr Elemente nicht in direktem Kontakt zueinander stehen, aber dennoch miteinander zusammenwirken oder sich beeinflussen.
- Die
1 stellt Merkmale der vorliegenden Erfindung dar, welche beispielsweise in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung10 vorgesehen sein kann. In der drahtlosen Kommunikations-Ausführung empfängt und überträgt ein Transceiver12 ein moduliertes Signal von einer oder mehreren Antennen. Der analoge Eingangstransceiver kann eine selbstständige integrierte Hochfrequenz(HF)-Analogschaltung sein oder kann alternativ in einen Prozessor16 als eine integrierte Mixed-Mode-Schaltung eingebettet sein. Das empfangene modulierte Signal kann frequenzmäßig herunterkonvertiert werden, gefiltert werden und dann in ein digitales Basisbandsignal umgewandelt werden. Ein Angrenzende-Kanäle-Charakterisierungsblock14 ermittelt und speichert Kanalparameter und wird unten beschrieben. - Der Prozessor
16 kann Basisband- und Anwendungs-Verarbeitungsfunktionen umfassen und einen oder mehrere Prozessorkerne und/oder Firmware und Hardware in einer Anwendungsspezifische-Integrierte-Schaltung(ASIC)-Vorrichtung umfassen. Die Blocks18 und20 verarbeiten im allgemeinen Funktionen, welche Anweisungen abrufen, Decodierungen erzeugen, Operanden suchen und geeignete Aktionen ausführen, worauf sie die Ergebnisse speichern. Die Verwendung von mehreren Kernen kann es erlauben, daß ein Kern zur Behandlung von anwendungsspezifischen Funktionen, wie beispielsweise etwa Graphik, Modemfunktionen etc., zugeteilt wird. Alternativ können die mehreren Kerne es erlauben, daß die Verarbeitung von Arbeitslasten unter den Kernen aufgeteilt wird. Eine Zentralsteuerung22 umfaßt eine Hardware/Software-Schnittstelle zwischen einem Zentralsteuerungs-Softwaretreiber und der Zentralsteuerungshardware, welche Daten über die Speicherschnittstelle24 mit einem Systemspeicher26 austauscht. Der Systemspeicher26 kann eine Kombination von Speichern umfassen, wie etwa Arbeitsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM) und einen nichtflüchtigen Speicher, obwohl die Art oder Sorte von Speichern, welche in dem Systemspeicher26 vorgesehen sind, nicht eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung ist. - Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
10 kann Anwendungen in Laptops, Mobiltelefonen, MP3-Playern, Kopfhörern, Kameras, Kommunikationsgeräten und persönlichen Digitalassistenten (PDA), Medizin- oder Biotechnologie-Ausrüstung, Automobil-Sicherheits- und Schutzausrüstung und Automobil-Infotainment-Produkten haben. Es versteht sich jedoch, daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. - Wie gezeigt ist, umfaßt die Kommunikationsvorrichtung
10 ein Funkgerät, was eine Kommunikation in einem HF-/Standort-Raum mit anderen Vorrichtungen erlaubt, und kann Netzwerkverbindungen umfassen, um Dateien oder andere Informationen, wie etwa Sprache oder Video, zu senden und zu empfangen. Demnach kann die Kommunikationsvorrichtung10 in einem drahtlosen Netzwerk arbeiten, wie beispielsweise etwa einem mobilen Netzwerk, einem persönlichen Funknetz (PAN), einem drahtlosen persönlichen Funknetz (WPAN), einem Ultrabreitband(UWB)-Netzwerk, einem Piconet oder einer Kombination daraus. Man beachte, daß die Art von Netzwerk die beanspruchte Erfindung nicht beschränken soll. Man beachte weiter, daß die Kommunikationsvorrichtung10 abseits von jedem Netzwerk arbeiten und übertragen kann. Daher ist die Kommunikationsvorrichtung10 im allgemeinen jede Art von drahtloser Vorrichtung, welche zur Kommunikation in einem HF/Standort-Raum mit einer anderen Vorrichtung fähig ist, bei der Interferenz die Dienstgüte eines nahe gelegenen Empfängers, welcher auf einem angrenzenden Kanal arbeitet, beeinträchtigen kann. - Funksysteme vom Stand der Technik setzten ihre Sendeleistung adaptiv fest, um einen maximalen Verbindungsdurchsatz auf einer fehlerfreien Basis zu erreichen. Senden bei voller Leistung durch diese Funksysteme vom Stand der Technik kann zu Interferenzen bei diesen Empfängern durch Durchbrechen auf den angrenzenden Kanälen führen. Im Gegensatz dazu und gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein gegebener Kanal, welcher für die Kommunikation ausgewählt wurde, eine Sendeleistung auf, welche adaptiv gesteuert wird, um Interferenzen auf angrenzenden Kanälen zu verringern. Demnach überwacht ein Charakterisierungsblock
14 kognitiv die Signalleistung auf den angrenzenden Kanälen, um die Sendeleistung für diesen gegebenen Kanal festzusetzen. Die Wahl der Sendeleistung für jeden der Kanäle basiert auf der überwachten Leistung in den zwei angrenzenden Kanälen. In dem Fall, in dem ermittelt wird, daß einer der angrenzenden Kanäle unbesetzt ist, wird dann nur die Signalleistung in dem besetzten angrenzenden Kanal berücksichtigt. In dem Fall, in dem ermittelt wird, daß beide angrenzenden Kanäle unbesetzt sind, kann die volle Leistung für diesen Sendekanal dann übertragen werden. - Somit verbessert die Kommunikationsvorrichtung
10 die Dienstgüte auf den angrenzenden Kanälen, indem sie die angrenzenden Kanäle charakterisiert, um denjenigen angrenzenden Kanal zu identifizieren, welcher die niedrigere Leistung aufweist. Diese identifizierte niedrigere Leistung wird wiederum verwendet, um eine Sendeleistung für den Sendekanal festzusetzen, welche die angrenzenden Kanäle schützt. Dies führt dazu, daß die Kommunikationsvorrichtung10 die angestrebten Sendequalitäten bereitstellt, ohne die Dienstgüte auf den angrenzenden Kanälen zu beeinflussen. - Man beachte, daß eine nicht lizenzierte Vorrichtung ebenfalls Nebenkanalinterferenz hervorrufen kann, wenn ihre Außerband-Nebenwellenaussendungen nicht angemessen unterdrückt werden. Da der Angrenzende-Kanäle-Charakterisierungsblock
14 in dem Transceiver12 die Signalleistung in beiden angrenzenden Kanälen überwacht und die niedrigere Leistung in den zwei angrenzenden Kanälen auswählt, wird die Interferenz von der nicht lizenzierten Vorrichtung abgeschwächt. Wiederum sendet der Transceiver12 mit einer Senderleistung, welche relativ zu den angestrebten Signalen der Empfänger der angrenzenden Kanäle gesteuert wird, so daß Außerbandaussendungen in dem selben Verhältnis verringert werden können wie die erwünschten Aussendungen. Indem die Außerbandaussendungen in dem angrenzenden Kanal verringert werden, wird die Interferenz in einem Empfänger verringert, welcher auf den angrenzenden Kanälen arbeitet. Der Charakterisierungsblock14 erlaubt es lizenzierten und nicht lizenzierten Nutzern, das Spektrum zu teilen, ohne unerwünschte Interferenz zu erzeugen. Der Charakterisierungsblock14 kann auch verwendet werden, um einen Nutzer höherer Priorität zu schützen. - Die
2 ist ein Blockdiagramm für den Angrenzende-Kanäle-Charakterisierungsblock14 , welches einen Drei-Kanäle- oder Abgetastete-Angrenzende-Kanäle-Empfänger202 zeigt; einen Pegeldetektor204 ; einen A/D-Wandler206 ; einen Pegel-Steueralgorithmus208 ; einen Treiberverstärker210 ; einen programmierbaren Leistungseinsteller212 ; und einen Leistungsverstärker214 . Nach der vorliegenden Erfindung führt der Angrenzende-Kanäle-Charakterisierungsblock14 die Aufgabe der Überwachung der angrenzenden Funkkanäle durch, indem er den Kanal mit der niedrigsten Leistung identifiziert und eine Sendeleistung für den Sendekanal auswählt. - Der Angrenzende-Kanäle-Empfänger
202 ist ein Funkempfänger. In einer Ausführung kann der Angrenzende-Kanäle-Empfänger202 implementiert werden, um drei Kanäle zu überwachen, welche gleichzeitig empfangen werden. In einer anderen Ausführung kann der Angrenzende-Kanäle-Empfänger202 als ein Abtastempfänger implementiert werden, bei dem die zwei angrenzenden Kanäle sequentiell empfangen werden. In jeder der beiden Ausführungen ist der Angrenzende-Kanäle-Empfänger202 auf die zwei Kanäle einstellbar, welche an den Kanal angrenzen, auf welchem gesendet werden soll. - Der Pegeldetektor
204 ist ein Schaltungsblock, welcher den mittleren Amplitudenkoeffizienten eines sinusförmigen Signals extrahiert. Der Pegeldetektor204 ist mit dem Angrenzende-Kanäle-Empfänger202 gekoppelt und empfängt die Signalleistung in den zwei Kanälen, welche an den Kanal angrenzen, auf welchem gesendet werden soll. - Der A/D-Wandler
206 wandelt ein zeitlich veränderliches analoges Signal in dessen äquivalente digital abgetastete Darstellung um. Der Pegeldetektor204 liefert zwei analoge Signale, d. h. die zwei mittleren Amplitudenkoeffizienten für die zwei angrenzenden Kanäle, welche von dem Pegeldetektor204 ermittelt wurden. Der A/D-Wandler206 wandelt die zwei mittleren Amplitudenkoeffizienten in digitale Ausgabesignale um. Es ist nicht beabsichtigt, daß die Wahl des analogen Speichers oder der Art von A/D-Wandler206 die vorliegende Erfindung einschränken. Mit anderen Worten ist die Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht durch das spezifische Umwandlungsverfahren, welches verwendet wird, die Auflösung des A/D-Wandlers mit Bezug auf die Anzahl von Bits oder auf den Spannungsbereich oder die Linearität des A/D-Wandlers beschränkt. - Der Pegel-Steueralgorithmus
208 ist mit dem A/D-Wandler206 verbunden, um die zwei digitalen Signale zu empfangen. Der Pegel-Steueralgorithmus208 berechnet eine Senderleistung für den Sendekanal, basieren auf den zwei Signalpegeln und den Signalarten, welche in den zwei angrenzenden Kanälen detektiert werden. Die Charakterisierung der angrenzenden Kanäle kann eine Modulationsart der drei Haupt-Fernsehstandards umfassen, d. h. National Television System Committee (NTSC), Phase Alternating Line (PAL) oder Sequential Couleur Avec Memoire (SECAM), sowie digitales Fernsehen (DTV) etc. Die zulässige Senderleistung wird mit derjenigen Senderleistung verglichen, welche gegenwärtig in dem Leistungsverstärker214 festgesetzt ist, und ein Korrektursignal wird entwickelt, um es in den programmierbaren Leistungseinsteller212 einzuspeisen. Das Korrektursignal basiert auf einem Differenzwert zwischen der berechneten Senderleistung und der Senderleistung, welche gegenwärtig in dem Leistungsverstärker214 festgesetzt ist. - Der Treiberverstärker
210 ist ein linearer Leistungsverstärker mit mittlerem Pegel, welcher verwendet wird, um den Frequenz-Aufwärtswandler von allen Fehlanpassungen zu isolieren, welche durch Filter (nicht gezeigt) oder von dem Leistungsverstärker214 hervorgerufen werden. Der programmierbare Leistungseinsteller212 kann ein geschaltetes Widerstandsnetzwerk sein, welches programmiert ist, um das Signal, welches von dem Treiberverstärker210 empfangen wird, um irgendeinen einer Anzahl von vorher eingestellten Werten anzupassen. Der Leistungsverstärker214 empfangt das Signal von dem programmierbaren Leistungseinsteller212 und stellt das Signal bereit, welches von der Antenne gesendet wird. - Die
3 zeigt ein Flußdiagramm in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungen der vorliegenden Erfindung. In manchen Ausführungen wird das Verfahren300 oder Teile davon im normalen Betrieb von dem HF-Transceiver ausgeführt. Man beachte, daß das Verfahren300 nicht durch die spezielle Art von Vorrichtung, Software-Element oder System, welche oder welcher das Verfahren ausführt, beschränkt ist. Das Verfahren300 wird so gezeigt, daß es bei Block302 beginnt, bei welchem der HF-Transceiver12 die Kanäle, welche an den Sendekanal angrenzen, abtastet. Bei Block304 werden die zeitlich gemittelten Amplitudenkoeffizienten der zwei angrenzenden Kanäle extrahiert. In Block306 werden die analogen Werte der zeitlich gemittelten Amplitudenkoeffizienten der zwei angrenzenden Kanäle in abgetastete digitale Werte umgewandelt. Ein niedrigerer Wert der zwei umgewandelten Werte wird ausgewählt, und bei Block308 wird eine Sendeleistung für den Sendekanal berechnet. Bei Block310 wird die zulässige Senderleistung mit der gegenwärtigen Senderleistung verglichen, und ein Korrektursignal wird erzeugt, um den Leistungsverstärker einzustellen und zu programmieren. Man beachte, daß die verschiedenen Handlungen im Verfahren300 in der dargestellten Abfolge ausgeführt werden können, oder in einer anderen Abfolge ausgeführt werden können. Darüber hinaus können in manchen Ausführungen zusätzliche Handlungen vorgesehen sein. - An diesem Punkt sollte es offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung die Übertragungsgüte verbessert und den Empfängern angrenzender Kanäle Schutz bereitstellt. Die einstellbare Leistungssteuerung, welche für jeden der Kanäle gewählt wird, basiert auf der Überwachung der Charakteristika der angrenzenden Kanäle. Indem die angemessene Sendeleistung für jeden der Sendekanäle festgesetzt wird, erlaubt es die vorliegende Erfindung, daß drahtlose Vorrichtungen mit der maximalen Reichweite arbeiten, welche damit konsistent ist, Interferenz mit anderen Nutzern des Spektrums zu begrenzen.
- Während bestimmte Merkmale der Erfindung hier dargestellt und beschrieben wurden, werden viele Modifikationen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente nun dem Fachmann offensichtlich werden. Es sollte sich daher verstehen, daß die angefügten Ansprüche alle derartige Modifikationen und Änderungen abdecken sollen, welche innerhalb des wahren Geistes der Erfindung fallen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Eine drahtlose Vorrichtung steuert dynamisch einen Leistungspegel für jeden der Kanäle in einem Übertragungsspektrum. Der Leistungspegel wird eingestellt, basierend auf Charakteristika von Signalen, welche auf den angrenzenden Kanälen empfangen werden, was dazu führt, daß die drahtlose Vorrichtung mit maximalen Reichweiten arbeitet, die damit konsistent sind, daß keine Interferenz mit anderen Nutzern des Spektrums hervorgerufen wird.
Claims (20)
- Drahtlose Vorrichtung, welche folgendes umfaßt: einen Transceiver, welcher mit einer Antenne gekoppelt ist; und einen Leistungsverstärker, um ein Signal bereitzustellen, welches an der Antenne gesendet wird, wobei der Leistungsverstärker eine einstellbare Leistungssteuerung aufweist, welche in Antwort auf eine Charakterisierung von angrenzenden Kanälen festgesetzt wird.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Charakterisierung das Ermitteln einer Modulationsart umfaßt, welche von Signalen in den angrenzenden Kanälen verwendet wird.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Charakteristika der angrenzenden Kanäle eine Leistungsmessung umfassen, um eine niedrigere Leistung in einem der angrenzenden Kanäle zu ermitteln.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die einstellbare Leistungssteuerung basierend auf der Modulationsart und der niedrigeren Leistung von empfangenen Leistungspegeln der angrenzenden Kanäle festgesetzt wird.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die einstellbare Leistungssteuerung basierend auf einer Charakteristik eines besetzten angrenzenden Kanals in dem Fall, in dem ein angrenzender Kanal unbesetzt ist, festgesetzt wird.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die einstellbare Leistungssteuerung so festgesetzt ist, daß sie das Senden des Leistungsverstärkers bei voller Leistung in dem Fall erlaubt, in dem beide angrenzende Kanäle unbesetzt sind.
- Drahtlose Vorrichtung, welche folgendes umfaßt: eine Antenne, um ein Signal auf einem ersten Kanal zu senden; einen Kanalempfänger, um Charakteristika von Kanälen, welche an den ersten Kanal angrenzen, bereitzustellen; und einen Leistungsverstärker, um ein Signal bereitzustellen, welches auf dem ersten Kanal gesendet wird, welcher eine einstellbare Leistungssteuerung aufweist, welche in Antwort auf die Charakteristika der Kanäle, welche an den ersten Kanal angrenzen, festgesetzt wird.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 7, welche weiter einen Pegeldetektor umfaßt, welcher mit dem Kanalempfänger gekoppelt ist.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 8, welche weiter einen Analog-Digital-Wandler umfaßt, welcher mit dem Pegeldetektor gekoppelt ist.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 9, welche einen programmierbaren Leistungseinsteller umfaßt, welcher mit dem Analog-Digital-Wandler gekoppelt ist, um die einstellbare Leistungssteuerung dem Leistungsverstärker bereitzustellen.
- Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der programmierbare Leistungseinsteller vorher festgesetzte Werte bereitstellt, um das Signal auf dem ersten Kanal einzustellen.
- Verfahren zum Übertragen eines Signals auf einem ersten Kanal durch eine drahtlose Vorrichtung, welches folgendes umfaßt: Untersuchen von empfangenen Signalen in der drahtlosen Vorrichtung, um Charakteristika von Kanälen, welche an den ersten Kanal angrenzen, zu ermitteln; und Einstellen eines Leistungsverstärkers, um ein auf dem ersten Kanal zu übertragendes Signal bereitzustellen, welches in Antwort auf die Charakteristika der Kanäle, welche an den ersten Kanal angrenzen, festgesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, welches weiter folgendes umfaßt: Extrahieren von zeitlich gemittelten Amplitudenkoeffizienten für die Kanäle, welche an den ersten Kanal angrenzen.
- Verfahren nach Anspruch 13, welches weiter folgendes umfaßt: Umwandeln von analogen Werten der zeitlich gemittelten Amplitudenkoeffizienten in zeitlich abgetastete digitale Werte.
- Verfahren nach Anspruch 14, welches weiter folgendes umfaßt: Ermitteln einer niedrigeren Leistung in einem der Kanäle, welche an den ersten Kanal angrenzen, um eine Senderleistung für den ersten Kanal bereitzustellen.
- Verfahren nach Anspruch 15, welches weiter folgendes umfaßt: Vergleichen einer zulässigen Senderleistung mit einer gegenwärtigen Senderleistung.
- Verfahren nach Anspruch 16, welches weiter folgendes umfaßt: Erzeugen eines Korrektursignals, um das Signal einzustellen, welches dem Leistungsverstärker zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, welches weiter folgendes umfaßt: dynamisches Einstellen der einstellbaren Leistungssteuerung für den ersten Kanal, basierend auf einer Modulationsart und einer Leistung der Kanäle, welche an den ersten Kanal angrenzen.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die einstellbare Leistungssteuerung basierend auf einem besetzten angrenzenden Kanal in dem Fall, daß ein angrenzender Kanal unbesetzt ist, festsetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die einstellbare Leistungssteuerung in dem Fall, in dem beide angrenzenden Kanäle unbesetzt sind, auf volle Leistung festgesetzt wird.
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