專利名稱：采用空間分集改善無線鏈路魯棒性的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信號(hào)通信，特別是涉及可使用多個(gè)傳輸路徑來執(zhí)行的通信。
背景技術(shù)：
無線鏈路由于傳輸路徑被例如在發(fā)射器和接收器之間的物體或障礙物阻擋 (block)而可能被阻擋或可能經(jīng)歷較大信號(hào)衰減。與工作在較低頻帶的無線鏈路相比，工作在較高頻率通信頻帶的無線鏈路可更易受來自障礙物的衰減的影響。如果無線鏈路中斷或者丟失，則在發(fā)射器或者接收器可檢測到丟失的鏈路后，系統(tǒng)可在重新獲取鏈路期間經(jīng)歷延遲。在延遲期間，系統(tǒng)可能經(jīng)歷一些數(shù)據(jù)分組的丟失。在檢測到丟失的鏈路之后，發(fā)射器或者接收器可執(zhí)行鏈路恢復(fù)(link-recovery)過程，鏈路恢復(fù)過程例如可能是漫長的，并且可能中斷例如無線顯示傳輸?shù)臒o線應(yīng)用的操作。如果障礙物可以阻擋傳播路徑，則無線鏈路上的無線通信可能被中斷。備用傳播路徑可以通過在無線發(fā)射器和接收器的天線之間進(jìn)行重新波束成形(re-beamforming)來建立，或者通過依賴于例如無線鏈路的備份(back-up)鏈路來建立。波束成形方向的改變可以允許鏈路被重新建立。丟失的鏈路可以例如通過發(fā)射裝置或者接收裝置檢測到分組丟失來檢測，并且應(yīng)用的性能可受到影響。在檢測到可能已經(jīng)丟失的鏈路之后，發(fā)射裝置和接收裝置可嘗試重新建立無線通信鏈路，以及可沿著另一傳播路徑，并且這個(gè)過程可花費(fèi)一段時(shí)間。重新建立無線鏈路的這個(gè)時(shí)間可增加無線鏈路的等待時(shí)間，并且可影響性能，例如可能正在使用無線鏈路的應(yīng)用的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面涉及一種方法，包括由源裝置確定與用于和遠(yuǎn)程裝置無線通信的相應(yīng)多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑相關(guān)聯(lián)的多個(gè)信號(hào)質(zhì)量參數(shù)；由所述源裝置基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)確定至少一個(gè)天線控制參數(shù)；使用所述所確定天線控制參數(shù)通過與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的天線系統(tǒng)向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)射數(shù)據(jù)。本發(fā)明另一方面涉及一種系統(tǒng)，包括源裝置，能夠與遠(yuǎn)程裝置進(jìn)行無線通信，所述源裝置可操作地連接到第一天線系統(tǒng)；并且其中所述源裝置將確定與用于和所述遠(yuǎn)程裝置無線通信的相應(yīng)多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑相關(guān)聯(lián)的多個(gè)信號(hào)質(zhì)量參數(shù)；基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)確定至少一個(gè)天線控制參數(shù)；使用所述所確定天線控制參數(shù)通過所述天線系統(tǒng)向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)射數(shù)據(jù)。


在說明書結(jié)論部分特別指出和清楚主張被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。然而，通過參考結(jié)合附圖閱讀的以下詳細(xì)描述，針對(duì)組織和操作方法的本發(fā)明連同其目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)可被最好地理解，附圖中圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明系統(tǒng)實(shí)施例的示范框圖2描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明系統(tǒng)實(shí)施例的示范框圖；圖3描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法；圖4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法；圖5描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明系統(tǒng)實(shí)施例的示范框圖；圖6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示范圖表；圖7描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示范圖表；本發(fā)明的實(shí)施例通過示例方式說明，而不限于附圖中的圖形(figure)，在附圖中類似參考標(biāo)號(hào)指示相應(yīng)、類似或相似要素(element)。要領(lǐng)會(huì)，為了說明的簡潔和清晰，附圖中示出的要素不一定按比例繪制。例如，為清楚起見，一些要素的尺寸可相對(duì)于其他要素被夸大。另外，考慮適合時(shí)，參考標(biāo)號(hào)可在附圖中重復(fù)以指示相應(yīng)或相似更素。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，提出許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面了解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解沒有這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，沒有詳細(xì)描述眾所周知的方法、過程以及組件以免混淆本發(fā)明。本發(fā)明的實(shí)施例可以用于多種應(yīng)用。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以結(jié)合例如以下的多種裝置和系統(tǒng)使用發(fā)射器、接收器、收發(fā)器、發(fā)射器-接收器、無線通信站、無線通信裝置、 無線接入點(diǎn)(AP)、基站、調(diào)制解調(diào)器、無線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、桌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)，平板計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、手持裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)裝置、手持PDA裝置、任何消費(fèi)者電子裝置、網(wǎng)絡(luò)、 無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)(LAN)、無線LAN(WLAN)、城域網(wǎng)(MAN)、無線MAN(WMAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、 無線 WAN(WffAN)、依照現(xiàn)有 IEEE 802. 11,802. Ila,802. lib,802. lie,802. llg,802. llh、 802. lli、802. lln、802. IX,802. 16,802. 16d、802. 16e、802. Ilad 標(biāo)準(zhǔn)和 / 或上述標(biāo)準(zhǔn)的將來版本和/或衍生和/或長期演進(jìn)(LTE)進(jìn)行操作的裝置和/或網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)、 無線PAN(WPAN)、可以是上述WLAN和/或PAN和/或WPAN網(wǎng)絡(luò)的一部分的單元和/或裝置、單向和/或雙向無線電通信系統(tǒng)、蜂窩無線電話通信系統(tǒng)、蜂窩電話、無線電話、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)裝置、可合并有無線通信裝置的PDA裝置、多輸入多輸出(MIMO)收發(fā)器或裝置、單輸入多輸出(SIMO)收發(fā)器或裝置、多輸入單輸出(MISO)收發(fā)器或裝置、多接收器鏈 (MRC)收發(fā)器或裝置、具有“智能天線”技術(shù)或多天線技術(shù)的收發(fā)器或裝置等。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以結(jié)合例如以下的一種或多種類型的無線通信信號(hào)和/或系統(tǒng)使用射頻(RF)、 紅外線(IR)、頻分復(fù)用(FDM)、正交FDM(OFDM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)、時(shí)分多址(TDMA)、擴(kuò)展 TDMA(E-TDMA)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、擴(kuò)展GPRS、碼分多址(CDMA)、寬帶CDMA (WCDMA)、 CDMA2000、多載波調(diào)制(MCM)、離散多音(DMT)、Bluetooth (RTM)、ZigBee (TM)等。本發(fā)明的實(shí)施例可以用于多種其他設(shè)備、裝置、系統(tǒng)和/或網(wǎng)絡(luò)。盡管本發(fā)明的實(shí)施例不限于此，但是使用例如“處理”、“計(jì)算”、“演算”、“確定”、“建立”、“分析”、“檢查”等術(shù)語的討論可以是指計(jì)算機(jī)、計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算系統(tǒng)或者其他電子計(jì)算裝置的操作和/或過程(process)，所述計(jì)算機(jī)、計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算系統(tǒng)或者其他電子計(jì)算裝置將操作表示為計(jì)算機(jī)的寄存器和/或存儲(chǔ)器中物理量(例如電子量)的數(shù)據(jù)和/或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為同樣表示為計(jì)算機(jī)的寄存器和/或存儲(chǔ)器或者可以存儲(chǔ)用于執(zhí)行操作和/或過程的指令的其他信息存儲(chǔ)介質(zhì)中物理量的其他數(shù)據(jù)。盡管本發(fā)明的實(shí)施例不限于此，但是本文使用的術(shù)語“多種”和“多個(gè)”可以包括例如“多個(gè)”或者“兩個(gè)或更多”。術(shù)語“多種”或“多個(gè)”可在整個(gè)說明書中用于描述兩個(gè)或更多組件、裝置、要素、單元、參數(shù)等。例如，“多個(gè)站”可以包括兩個(gè)或更多站。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)可以通過多個(gè)傳播路徑從發(fā)射器發(fā)射并被接收器接收。這些路徑包括或者除此以外還包括最強(qiáng)信號(hào)傳播路徑。如果一個(gè)或多個(gè)路徑被阻擋，則通信可以在至少一個(gè)其他路徑上繼續(xù)，因?yàn)樗新窂娇赏瑫r(shí)運(yùn)送(carry)數(shù)據(jù)。路徑可以任何數(shù)量的方式被阻擋，例如被在發(fā)射裝置和接收裝置之間的路徑中引入的障礙物阻擋。 任何可保持未被阻擋的路徑可繼續(xù)運(yùn)送數(shù)據(jù)。發(fā)射器和接收器可以通過多個(gè)空間分離的傳播路徑相互連接?？梢耘渲迷诎l(fā)射器和接收器的天線以形成例如輻射圖案(pattern)波束的多個(gè)波束，并且此類波束可對(duì)應(yīng)于空間分離的信號(hào)傳播路徑。參考圖1，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括如示意性描述的系統(tǒng)100。裝置110可以是計(jì)算裝置或者接入點(diǎn)，并可以連接至網(wǎng)絡(luò)。裝置110可以具有可以對(duì)于該裝置在本地或者可例如通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問的存儲(chǔ)器。裝置110可以包括可以使裝置110能夠通過無線信道發(fā)送和/或接收信息的例如調(diào)制解調(diào)器、天線等的通信模塊或者與其相關(guān)聯(lián)。裝置110還可以包括用于執(zhí)行本文所述的波束成形的處理器或者與其相關(guān)聯(lián)，其中執(zhí)行波束成形包括例如執(zhí)行計(jì)算并且指引天線形成多個(gè)傳播路徑。盡管裝置110可以是發(fā)射裝置、接收裝置或者二者，但是為簡單起見，它可以被稱為源裝置。無線信道130可以包括或包含多個(gè)無線傳播路徑。傳播路徑可以是直接(direct) 路徑，或者它可以是例如通過信號(hào)從一個(gè)表面或物體或者多個(gè)表面或物體反射而形成的路徑。在多個(gè)傳播路徑中，路徑中的一個(gè)或子集與其他路徑相比可以具有更強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。信道可以同時(shí)承載(carry)多個(gè)路徑。路徑可以例如由裝置形成，所述裝置可以具有能夠形成一個(gè)或多個(gè)路徑的天線，例如可包含多個(gè)天線元件(element)的陣列天線。天線的元件能夠被分開驅(qū)動(dòng)，以及能夠被相同、相似或者不同信號(hào)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。至一個(gè)或多個(gè)天線元件的信號(hào)可以在相位和/或幅度上與發(fā)送到其他天線元件的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)不同，以便操縱波束或者生成波束成形。裝置120可以通過例如無線信道的信道接收和/或發(fā)送信息。裝置120可以是顯示裝置、接收器裝置或者用于傳播音頻信號(hào)、視頻信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的其他裝置等。裝置120 可以是計(jì)算裝置或者接入點(diǎn)，以及可以連接至網(wǎng)絡(luò)。裝置120可以具有存儲(chǔ)器，并且存儲(chǔ)器可以對(duì)于裝置而言在本地或者它可以例如通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程可訪問。裝置120可以包括例如調(diào)制解調(diào)器、天線等的通信模塊或者與其相關(guān)聯(lián)。裝置120還可以包括用于執(zhí)行本文所述的波束成形的處理器或者與其相關(guān)聯(lián)，其中執(zhí)行波束成形包括例如執(zhí)行計(jì)算并且指引天線形成多個(gè)傳播路徑。盡管裝置120可以是發(fā)射裝置、接收裝置或者二者，但是為簡單起見，它可以被稱為遠(yuǎn)程裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以存在初始波束成形過程，在初始波束成形過程中發(fā)射器和接收器可識(shí)別多個(gè)信號(hào)傳播路徑，例如N個(gè)路徑。所識(shí)別的路徑可以從一組最強(qiáng)信號(hào)路徑中選擇。可以估計(jì)傳播路徑的信道。估計(jì)多個(gè)傳播路徑上發(fā)射器和接收器之間信道的方法可以是例如找到N個(gè)最強(qiáng)傳播路徑的行進(jìn)方向(course direction)，其中最強(qiáng)路徑可以通過例如信號(hào)強(qiáng)度的一種或多種方法來確定?？梢酝ㄟ^例如可被預(yù)先定義的并且可被稱為扇區(qū)掃描(sweep)的掃描空間扇區(qū)來找到行進(jìn)方向。例如，為了優(yōu)良方向，可對(duì)每個(gè)傳播路徑凈化(refine)可能已經(jīng)經(jīng)歷扇區(qū)掃描的信道。通過此類示范信號(hào)傳播路徑識(shí)別，源裝置可以獲得信道特定(specific)信息hn，并且遠(yuǎn)程裝置可以獲得信道特定信息&?？梢詤⒖紙D2描述本發(fā)明的實(shí)施例，圖2示出包括具有多個(gè)路徑的無線信道的系統(tǒng)200。無線鏈路可以在源裝置210和遠(yuǎn)程裝置220之間形成。例如，源裝置可以是比如膝上型計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)。例如，遠(yuǎn)程裝置可以是比如電視或視頻顯示器的顯示裝置。例如天線陣列240的天線系統(tǒng)可在操作上連接至源裝置210，并且可以具有多個(gè)天線元件，例如 Nt個(gè)元件。例如天線陣列250的天線系統(tǒng)可在操作上連接至遠(yuǎn)程裝置220，并且可以具有多個(gè)天線元件，例如Nr個(gè)元件。第一直接傳播路徑260可以確定為在源裝置210和遠(yuǎn)程裝置220之間在例如H1的信道中，并且可用于源裝置210和遠(yuǎn)程裝置220之間的通信。第二間接(indirect)傳播路徑270可以確定為在源裝置210和遠(yuǎn)程裝置220之間在例如H2的信道中，并且可用于源裝置210和遠(yuǎn)程裝置220之間的通信。傳播路徑270和/或其他傳播路徑可以是間接傳播路徑，并且可以通過信號(hào)從一個(gè)或多個(gè)可對(duì)信號(hào)和/或信號(hào)能量反射的例如物體230的表面或物體反射而建立。例如，第二傳播路徑270可以通過將向源裝置210與遠(yuǎn)程裝置220傳播和/或從源裝置210與遠(yuǎn)程裝置220傳播的信號(hào)從物體230反射而建立。矩陣Hn可以從可具有多個(gè)元件Nt和Nr的天線之間的鏈路來確定，其中Hn=hnXngTn以及hn可以是(Nt χ 1)信道向量，例如發(fā)射信道向量，并且可在第η個(gè)傳播路徑上，以及gnhn可以是(Nrx 1)信道向量，例如接收信道向量，并且可在第η個(gè)傳播路徑上。 λ η可以是第η個(gè)傳播路徑上的信道增益，以及τ可以是轉(zhuǎn)置數(shù)學(xué)算子。在本發(fā)明的實(shí)施例中，無線鏈路可根據(jù)圖3的示范方法300進(jìn)行操作。源裝置和遠(yuǎn)程裝置之間的多個(gè)信號(hào)路徑可以按照實(shí)質(zhì)上如上文所述的方式進(jìn)行識(shí)別310。權(quán)重 (weight)向量可以由例如發(fā)射器和接收器的源裝置和遠(yuǎn)程裝置計(jì)算320?？勺R(shí)別在所有可用路徑中選出的多個(gè)最強(qiáng)路徑，例如N個(gè)最強(qiáng)路徑，用于源裝置和遠(yuǎn)程裝置之間的通信，例如數(shù)據(jù)通信。源裝置可以計(jì)算(Nt χ 1)權(quán)重向量wt，該權(quán)重向量可以用于指引天線波束， 其中可沿例如最強(qiáng)路徑的多個(gè)路徑指引波束。多個(gè)路徑可以是N個(gè)最強(qiáng)路徑，以及可以依照
權(quán)利要求
1.一種方法，包括由源裝置確定與用于和遠(yuǎn)程裝置無線通信的相應(yīng)多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑相關(guān)聯(lián)的多個(gè)信號(hào)質(zhì)量參數(shù)；由所述源裝置基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)確定至少一個(gè)天線控制參數(shù)；使用所述所確定天線控制參數(shù)通過與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的天線系統(tǒng)向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)射數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述天線系統(tǒng)是天線陣列。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中使用所述所確定天線控制參數(shù)通過與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的天線系統(tǒng)向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)射數(shù)據(jù)包括由所述陣列天線形成多個(gè)發(fā)射波束，所述多個(gè)發(fā)射波采對(duì)應(yīng)于多個(gè)所述所確定無線信號(hào)傳播路徑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述天線控制參數(shù)存儲(chǔ)在與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)送所述所確定天線控制參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括從多個(gè)可用無線信號(hào)傳播路徑中基于分別與其相關(guān)聯(lián)的所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)選擇所述多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑的子集。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中選擇所述無線信號(hào)傳播路徑子集包括選擇至少一個(gè)與其他無線信號(hào)傳播路徑相比具有更高信號(hào)質(zhì)量參數(shù)的無線信號(hào)傳播路徑。
8.一種系統(tǒng)，包括源裝置，能夠與遠(yuǎn)程裝置進(jìn)行無線通信，所述源裝置可操作地連接到第一天線系統(tǒng)；并且其中所述源裝置將確定與用于和所述遠(yuǎn)程裝置無線通信的相應(yīng)多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑相關(guān)聯(lián)的多個(gè)信號(hào)質(zhì)量參數(shù)；基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)確定至少一個(gè)天線控制參數(shù)；使用所述所確定天線控制參數(shù)通過所述天線系統(tǒng)向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)射數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的所述天線系統(tǒng)是天線陣列。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述天線控制參數(shù)在被應(yīng)用于所述天線陣列時(shí)將通過所述陣列天線形成多個(gè)發(fā)射波束，所述多個(gè)發(fā)射波束對(duì)應(yīng)于多個(gè)所述所確定無線信號(hào)傳播路徑。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述源裝置還包括存儲(chǔ)所述天線控制參數(shù)的存儲(chǔ)ο
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述源裝置還包括確定所述至少一個(gè)天線控制參數(shù)的處理器。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述源裝置還將從多個(gè)可用無線信號(hào)傳播路徑中基于分別與其相關(guān)聯(lián)的所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)選擇所述多個(gè)無線信號(hào)傳播路徑的子集。
14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括遠(yuǎn)程裝置，其中所述源裝置還將向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)送所述天線控制參數(shù)，以及其中所述遠(yuǎn)程裝置包括存儲(chǔ)所述天線控制參數(shù)的存儲(chǔ)器。
15.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括遠(yuǎn)程裝置，其中所述源裝置將沿第一無線信號(hào)傳播路徑向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)送第一信號(hào)；其中所述遠(yuǎn)程裝置將沿第一無線信號(hào)傳播路徑向所述源裝置發(fā)送第二信號(hào)，所述第二信號(hào)基于所述第一信號(hào)；其中所述源裝置將沿第二無線信號(hào)傳播路徑向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)送第三信號(hào)； 其中所述遠(yuǎn)程裝置將沿第二無線信號(hào)傳播路徑向所述源裝置發(fā)送第四信號(hào)，所述第四信號(hào)基于所述第三信號(hào)；以及其中所述源裝置將基于所述第二信號(hào)和所述第四信號(hào)計(jì)算所述至少一個(gè)所述天線控制參數(shù)。
16.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述源裝置將在與所述源裝置相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述無線控制參數(shù)； 其中所述源裝置將向所述遠(yuǎn)程裝置發(fā)送所述天線控制參數(shù)；以及其中所述遠(yuǎn)程裝置將在與遠(yuǎn)程裝置相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述天線控制參數(shù)。
全文摘要
將空間分集用于改善鏈路質(zhì)量特別是改善無線鏈路通信的系統(tǒng)和方法。多個(gè)傳播路徑同時(shí)用于無線鏈路，并且從可用傳播路徑中選擇多個(gè)強(qiáng)傳播路徑。進(jìn)行傳播路徑測量以確定強(qiáng)信號(hào)傳播路徑?？刂圃诎l(fā)射器和在接收器的天線陣列以便通過多個(gè)同時(shí)信號(hào)傳播路徑進(jìn)行通信。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102158266SQ201010625040
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
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