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JP2719575B2 - アンテナ選択制御回路 - Google Patents
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JP2719575B2 - アンテナ選択制御回路 - Google Patents

アンテナ選択制御回路

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JP2719575B2 JP63303849A JP30384988A JP2719575B2 JP 2719575 B2 JP2719575 B2 JP 2719575B2 JP 63303849 A JP63303849 A JP 63303849A JP 30384988 A JP30384988 A JP 30384988A JP 2719575 B2 JP2719575 B2 JP 2719575B2
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Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 アンテナ選択ダイバーシチを使用する無線受信機は、
技術的に周知である。一般的に、そのような受信機は、
欠落値(default)アンテナを要し、欠落値アンテナに
より受信される信号が許容しきい値以下に減少する時に
のみ代替アンテナを使用する(しきい値は、予じめ選択
した定数でも、幾分変動する値でも、例えば、欠落値ア
ンテナ受信信号の平均値を表示する値のどれでもよ
い)。アンテナ動作を測定する判定基準は、例えば、受
信信号強度指示器(RSSI)でよい。
時分割多重(TDM)RF通信方式もまた技術的に周知で
ある。このような方式は情報を分割しパケツトで放送
し、パケツトは、それから、予定のタイム・スロツトで
放送される。典型的TDM方式は、2つまたはそれ以上の
タイム・スロツトで作られる短いタイム・フレーム(例
えば、数ミリ秒)を設定し、そこでは基礎タイム・フレ
ームフオーマツトが連続的に繰返される。典型的な受信
機は、モニタし、復号し、関係のあるタイム・スロツト
に含まれる適当な情報はさらに処理し、その他のタイム
・スロツトに含まれる情報は受信するが無視する。
TDM RF受信機には、アンテナ選択ダイバーシチを設
備する必要がある。
本発明の目的 本発明の目的は、TDM受信機とともに使用して、少な
くとも2個のアンテナについて信号強度のような受信信
号品質に関する信号サンプルを発生して記憶し、比較す
ることにより、適切なアンテナを選択するアンテナ選択
制御回路を提供することである。本回路では、受信機に
関するアンテナが受信機に関係のないタイムスロットの
期間中にサンプルされるので、アンテナ選択は関係のあ
るタイムスロットの受信前に行なわれる。
さらに本発明の他の目的は、上記のような回路であっ
て、関係のあるタイムスロットの期間中に使用するアン
テナの受信信号強度をモニタし続け、受信信号強度が容
認できないほど減少したときに代替アンテナを利用する
ようにするアンテナ選択制御回路を提供することであ
る。
従って、本発明の構成は以下に示す通りである。即
ち、本発明は、情報信号を受信する少なくとも2個のア
ンテナを有するTDM RF受信機とともに使用するアンテ
ナ選択制御回路であって、該情報信号は該受信機に関係
のあるタイムスロット及び該受信機に関係のない他のタ
イムスロットから構成され、 A)前記アンテナの内の少なくとも2個のアンテナの受
信信号品質に関係する信号を発生する第1手段であっ
て、該信号は該受信機に関係のない情報を含むタイムス
ロットの期間中、前記2つのアンテナの内の少なくとも
1個のアンテナに対して発生される、第1手段と、 B)前記第1手段に応答し、前記発生された信号を比較
して相対的に高品質の信号を受信した前記少なくとも2
個のアンテナの内のいずれかを識別する第2手段と、 C)前記第2手段に応答し、該受信機に関係のある情報
を含む次のタイムスロットの期間中前記識別されたアン
テナを前記受信機に使用させる第3手段と、を具えるこ
とを特徴とするアンテナ選択制御回路としての構成を有
する。
或いはまた、前記第1手段は、前記受信機に関係のな
い情報を含むタイムスロットの期間中前記アンテナの内
の少なくとも2個のアンテナに対して、前記信号を発生
することを特徴とするアンテナ選択制御回路としての構
成を有する。
或いはまた、前記信号品質には信号強度が含まれるこ
とを特徴とするアンテナ選択制御回路としての構成を有
する。
或いはまた、A)受信機に関係のある情報を含む前記
次のタイムスロットの期間中、基準信号と前記選択され
たアンテナの受信信号品質に関係する信号とを比較し、
前記比較に関係する比較出力信号を供給する第4手段
と、 B)前記選択されたアンテナの受信信号品質に関する前
記信号が、受信機に関係のある情報を含む前記タイムス
ロットの期間中、前記基準信号より小さい場合には、前
記受信機に前記信号を受信する前記アンテナの内の異な
る1つを選択させることによって、前記第4手段の出力
信号に応答するアンテナスイッチ制御手段とを更に含む
ことを特徴とするアンテナ選択制御回路としての構成を
有する。
或いまはた、前記基準信号は、受信機に関係のある情
報を含む前記タイムスロットの期間中の前記使用アンテ
ナに対する受信信号品質の平均値に関係することを特徴
とするアンテナ選択制御回路としての構成を有する。
或いはまた、情報信号を受信するための少なくとも2
個のアンテナを有するTDM RF受信機とともに使用する
アンテナ選択制御回路であって、 A)受信機に関係のある情報を含むTDMタイムスロット
に先行する第1のTDMタイムスロットの期間中、前記ア
ンテナの内の選択された1つのアンテナからの受信信号
強度に関係する第1信号をサンプリングし、前記サンプ
リングされた信号に関係する出力信号を供給するサンプ
ルホールド手段と、 B)前記サンプルホールド手段に応答して前記第1のTD
Mタイムスロットの期間中、前記サンプルホールド手段
からの前記出力信号と前記アンテナの内の別の選択され
た1つのアンテナからの受信信号強度に関係する第2信
号とを比較し、相対的に強力な信号を受信したいずれか
のアンテナに関係する比較器出力信号を供給する比較器
手段と、 C)前記受信機によって使用されるいずれかのアンテナ
を選択することによって前記比較器出力信号に応答し
て、受信機に関係のある情報を含む前記TDMタイムスロ
ット内の情報信号を受信するアンテナスイッチ制御信号
と、を含むことを特徴とするアンテナ選択制御回路とし
ての構成を有する。
或いはまた、D)受信機に関係のある情報を含む前記
TDMタイムスロットの期間中の前記選択されたアンテナ
の受信信号強度の平均値に関係する基準信号を供給する
基準信号手段と、 E)前記基準信号手段に応答して、受信機に関係のある
情報を含む前記TDMタイムスロットの期間中の前記基準
信号と前記選択されたアンテナの受信信号強度に関係す
る信号とを比較し、前記比較に関係する第2比較器手段
出力信号を供給する第2比較器手段と、 F)前記選択されたアンテナの受信信号強度に関係する
前記信号が、受信機に関係のある情報を含む前記TDMタ
イムスロットの期間中前記基準信号よりも小さい場合、
前記信号を受信する前記受信機に前記アンテナのうちの
別の異なるアンテナの1つを選択させることによって、
前記第2比較手段出力信号に応答する第2アンテナスイ
ッチ制御手段と、を含むことを特徴とするアンテナ選択
制御回路としての構成を有する。
発明の概要 本発明は、,TDM RF受信機のアンテナ選択ダイバーシ
チを達成するのに使用するアンテナ・スイツチ制御回路
に関する。関係のない情報を含むタイム・スロツトのあ
いだ、少なくとも一つのアンテナのRSSIがモニタされ
る。この情報は他のアンテナの特性情報と比較され選択
をすることができるので、受信機は一般的に最強の信号
を受信するアンテナで操作されるようにする。1つの実
施例では、関係のない情報を含むタイム・スロツトのあ
いた、全ての可能性のあるアンテナはモニタされる。他
の実施例では、選択アンテナのRSSIは、関係のあるタイ
ム・スロツトのあいだモニタされうるので、選択アンテ
ナの性能が低下すれば、アンテナ選択は再び変更され
る。
本発明を実行する最良モード 第1図を参照するに、数字10台により一般的に第1実
施例が図示されている。この第1実施例は、一般的に、
サンプル・ホールド回路(11)、比較器(12)、及びア
ンテナ・スイツチ制御回路(13)を含む。
サンプル・ホールド回路(11)は、AD585のようなサ
ンプル・ホールドデバイス(14)を含む。サンプル・ホ
ールド制御ポートは、下記により詳細に記述されるよう
に、適切なサンプル・ホールド制御信号(S/)を受信
するように接続する。信号入力ポートはRSSI信号を受信
するように接続する。出力ポートは以下に記述するとお
り比較器(12)に接続する。
比較器(12)は、MC3302(16)のようなデバイスを含
むことができる。このデバイスへの非反転入力は、サン
プル・ホールドデバイス(14)出力を受信するように接
続する。反転入力は、RSSI信号を受信するように接続す
る。デバイス(16)の出力は、1キロ・オーム・プルア
ツプ抵抗(17)及びまた第1排他的ORゲート(18)の1
入力へ接続し、アンテナ・スイツチ制御回路(13)への
1入力を構成する。
第1排他的ORゲート(18)の出力は、フリツプ・フロ
ツプ(19)のデータ・ポートに接続する。フリツプ・フ
ロツプ(19)の出力は第1排他的ORゲート(18)の残
りの入力に接続する。フリツプ・フロツプ(19)のQ出
力は第2排他的ORゲート(21)の1つの入力に接続し、
(21)の残りの入力は第3排他的ORゲート(22)の出力
に接続する。後者の1つの入力は正5ボルト電源に接続
し、残りの入力はS/信号を受信するように接続し、こ
れは、S/の反転信号を発生し、またこれは、フリツプ
・フロツプ(19)のクロツク・ポートへ接続する。第2
排他的ORゲート(21)の出力は、アンテナ・スイツチ制
御回路(13)のアンテナ・スイツチ出力を構成する。
第2a図を参照するに、一連のTDMタイム・スロツトが
見られ、そのスロツトAは関係ある情報を含み、スロツ
トBは、問題の受信機にたいし無関係な情報を含む。第
2b図は、この配置によく対応するS/H信号を図示する。
特に第1図に図示される第1実施例で使用されるS/信
号は、関係ある情報を含むタイム・スロツトのあいだ、
1つのアンテナのRSSIをサンプル・ホールド回路(11)
にサンプルさせるであろう。そこで比較が、実際使用さ
れているアンテナに関し無関係の情報を有するタイム・
スロツトのあいだ、実行されうるのである。そこで、関
係ある情報を含む次のタイム・スロツトに使用されるべ
きアンテナに対する決定が行なわれる。
第3図を参照するち、別の実施例が数字30により一般
的に図示されていることが理解される。この実施例は、
以上に記載されたサンプル・ホールド回路(11)及び比
較器(12)を本質的に含む。それ故、これら特別の部分
はさらに記述されないであろう。
第2実施例(30)はさらに、以下に詳述するCS2信号
を受信するためのデータ・ポートを有するMC14013フリ
ツプフロツプ(31)を含む。フリツプフロツプ(31)の
クロツクポートは、当技術分野に知られた適当なクロツ
ク信号を受信するように接続される。クロツク速度は勿
論、問題のTDM方式のタイム・スロツト及びフレーム長
期間に適応するように選択されなければならない。フリ
ツプ・フロツプ(31)のQ出力は、遅延化したCS2信号
を供給し、サンプル・ホールド回路(11)のS/ポート
へ接続する。フリツプ・フロツプ(31)の出力は、以
下に詳細に記述されるように、アンテナ・スイツチ制御
回路(32)に接続される。
アンテナ・スイツチ制御回路(32)は第1排他的ORゲ
ート(33)を含み、ゲートの1つの入力は比較器(12)
の出力を受信するように接続され、他の入力はそこに関
連するデータタイプ・フリツプ・フロツプ(34)の反転
Q出力を受信するように接続される。
フリツプ・フロツプ(34)は、第1排他的ORゲート
(33)の出力を受信するため接続されるデータ・ポート
を有する。このフリツプ・フロツプ(34)のクロツク・
ポートは、より詳細に以下で記述されるように、CS1信
号を受信するように接続される。このCS1信号はまた、
第2排他的0Rゲート(36)の1入力に供給され、残りの
入力は正5ボルト電源へ接続する。この排他的ORゲート
(36)の出力はANDゲート(37)の1入力に接続し、残
りの入力は、以上に言及した第1フリツプ・フロツプ
(31)の出力に接続する。このANDゲート(37)の出
力及び第2フリツプ・フロツプ(34)のQ出力はとも
に、第3排他的ORゲート(38)の入力に接続し、その出
力は技術的に周知の適当なアンテナ・スイツチへ接続す
る。
第4A図を参照するに、一連のTDMタイム・スロツトA
及びBが再び見られる。第2実施例(30)で使用される
べき適当なCS1及びCS2制御信号は、第4B図及び第4C図に
図示されている。適当なクロツク信号と共に、これら制
御信号の供給より生ずるS/制御信号は、第4D図に図示
される。
第4図に図示される第2実施例のタイミング制御によ
り、第2実施例(30)は、関係のないタイム・スロツト
のあいだ両アンテナのRSSI値をサンプルし、かつ比較す
るように機能するであろう。そこでアンテナ選択に関す
る決定は、関係のタイム・スロツトの受信により前にな
される。この方法で、アンテナ・サンプルと望ましい情
報スロツトの間に時間が短い場合、高ドツプラー周波数
を有するレイリー・フエージング界において、改良が実
現できる。
第5図に参照するに実施例(10または30)のいづれと
も組み合わせて使用できる追加回路の全体が、数字50に
て示されている。この回路(50)は、関係あるタイムス
ロットの間に使用中のアンテナを、以前に決定されたア
ンテナ特性に対し、モニタしかつ比較するように機能す
る。使用中のアンテナの瞬間特性が十分低下していれ
ば、この回路50は受信機のアンテナを切り換えさせる。
図示の回路(50)は、基準信号装置(51)、比較器
(52)、及びアンテナ・スイツチ制御回路(53)を含
む。
基準信号装置(51)は、図示される演算増幅器(54及
び55)、10(キロオーム)抵抗及びコンデンサの使用に
より,使用中のアンテナのRSSI信号を受信し、タイム・
スロツトに関するRSSI信号の平均値を発生する。可変抵
抗(50)は適当な5ボルト電源に接続し、回路が別のア
ンテナへの切り換えを強制する平均値以下のレベルにセ
ツトするように作用する。この基準信号装置(51)の出
力は比較器(52)の非反転入力に接続し、比較器の反転
入力は、RSSIが表示する瞬間値を受信するように接続さ
れる。それから、比較器出力は1キロオームのプルアツ
プ抵抗(56)に接続し、アンテナ・スイツチ制御回路
(53)への入力を構成するANDゲート(57)の1入力に
接続する。ANDゲート(57)への残りの入力は、ウイン
ドウ・トリガ信号を受信するように接続し、この信号
は、リーデイング・エツジが0.5ミリ秒遅延されたS/
信号を本質的に含み、過渡状態に適応させ、回路が安定
状態条件に達するようにする(第3図に図示の実施例を
使用する時には、実質的に同じ効果を達成するため、ウ
インドウ・トリガ信号はCS1信号で構成されることもで
きる)。
ANDゲート(57)出力はフリツプ・フロツプ(58)の
セツト・ポートに接続し、そのQ出力は排他的ORゲート
(59)の1入力に接続し、ORゲートの残りの入力は、実
施例(13または32)のいづれかのアンテナ・スイツチ制
御回路のアンテナ・スイツチ出力に接続する。この排他
的ORゲート(59)出力は、適当なアンテナ・スイツチに
アンテナの切り換えをさせることができる信号を供給す
るように機能する。
以上に言及されたフリツプ・フロツプ(58)のリセツ
トポートは、また、トランジスタ(61)を含む適当なリ
セツト回路に接続され、トランジスタ(61)はベースを
上に言及されたウインドウ・トリガ信号を受信するよう
に、18キロオーム抵抗(62)を介し接続させる。このト
ランジスタのエミツタは接地に接続し、コレクタは、フ
リツプ・フロツプ(58)のリセツト・ポート及び、4.7
キロオーム抵抗(63)を介し正5ボルト電源の両方に接
続する。リセツト信号は、システムが関係のないスロツ
トを受信する時には、アンテナ・スイツチを強制し、ア
ンテナ・スイツチ制御回路13または32により制御される
ようにする。
関係のあるスロツトを受信する場合には、比較器(5
2)を基礎とするフリツプ・フロツプ(58)により、ア
ンテナは別のアンテナへ切り換えるように強制されるこ
とが可能である。
以上のように本発明によれば、受信信号の平均値を測
定する必要なく、関係のあるタイムスロットの前に信号
サンプルが得られかつ記憶/比較されるので、関係のあ
るタイムスロットの前に適切なアンテナを選択すること
ができる。信号サンプル間の時間経過を短くできるの
で、サンプル間での信号変化を小さくできる。また、信
号サンプルが記憶(ホールド)されるので、1つの信号
受信路で足り、回路量を減少させることができる(第1
図、3図参照)。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例の概略図から成つてい
る。 第2図a,bは、実施例に関連するタイミング図から成つ
ている。 第3図と、本発明の第2の実施例の概略図から成つてい
る。 第4図は、第2実施例に関連するタイミング図を含む。 第5図は、両実施例に利用可能な追加回路の概略図を含
む。 第1図,第3図において、 11はサンプル・ホールド回路 12は比較器 13はアンテナ・スイツチ制御回路 31はフリツプ・フロツプ 32はアンテナ・スイツチ制御回路
フロントページの続き (72)発明者 ヘンリー・ルドウイング・カゼツキ アメリカ合衆国イリノイ州60016,デ・ プレインズ,ウイルソン・ドライブ, 1104番 (72)発明者 ドナルド・ウイリアム・デニス アメリカ合衆国イリノイ州60195,シヤ ンバーグ,トラビス・コート,220番, アパートメント103号 (72)発明者 ジエームス・クラーク・ベーカー アメリカ合衆国イリノイ州60103,ハノ ーバー・パーク,オリビア・レーン, 8091番

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報信号を受信する少なくとも2個のアン
    テナを有するTDM RF受信機とともに使用するアンテナ選
    択制御回路(10,30)であって、該情報信号は該受信機
    に関係のあるタイムスロットおよび該受信機に関係のな
    い他のタイムスロットから構成され: A)前記アンテナの内の少なくとも2個のアンテナの受
    信信号品質に関する信号サンプルを発生する第1手段で
    あって、該受信機に関係のないタイムスロットの期間中
    前記アンテナのうちの少なくとも2個のアンテナについ
    て前記信号サンプルを発生し、該信号サンプルの少なく
    とも1つを記憶する、第1手段(11); B)該第1手段に応答し、該受信機に関係のないタイム
    スロットの期間中のみにおいて、前記発生された信号サ
    ンプルを比較して、前記少なくとも2個のアンテナのう
    ち、相対的に高品質の信号を受信したアンテナを識別す
    る第2手段(12);および C)該第2手段に応答し、該受信機に関係のある情報を
    含む次のタイムスロットの期間中前記識別されたアンテ
    ナを前記受信機に使用させる第3手段(13,32); を備えるアンテナ選択制御回路。
  2. 【請求項2】前記信号品質には信号強度(RSSI)が含ま
    れることを特徴とする請求項1記載のアンテナ選択制御
    回路。
  3. 【請求項3】情報信号を受信する少なくとも2個のアン
    テナを有するTDM RF受信機とともに使用するアンテナ選
    択制御回路(10,30)であって、該情報信号は該受信機
    に関係のあるタイムスロットおよび該受信機に関係のな
    い他のタイムスロットから構成され: A)前記アンテナのうちの少なくとも2個のアンテナの
    受信信号品質に関する信号サンプルを発生する第1手段
    であって、該受信機に関係のないタイムスロットの期間
    中前記アンテナの内の少なくとも2個のアンテナに対し
    て前記信号サンプルを発生し、該信号サンプルの少なく
    とも1つを記憶する、第1手段(11); B)該第1手段に応答し、該受信機に関係のないタイム
    スロットの期間中のみにおいて、前記発生された信号サ
    ンプルを比較して、前記少なくとも2個のアンテナのう
    ち、相対的に高品質の信号を受信したアンテナを識別す
    る第2手段(12); C)該第2手段に応答し、該受信機に関係のある情報を
    含む次のタイムスロットの期間中の使用のために前記識
    別されたアンテナを前記受信機に選択させる第3手段
    (13,32); D)受信機に関係のある前記次のタイムスロットの期間
    中、基準信号と前記識別されたアンテナの受信信号品質
    に関する信号とを比較し、該比較に関する比較出力信号
    を供給する第4手段(52);および E)該第4手段の出力信号に応答して、前記受信機に関
    係のある前記タイムスロットの期間中、前記識別された
    アンテナの受信信号品質に関する前記の信号が前記基準
    信号より小さい場合には、前記情報信号を受信するため
    に前記受信機に前記アンテナのうちの別のアンテナを再
    選択させるアンテナスイッチ制御手段(53); を備えるアンテナ選択制御回路。
  4. 【請求項4】前記基準信号は、該受信機に関係のある前
    記タイムスロットの期間中、前記識別されたアンテナの
    受信信号品質の平均値に関係することを特徴とする請求
    項3記載のアンテナ選択制御回路。
  5. 【請求項5】情報信号を受信するための少なくとも2個
    のアンテナを有するTDM RF受信機とともに使用するアン
    テナ選択制御回路(10,30)であって、該情報信号は該
    受信機に関係のあるタイムスロットおよび該受信機に関
    係のない他のタイムスロットから構成され: A)該受信機に関係のないTDMタイムスロットの期間
    中、前記アンテナのうちの選択された1つのアンテナか
    らの受信信号強度に関する第1信号をサンプリングし、
    前記サンプリングされた信号に関する出力信号を記憶す
    るサンプルホールド手段(11); B)該サンプルホールド手段に応答して、前記関係のな
    いTDMタイムスロットの期間中のみにおいて、前記サン
    プルホールド手段からの前記出力信号と前記アンテナの
    内の別の選択された1つのアンテナからの受信信号強度
    に関する第2信号とを比較し、強力な信号を受信した方
    のアンテナに関する比較器出力信号を供給する比較器手
    段(12);および C)該比較器出力信号に応答して、受信機に関係のある
    TDMタイムスロット内の情報信号を受信するために前記
    受信機が使用するアンテナを選択するアンテナスイッチ
    制御手段(13,32); を含むことを特徴とするアンテナ選択制御回路。
  6. 【請求項6】情報信号を受信するための少なくとも2個
    のアンテナを有するTDM RF受信機とともに使用するアン
    テナ選択制御回路(10,30)であって、該情報信号は該
    受信機に関係のあるタイムスロットおよび該受信機に関
    係のない他のタイムスロットから構成され: A)該受信機に関係のないTDMタイムスロットの期間
    中、前記アンテナのうちの選択された1つのアンテナか
    らの受信信号強度に関する第1信号をサンプリングし、
    前記サンプリングされた信号に関する出力信号を記憶す
    るサンプルホールド手段(11); B)該サンプルホールド手段に応答して、前記関係のな
    いTDMタイムスロットの期間中のみにおいて、前記サン
    プルホールド手段からの前記出力信号と前記アンテナの
    内の別の選択された1つのアンテナからの受信信号強度
    に関する第2信号とを比較し、強力な信号を受信した方
    のアンテナに関する比較器出力信号を供給する比較器手
    段(12); C)該比較器出力信号に応答して、受信機に関係のある
    TDMタイムスロット内の情報信号を受信するために前記
    受信機が使用するアンテナを選択するアンテナスイッチ
    制御手段(13,32); D)受信機に関係のある前記TDMタイムスロットの期間
    中、前記の選択されたアンテナの受信信号強度の平均値
    に関する基準信号を供給する基準信号手段(51); E)該基準信号手段に応答して、受信機に関係のある前
    記TDMタイムスロットの期間中、前記基準信号と前記選
    択されたアンテナの受信信号強度に関する信号とを比較
    し、該比較に関する第2比較器出力信号を供給する第2
    比較器手段(52);および F)該第2比較器手段出力信号に応答して、受信機に関
    係のある前記TDMタイムスロットの期間中、前記選択さ
    れたアンテナの受信信号強度に関する前記信号が前記基
    準信号よりも小さい場合に、前記情報信号を受信するた
    めに前記受信機に前記アンテナのうちの別のアンテナを
    再選択させる第2アンテナスイッチ制御手段(53); を含むことを特徴とするアンテナ選択制御回路。
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