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用于小区选择平衡的方法、计算机程序和计算机程序产品

阅读:1093发布:2020-05-28

IPRDB可以提供用于小区选择平衡的方法、计算机程序和计算机程序产品专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及用于在包括至少第一和第二基站(11,12)和至少一个用户设备(1)的无线通信系统(10)中小区选择平衡的方法(30)。第一和第二基站(11,12)包括用于传送下行链路信令和接收上行链路信令以便与至少一个用户设备(1)进行通信的至少一个相应天线(13,14)。方法(30)包括以下步骤:在第一基站(11)中接收(31)来自第二基站(12)的信息,以及依据该信息在第一基站(11)中调整(32)第一基站(11)的天线(13)的天线设置、、、。本发明也涉及计算机程序和计算机程序产品。,下面是用于小区选择平衡的方法、计算机程序和计算机程序产品专利的具体信息内容。

1.一种用于在包括至少第一和第二基站(11,12)和至少一个用户设备(1)的无线通信系统(10)中小区选择平衡的方法,所述第一和第二基站(11,12)包括用于传送下行链路信令和接收上行链路信令以便与所述至少一个用户设备(1)进行通信的至少一个相应天线(13,14),所述方法(30)包括以下步骤:-在所述第一基站(11)中接收(31)来自所述第二基站(12)的信息,以及-依据所述信息在所述第一基站(11)中调整(32)所述第一基站(11)的天线(13)的天线设置( , ; , )。

2.如权利要求1所述的方法,还包括所述第一基站(11)将信息传送到所述第二基站(12)的又一步骤,从而允许所述第二基站(12)依据所述信息调整其天线设置。

3.如权利要求1或2所述的方法,其中接收(31)信息和调整天线设置(, ; , )的所述步骤重复进行,由此所述天线设置( ,

; , )得到调整动态。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其中所述天线设置( , ;

, )包括以下一项或多项:下行链路倾角( ; )、上行链

路倾角( , )。

5.如前面权利要求任一项所述的方法,其中所述信息包括以下一项或多项:所述第一或第二基站(11,12)的传送功率、所述第一和/或第二基站(11,12)的所述至少一个相应天线(13,14)的高度、所述第一与第二基站(11,12)之间的距离。

6.如前面权利要求任一项所述的方法,其中所述无线通信系统(10)包括异构蜂窝网络,所述网络包括外层小区(15)和内层小区(16,17,18)。

7.如前面权利要求任一项所述的方法,其中所述第一基站(11)位于外层小区(15)中,并且所述第二基站(12)位于内层小区(16)中,所述方法还包括在所述第一基站(11)中的以下步骤:-将有关其传送功率的信息传送到所述第二基站(12)和位于所述外层小区(15)的内层小区(17,18)中的任何其它基站(19,20)。

8.如权利要求7所述的方法,还包括以下步骤:

-在所述第一基站(11)中基于所述第二基站(12)和位于所述外层小区(15)中的任何其它基站的位置,调整上行链路下倾角和下行链路下倾角。

9.如权利要求8所述的方法,其中所述调整包括如果所述内层小区(16,17,18)的大多数所述基站(12,19,20)位置靠近所述第一基站(11)的小区边缘,则将上行链路下倾角设置成小于下行链路倾角,或者如果所述内层小区(16,17,18)的所述基站(12,19,20)在所述外层小区(15)中均匀分布,则将上行链路下倾角设置成等于所述下行链路下倾角。

10.如权利要求1-6任一项所述的方法,其中所述第一基站(11)位于内层小区(16)中,并且所述第二基站(12)位于外层小区(15)中,所述方法还包括在所述第一基站(11)中的以下步骤:-从所述第二基站(12)接收有关所述第二基站(12)的传送功率的信息,-比较其下行链路传送功率和所述第二基站(12)的所述传送功率并且确定其之间的差 ,以及-在所述第一基站(11)中基于所述传送功率差 ,调整在上行链路和下行链路中的其下行链路倾角。

11.如前面权利要求任一项所述的方法,其中在所述第一基站(11)中调整(32)的所述步骤包括以下子步骤:-依据所述信息,确定所述第一基站(11)的所述天线(13)的天线设置,以及-将控制信号(32)传送到控制所述第一基站(11)的所述天线(13)的天线控制装置( ),由此允许所述天线控制装置( )调整所述天线设置( , ; ,)。

12.一种用于在无线通信网络(10)中小区选择平衡的计算机程序(100),包括在所述无线通信网络(10)的基站(11,12,19,20)的处理器装置(26)上运行时促使所述处理器装置(26)执行以下操作的计算机程序代码:-处理从一个或多个其它基站(11,12,19,20)接收的信息以便依据所述信息确定所述基站的天线的天线设置,以及-传送控制信号(32)到控制所述基站(11,12,19,20)的所述天线的天线控制装置(25),以便依据所述信息调整所述天线的天线设置( , ; ,)。

13.一种包括如权利要求12所述计算机程序(100)和存储所述计算机程序的计算机可读部件的计算机程序产品(110)。

说明书全文

用于小区选择平衡的方法、计算机程序和计算机程序产品

技术领域

[0001] 本发明一般涉及蜂窝无线通信,并且具体地说,涉及蜂窝无线通信系统中小区选择平衡。

背景技术

[0002] 在诸如GSM、UMTS及其3GPP演进等近来的蜂窝系统中,切换决定是基于主要在下行链路导频信号(从基站到用户设备的信号)上所做的测量。这些测量提供在下行链路中平均路径增益和传送功率的指示。对于3GPP长期演进(LTE),提议了与在以前3GPP版本中存在的测量类似的切换有关的测量。具体而言,一种测量是来自在LTE中称为参考信号的导频信号的接收功率。此测量的实体称为参考信号接收功率(RSRP),并且能够编写为:,其中, 是为下行链路参考信号分配的基站的传送功率,并且g是平均路径增益。
[0003] 因此,即使用户设备可具有到两个不同基站的相同路径增益,从这两个基站接收的RSRP也可大不相同,这是因为来自这两个基站的传送功率可实质上是不同的。
[0004] 尤其是在相同地理区域中存在带有不同传送功率的基站的异构网络(HetNets)中,情况是如上所述。例如,已考虑异构网络用于补充宏小区布局,以便处理非均匀业务分布。宏小区能够在某些区域中主要用于覆盖,并且例如微、微微、毫微微小区等更小的小区能够用于在业务热点的高容量需要。异构网络因此可包括覆盖区域重叠的不同大小的小区,小区具有不同特性。
[0005] 与基于下行链路测量的小区选择不同,基于上行链路测量(从用户设备到基站的信令)的小区选择不受来自基站的下行链路传送功率影响,并且一般只基于路径增益。在例如异构网络中,基于上行链路的小区选择和基于下行链路的小区选择的差别导致在应用两种选择机制时产生不同的小区边界。这在图1中示出。具体而言,如果用于用户设备1的小区选择是基于上行链路,则获得的是第一小区边界2,而如果用于现在在标号1'指示的相同用户设备的小区选择是基于下行链路,则获得的是第二小区边界3。
[0006] 异构网络中基于上行链路和基于下行链路的小区选择形成的不同小区边界2、3使得难以决定是使用基于上行链路的小区选择还是基于下行链路的小区选择。视所选的小区选择的类型而定,如接下来所述一样,形成了有挑战性的干扰情形。
[0007] 对于基于下行链路的小区选择,低功率基站一般比宏基站具有小得多的小区半径。连接到宏基站的用户设备可需要在上行链路中以高功率传送,并且因此对低功率基站上行链路接收产生高干扰。
[0008] 对于基于上行链路的小区选择,低功率基站与宏基站具有类似的小区半径。连接到低功率基站并且位置靠近宏基站的用户设备因此就数据和控制信令而言均遭受不良下行链路几何形状的影响,这是因为宏基站通常比低功率基站以高得多的功率传送。
[0009] 3GPP内提议的一个解决方案是使用基于上行链路的小区选择。基于上行链路的小区选择的优点是与下行链路优化的小区选择相比,低功率基站将具有更大的覆盖。这又完全利用低功率基站并优化总体系统容量。另外,这在用户设备节省了一定的传送功率。
[0010] 用于解决不良几何形状下行链路问题的解决方案在3GPP中已提议,并且包括空白帧解决方案,其中,宏小区中一些子帧的控制区域被静音。为此,与上行链路优化的小区选择相关联的不良几何形状问题能够对控制区域是无效的,并且控制信息的接收质量因此能够得到保证。对于符合其中交叉子帧调度不适用的发行版8的用户设备,其下行链路控制部分为空的子帧在数据部分也将为空。这对于下行链路和上行链路均适用。对于符合其中交叉调度极可能将成为选项的发行版10的用户设备,数据区域因此能够得到使用,并且下行链路控制区域中以前非空白子帧的分配将在当前几乎空白的子帧中有效。
[0011] 总之,在异构网络中在基于上行链路与下行链路的小区选择之间出现不同小区边界的根本原因是基于下行链路的小区选择考虑下行链路传送功率和下行链路路径增益,而上行链路优化的小区选择考虑上行链路路径增益和用户设备传送功率。由于用户最大设备传送功率是相同的,与服务小区无关,因此,对基于上行链路的小区选择而言重要的只是上行链路路径增益。通常且在缺少馈源和塔顶安装放大器的情况下,上行链路和下行链路平均路径增益差别不会太大,因此,下行链路传送功率的差别使用于上行链路和下行链路的小区选择变得不同。
[0012] 空白帧解决方案改进了来自低功率基站的控制信息的接收质量。然而,该解决方案具有一些缺陷。第一缺陷是将要求大量的标准化工作,例如,有关空中接口和空白帧解决方案的更改。第二个缺陷是除非部署载波间干扰协调(ICIC),否则,内层小区中的数据区域遭受不良几何形状影响。在如此不良下行链路几何形状中带有频率分区的典型ICIC算法将是否有效率是可疑的。第三缺陷是不支持交叉帧调度的用户设备将遭受外层小区中降低的传送机会的影响。
[0013] 从以上所述中,可明白在此技术领域中需要对此情况加以改进。

发明内容

[0014] 有鉴于于以上所述,本发明涉及用于提供类似小区边界而不考虑小区选择方法的方法和装置。
[0015] 本发明的一个目的因此是提供用于获得类似小区边界而不考虑小区选择方法的方法。
[0016] 根据本发明的第一方面,此目的通过一种用于在包括至少第一和第二基站和至少一个用户设备的无线通信系统中小区选择平衡的方法而得以实现。第一和第二基站包括用于传送下行链路信令和接收上行链路信令以便与至少一个用户设备进行通信的至少一个相应天线。方法包括以下步骤:在第一基站中接收来自第二基站的信息,以及依据该信息在第一基站中调整第一基站的天线的天线设置。借助于本发明,上行链路下行链路不平衡问题得以消除或至少得以减轻,尤其是在异构网络中。此外,可使用在大多数情况中已经可用的信息,并且无需用户设备进行另外的测量。还有,无需在基站之间经例如X2接口进行大量的信令交换。本发明能够在所有无线通信系统中实现,如LTE、UMTS和GSM,并且借助于本发明,诸如空白帧解决方案和空中接口更改等标准化问题不是必然的。
[0017] 在本发明的一实施例中,方法包括第一基站将信息传送到第二基站,从而允许第二基站依据该信息调整其天线设置的又一步骤。本发明优选在无线通信系统的所有基站中实现,其中,所有基站交换信息并且依据信息调整其天线设置。
[0018] 在本发明的另一实施例中,接收信息和调整天线设置的步骤重复进行,由此天线设置得以动态调整。一种适用于更改的条件的方法得以提供。
[0019] 在本发明仍有的另一实施例中,天线设置包括下行链路倾角和/或上行链路倾角。通过调整下行链路和/或上行链路倾角,提供了优化的小区选择,由此获得用于上行链路和下行链路小区选择的类似小区边界。
[0020] 在本发明还有的另一实施例中,接收的信息包括以下一项或多项:第一或第二基站的传送功率、第一和/或第二基站的至少一个相应天线的高度、第一与第二基站之间的距离、第一基站的主天线波束与第二天线的天线波束之间的水平角度。多个参数因此可用于确定最佳天线设置,方法因此适用于最好地满足任何无线通信系统的条件。
[0021] 在本发明的一实施例中,无线通信系统包括异构蜂窝网络,网络包括外层小区和内层小区。本发明特别适合在具有功率电平固有不同的基站的系统中使用,如异构网络。在此类网络中,小区平衡问题经常是明显的,并且能够通过本发明而得以减轻。
[0022] 在本发明的另一实施例中,第一基站位于外层小区中,并且第二基站位于内层小区中,并且方法包括在第一基站中将有关其传送功率的信息传送到第二基站和位于外层小区的内层小区中的任何其它基站的又一步骤。
[0023] 在上述实施例中,方法可包括在第一基站中基于第二基站和位于外层小区中任何其它基站的位置来调整上行链路下倾角和下行链路下倾角的又一步骤。
[0024] 在上述实施例中,调整的步骤可包括如果内层小区的大多数所述基站位置靠近第一基站的小区边缘,则将上行链路下倾角设置成小于下行链路倾角。在另一情形中,调整的步骤可包括如果内层小区的基站在外层小区中均匀分布,则将上行链路下倾角设置成等于下行链路下倾角。本发明因此提供用于极常发生的网络设置的特定解决方案,例如,其中微微小区位置靠近其宏小区的小区边界。
[0025] 在本发明的一实施例中,第一基站位于内层小区中,并且第二基站位于外层小区中,并且方法包括在第一基站中的以下其它步骤:从第二基站接收有关第二基站的传送功率的信息,比较其下行链路传送功率和第二基站的传送功率并且确定其之间的差,以及在第一基站中基于传送功率差,调整在上行链路和下行链路中的其下行链路倾角。相邻基站的传送功率是最适合在本发明方法中使用的参数,并且由于它用于其它目的,因此,也是经常在基站中已经可用的参数。
[0026] 在本发明的一实施例中,在第一基站中调整的步骤包括以下子步骤:依据该信息,确定第一基站的天线的天线设置,并且将控制信号传送到控制基站的天线的天线控制装置,由此允许天线控制装置调整天线设置。天线设置的此类调整能够以机械或电方式进行。
[0027] 本发明也包含计算机程序和计算机程序产品,借助于其实现对应于以上所述的优点。
[0028] 在阅读以下描述并结合附图,将明白本发明的其它特征和优点。

附图说明

[0029] 图1示出无线通信系统和由不同小区选择方法产生的不同小区边界。
[0030] 图2以示意图方式示出可重新配置的天线系统的特征。
[0031] 图3和4示出其中可实现本发明的异构网络。
[0032] 图5示出关于根据本发明的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

[0033] 再次参照图1,图中示出其中可实现本发明的无线通信系统10。无线通信系统10可包括任何数量的基站;图中示出了第一基站11和第二基站12。要注意的是,术语基站在说明书通篇中使用并且旨在包含不同类型的基站,而不考虑蜂窝通信系统的类型。例如,在LTE(长期演进)中,基站表示为演进节点B (eNB)。
[0034] 第一基站11包括至少一个天线13,其是一般包括多个天线和天线控制部分的天线系统的一部分。天线控制部分以示意图方式在标号25示出。同样地,第二基站12包括天线系统,天线系统又包括至少一个天线14和天线控制部分。无线通信系统10还包括多个无线用户设备,其中之一在图中在标号1示出。相应基站11、12的天线13、14用于传送下行链路信令和接收上行链路信令以便与用户设备1进行通信。
[0035] 本发明有利地在例如异构蜂窝网络等具有使用不同功率电平的基站的包括不同大小的小区和/或具有外层小区的系统中实现,外层小区的覆盖区域内有多个内层小区。第一基站11因此可以是宏基站,并且第二基站12例如可以是微微基站。
[0036] 无线通信中的一个难题是由于干扰和不可预测环境造成的差错率。除更改的环境外,用户业务也随时间更改。可重新配置的天线系统被引入以满足环境和业务要求的此类更改。通过可重新配置的天线系统,诸如方位角波束宽度和形状、仰角波束宽度和形状及天线倾角等参数能够重新配置,并且适用于提及的更改,由此产生更佳的资源使用。根据本发明,此类可重新配置的天线系统用于克服或至少减轻现有技术的问题。
[0037] 图2示出可重新配置天线系统有关的一种可能性。具体而言,可能形成在本发明中利用的用于上行链路(UL)和下行链路(DL)的不同下倾。图2中以示意图方式示出下行链路倾角DLta和上行链路倾角ULta。通过机械部件或电方式,能够实现用于获得不同天线波束的天线的倾斜度。
[0038] 图3示出宏基站11和例如安装在天花板上(例如,位于购物商场的天花板上)的微微基站12等低功率节点。根据本发明的一实施例,微微基站12为上行链路23和下行链路24使用不同下倾以便平衡由上行链路/下行链路小区选择方法产生的不同小区边界。上行链路下倾与下行链路下倾之间的差能够基于不同参数设置,例如,基于在宏基站11与微微基站12之间的功率差。
[0039] 如果将有助于上行链路/下行链路平衡,宏基站11也可为上行链路和下行链路设置不同下倾。
[0040] 图4示出异构网络,其中,使用了与前面图中相同的标号。第一基站11在此实施例中是位于外层小区15中的宏基站。第二基站12在此实施例中是位于内层小区16中的微微基站,其覆盖在外层小区15的覆盖内。两个另外的微微基站19、20示为位于相应内层小区17、18内。大多数微微基站部署在宏基站11的小区边缘(对于微微应用,这是最典型的情形)时,将上行链路下倾设置成小于下行链路下倾将有助于在上行链路与下行链路之间的平衡。
[0041] 在一实施例中,宏基站11例如通过在互连基站之间以常规方式传送有关其下行链路传送功率的信息而与微微基站12、19、20共享此类信息。微微基站12、19、20比较其相应下行链路传送功率和宏基站11的传送功率,并计算功率差 。每个微微基站12、19、20随后调整其在上行链路和下行链路中的下行链路倾斜度。功率差 越大,设置的下行链路下倾就越小,并且设置的上行链路下倾就越大。
[0042] 宏基站11也可基于例如微微基站相应位置来调整其上行链路下倾和下行链路下倾。如果大多数微微基站12、19、20位置靠近宏基站小区边界,则宏基站11能够将其上行链路下倾设置成小于其下行链路下倾。如果微微基站12、19、20基本在宏基站11小区覆盖中均匀分布,则宏基站11例如可使用相同的上行链路和下行链路下倾。
[0043] 以上所述是特定示例,并且人们认识到,基站的天线设置能够依据在基站之间交换的不同类型的信息来设置。有关传送功率的信息是进行设置所基于的最有用参数,但其它参数也可以是有用的。在其它实施例中,信息例如可包括基站11、12的相应天线13、14的高度,并且天线设置可相应地进行设置。假定天线倾角相同,天线的不同高度产生不同小区大小,并且高度因此是相关参数。在其中使用异构网络的还有的另一实施例中,位置最靠近更小基站(例如,微微基站)的两个宏基站之间的距离可以是相关的。具体而言,到宏基站的距离越远,微微基站的覆盖区域就越大,并且微微基站的下行链路倾角可设置得越小。在仍有的其它实施例中,可使用诸如在基站之间的距离和/或从微微基站到宏基站的主天线波束的角度和/或在宏基站天线的主天线波束与微微基站的天线波束之间的水平角度。
[0044] 参照图5,本发明提供一种用于在包括至少第一和第二基站11,12和至少一个无线用户设备1的无线通信系统10中小区选择平衡的方法。第一和第二基站11,12包括用于传送下行链路信令和接收上行链路信令以便与用户设备1进行通信的至少一个相应天线13,14。方法30在基站11、12中实现,优选在无线通信系统10的每个基站中实现。
[0045] 方法30在下述内容中描述为在第一基站11中实现。方法30包括在第一基站11中接收31来自第二基站12的信息的第一步骤。例如,使用常规通信部件,可以任何适合的方式在基站11、12之间输送信息。要注意的是,第一基站11可接收来自几个其它基站的信息。在一实施例中,第一基站接收来自其相邻小区的信息。在一实施例中,其中第一基站11是宏基站,即,外层小区的基站,以及其中存在几个内层小区,第一基站11接收来自所有内层小区的信息。
[0046] 信息例如可包括以下的一项或多项:第二基站12的传送功率、第一和/或第二基站11、12的相应天线13、14的高度、第一与第二基站11、12之间的距离、到第一基站的主天线波束的角度、位置最靠近更小基站(例如,微微基站)的两个宏基站之间的距离。
[0047] 方法30包括在第一基站11中依据接收的信息调整32其天线13的天线设置的第二步骤。视例如另一基站的传送功率等接收的信息而定,能够改变不同天线设置。天线设置例如可以是第一基站11的下行链路倾角 或第一基站11的上行链路倾角;或者依据接收的信息,可调整这两个天线设置或只是其中之一或均不进行调整。
[0048] 由于本发明优选在例如异构网络的每个基站中实现,因此,方法30可包括第一基站11将信息传送到第二基站12和任何其它基站的又一步骤,由此第二基站12能够依据该信息调整其天线设置。
[0049] 接收31信息和调整32天线设置的步骤在一实施例中重复进行,并且天线设置因此可得到动态调整。要注意的是,用于小区选择平衡的本发明方法在系统级别并且一般不在用户级别进行优化,并且天线设置一般不在单通信会话期间和依据单通信会话进行动态调整。具体而言,如果更改基站的分配功率,则一般不调整天线设置。
[0050] 如更早所提及的一样,本发明在异构网络中特别有利,并且在一实施例中,第一基站11位于外层小区15中,并且第二基站12位于内层小区16中。在因此是宏基站的第一基站11中的方法30可随后包括将有关其传送功率的信息传送到第二基站12的又一步骤,第二基站12因此是例如微微或宏基站。信息也可传送到位于外层小区15的内层小区17、18中的任何其它基站19、20。
[0051] 在上述实施例中,方法可随后包括在第一基站11中基于第二基站12和位于外层小区15中任何其它基站的位置来调整上行链路下倾角和下行链路下倾角的又一步骤。具体而言且如结合图4更早所述,调整可包括如果内层小区16,17,18的大多数所述基站12,19,20位置靠近第一基站11的小区边缘,则将上行链路下倾角设置成小于下行链路倾角。
[0052] 在另一情形中,如果内层小区16,17,18的基站12,19,20在外层小区15中均匀分布,则与上述情形中不同的设置可能是合乎需要的。在此类情形中,可能难以为宏小区覆盖内的所有不同低功率节点,即为内层小区的所有基站设置下行链路/上行链路倾斜度。在此类情况中并且作为示例,默认设置可以是将上行链路下倾角设置成等于下行链路下倾角。作为用于相同情形的另一示例,运营商可能想解决小区选择不平衡问题,其中,最靠近外层小区的基站的内层小区的基站具有比远离的内层小区的基站更严重的不平衡问题。运营商可能想基于最靠近外层小区的基站的内层小区的基站来设置天线设置,并且忽略对离外层小区的基站更远的内层小区的基站的影响。
[0053] 运营商可能想扩展内层小区的一个或几个基站的范围,并且因此基于那几个基站的要求来设置倾斜度。
[0054] 在另一实施例中,第一基站11转而位于内层小区16中,并且第二基站12位于外层小区15中。方法30随后在第一基站11中包括以下其它步骤:从第二基站12接收有关第二基站12的传送功率的信息,比较其下行链路传送功率和第二基站12的传送功率并且确定其之间的差ΔP,基于传送功率差ΔP在第一基站11中调整在上行链路和下行链路中的其下行链路倾角。所有其它内层小区也可依据传送功率差来调整其天线设置。
[0055] 在一特定实施例中,调整32的步骤包括依据信息确定第一基站11的天线13的天线设置的第一子步骤和将控制信号传送到控制基站11的天线13的天线控制装置25的第二子步骤。也就是说,天线控制装置25接收控制信号,并且基于其调整天线设置。
[0056] 再次参照图4,本发明也包含计算机程序和计算机程序产品。方法可在基站11的处理器装置26中实现。提供了用于在无线通信网络10中小区选择平衡的计算机程序100。计算机程序100包括在基站11,12,19,20的处理器装置26上运行时促使处理器装置26执行以下操作的计算机程序代码:处理从一个或多个其它基站11,12,19,20接收的信息以便依据接收的信息确定基站的天线的天线设置,以及将控制信号32传送到控制基站11,12,
19,20的天线的天线控制装置25,以便依据接收的信息调整天线的天线设置。如所述的方法仍有的另外步骤可在处理器装置26、计算机程序100和计算机程序产品110中实现。
[0057] 本发明也提供包括上述计算机程序100和存储计算机程序100的计算机可读部件的计算机程序产品110。
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