CN1175688C - 用于phs个人台的越区切换方法 - Google Patents

Abstract

一种个人台，在通信过程中间歇性地检查接收信号质量。如果满足无缝越区切换处理电平，该个人台就执行一个呼叫序列，搜索一个新的CS，用于与该新的CS建立无线电通信连接，与此同时，维持与一个旧的有无线电连接的CS的无线电通信连接，以缩短通信断开时间。该个人台还在执行切换回来的操作的过程中执行同样的序列，以避免当个人台迅速移动时由于执行切换回来的操作而断开通信连接。

Description

用于PHS个人台的越区切换方法

技术领域

本发明涉及PHS(个人手持电话系统)个人台，更具体地说，涉及这种个人台的越区切换方法。

背景技术

在当今非常普及的移动通信系统里，例如在蜂窝电话系统或者PHS系统里，地理上分布了多个(通常是大量的)小区站(Cell Station，CS)。每一个CS都覆盖一个有限的地理范围(小区)。该系统的小区站协同工作，一起覆盖整个市区。系统用户常常携带可以放在手掌上的一个个人台(PS)。需要进行通信的时候，该用户控制该个人台，向其它的台发出呼叫或者从其它台接收呼叫。例如，在PHS系统里，每一个CS都通过公共交换电话网(PSTN)等与其它的CS或者其它的移动通信系统相连接。因此，PHS用户可以与其它的PHS用户通信，与连接到PSTN的普通电话用户通信，或者与其它移动通信系统的用户通信。在本申请的说明中，“通信”这一术语不但包括语音通信，还包括象数据通信那样的其它通信。

图9给出了用于该PHS系统的一个PS的结构实例。图中所示PS包括一个天线10、一个无线电单元12、一个信号处理器14、一个存储器16、一个操作单元18、一个显示器20、一个麦克风22和一个扬声器24。虽然图中没有画出，但是还有一个为这些PS部件供电的电源电路，以及用于与个人计算机或者与个人数字助理连接的装置。天线10用于发送或者接收信号。无线电单元12，包括射频集成电路等等，用于通过天线10发送信号或者接收信号。信号处理器14，包括ASIC(专用集成电路)等，用于进行各种数字信号处理。存储器16，RAM或者F-ROM，为信号处理器14提供存储空间。操作单元18，上面安装有按键和拨号盘，用于根据用户的输入向信号处理器14发送指令。显示器20，小型液晶装置等，用于显示功能菜单、信号处理器14的工作状态以及信号的发射和接收状态。麦克风22将用户的语音转换成电信号，输入信号处理器14。扬声器24将来自信号处理器14的电信号转换成声音输出。

在信号处理器14里，有一个MPU(微处理器单元)26、一个ADPCM-CODEC(编码器/解码器)28、一个TCH-CODEC 30、一个TDMA-TDD控制器32和一个π/4 QPSK调制解调器34。用户的语音通过麦克风22被发送给信号处理器14。ADPCM-CODEC 28按照ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)方式将收到的语音量化。TCH-CODEC 30对收到的量化语音编码，产生TCH(业务信道)信号。经过编码产生的该信号通过TDMA-TDD控制器32发送给π/4 QPSK调制解调器34。调制器36，π/4 QPSK调制解调器34的一个部件，按照π/4 QPSK(四相移键控)方式调制该信号。无线电单元12中的发射电路38对该调制信号进行放大和变频，并传送给天线10进行无线电发射。

另一方面，无线电单元12里的接收电路40将天线10收到的信号放大和变频。解调器42，π/4 QPSK调制解调器34的一个部件，按照π/4 QPSK方式对该变频信号解调。然后将该解调的信号通过TDMA-TDD控制器32发送给TCH-CODEC 30、由TCH-CODEC30解码、由ADPCM-CODEC 28按照ADPCM方式再生并从扬声器24输出。MPU 26用来控制信号处理器14的整个工作过程。图中的数字44表示的是一个天线开关，它使得发射电路38和接收电路40能够共用该天线10。

这里的TDMA-TDD控制器32按照TDMA-TDD(时分多址-时分双工)协议控制信号的发射和调制/解调，该协议是PHS里使用的复用方法。PHS中的每一个载波都有四个上行(PS->CS)/下行(CS->PS)时隙。在PHS里，要发出呼叫或者接收呼叫的PS首先通过控制信道发出一个请求。然后由距离最近的CS为该PS分配一个时隙，利用该分配的时隙，这个PS发送和接收构成TCH的信号。

在包括PHS的移动通信系统里，要与CS连接的PS选择将向PS提供质量最好的信号的CS。例如，PS从PS可以收到信号的所有CS中选择当时接收电场强度最强的那一个CS。但当用户或者该PS在通信的过程中运动时，随着运动方向的不同，来自该连接的CS的信号的接收信号质量可能会下降。而且，当在该PS的移动方向上有另一个CS时，从正连接着的CS接收到的信号的质量会下降，而运动方向上的另一个CS的信号则是在改善。在这种情况下，该PS将无线电连接从PS刚才连接着的该CS切换到位于该PS前进方向上的CS。这叫做越区切换(handover)。在PHS里，每一个CS能够覆盖的地理范围(小区)比其它普通系统里的要小，与其它的系统比起来越区切换也就更加频繁。

图10给出了越区切换开始算法的流程，图11则给出了越区切换处理的流程。该处理，例如，图9所示PS内的处理，是在MPU 26的控制下由协同工作的信号处理器14和无线电单元12中的电路来进行的。该处理的基础是来自无线电单元12和TDMA-TDD控制器32的信息，以及储存在存储器16里的基准值。

首先，如图10所示，假设该PS正在通信过程中。也就是说，TCH已经建立了到一个CS的连接以便进行通信(100)。在通信的过程中，信号处理器14每隔1.2秒检查一次接收信号的质量(102)。信号处理器14从无线电单元12的接收电路40接收RSSI(接收信号强度指示器)信号，该信号说明的是接收信号的电场强度，并计算最新240帧电平的移动平均，得到接收电平L。还有，它检查TDMA-TDD控制器32和TCH-CODEC 30的最后240帧输出，得到FER(帧差错率)(104)。总之，接收电平L越高，接收信号质量就越好，帧差错率FER越低，接收信号质量就越好。

经过计算检查过接收信号质量以后，信号处理器14将帧差错率FER和接收信号电平L与对应的越区切换处理电平比较(106，108)。帧差错率FER的越区切换处理电平THF1是例如24。接收电平L的越区切换处理电平THL1是例如22dBμV。如果同时满足FER≥THF1和L≤THL1，信号处理器14就在变量N上加1(110)；否则，信号处理器14就给变量N赋零(112)。当N等于2时，也就是说当上述两个条件FER≥THF1和L≤THL1在1.2秒的时间段以内又一次得到满足时(114)，就完成了上述序列，即图11中200里的质量检查序列。控制程序回到图10中用116标识的CS检查序列，或者图11中用202标识的CS搜索序列。

CS搜索序列用300毫秒时间从邻近的CS接收信号，并评估通过控制信道接收到的信号质量，找出一个候选CS作为新的无线电连接目标。作为结果，如果找到了一个CS，它的接收信号质量很好，满足预先确定的越区切换目标区域选择电平(例如，24dBμV的接收电平)，信号处理器14就执行呼叫序列，与该找出来的CS建立无线电连接(图10中的118)。图11里部分地省略了该序列，该序列按以下方式执行。通过控制信道之一SCCH发送一个链路信道请求，请求分配时隙，用于进行无线电通信连接，响应该请求接收到链路信道分配信号，利用分配的时隙交换同步脉冲串信号。通过作为控制信道之一的FACCH将UA发送给CS以后，终止呼叫序列，然后通过控制信道之一SACCH从CS收到该CC响应。

如上所述，从检测接收信号是否变坏开始的传统PHS里的越区切换处理，包括CS搜索序列和下面的呼叫序列。该处理方式的一个问题是在越区切换处理过程中通信连接被断开了，如图11右侧所示。

无线电通信必须临时断开的一个原因是PHS采用了所谓的自主分布式动态信道分配。也就是说，与蜂窝系统中CS总是同步的不一样，在PHS里这些CS并不总是同步的。有时这会导致一个CS的控制信道时隙与另一个CS的TCH时隙重叠。由于该原因，与旧的无线电连接目标CS(越区切换源CS)的无线电连接必须先断开，然后才能开始CS搜索序列，从而使该CS搜索序列能够执行，如图11所示。另一方面，当该呼叫序列完成以后，建立起与一个新无线电连接目标CS(越区切换目标CS)的无线电连接。所以，在该段时间里要断开通信连接，该段时间有2秒钟长。

发明内容

本发明试图解决上述现有技术里的问题。本发明的一个目的是在越区切换的过程中缩短通信断开的时间，减少PS用户的不舒适感。本发明的另一个目的是使PHS用户即使正在快速移动、例如在列车上时也能继续舒服地通信。

要应用本发明的一个系统是PHS。在PHS里，采用了多个PS，每一个都由一个用户携带，并且每一个PS都按照TDMA-TDD协议用一种自主分布式方式与多个相互连接(例如通过PSTN)、按地理分布的CS中的一个保持无线电连接。本发明的越区切换方法由建立了与一个CS的无线电通信连接的PS执行。也就是说，该PS建立了承载TCH的与CS的连接。

本发明提供两个越区切换序列：普通越区切换序列和无缝越区切换序列。普通越区切换序列断开与当前有无线电连接的CS(也就是越区切换的源CS)的无线电通信连接，搜索当前可以进行无线电连接的CS，以及，如果有一个当前可以建立无线电连接的CS，就建立无线电连接以与该CS(也就是越区切换目标CS)通信。该序列属于现有技术。另一方面，无缝越区切换序列属于本发明的改进。

无缝越区切换序列让第二个电路搜索一个新的CS，个人台有可能很快就会与该新CS建立无线电连接，同时通过第一个电路与当前有无线电连接的CS维持无线电通信连接。如果有一个这样的新CS，个人台可能会很快与它建立连接，该序列就建立一个新的无线电连接，以通过第二个电路与该新的CS(也就是越区切换目标CS)通信。另一方面，建立好该新的无线电连接以前，该序列通过第一个电路维持该无线电连接，直到一个预定时刻。如果没有这样的新的CS，该无缝越区切换序列就维持当前的无线电连接状态。

本发明的越区切换方法的特征还在于它的确定方法，或者确定采用普通或者无缝越区切换方法的电平。具体而言，本发明的该越区切换方法间歇性地检查当前无线电连接的CS的接收信号质量。如果检测到接收信号质量低于可以与当前有无线电连接的CS维持无线电连接的极限电平，该方法就执行普通越区切换序列。如果检测到接收信号质量低于无缝越区切换处理电平时，该电平被设置成比维持连接的极限电平高，该方法就执行无缝越区切换序列。

本发明还与PS有关。本发明里的PS是一个用户携带的PHS PS，它按照TDMA-TDD协议用自主分布式方式与按地理分布的互相连接的多个CS中的一个建立无线电连接。本发明里的PS包括多个电路，用来调制信号并发射信号给CS，与此同时，接收和解调来自该CS的无线电信号。该PS还有一个控制器，根据接收信号质量控制用于通信的第一个电路和不用于通信的第二个电路，以实现本发明的越区切换方法。这第一个电路和第二个电路包括在所述多个电路里。

在本发明的方法里，当间歇性的接收信号质量检查结果说明接收信号质量已经下降或者正在下降时，就执行两个越区切换序列中的一个。根据两个判据来开始或者选择这两个越区切换序列：一个是维持与当前连接的CS的无线电通信的阈值，也就是(普通)越区切换处理电平，另一个是无缝越区切换处理电平，它高于上述阈值。也就是说，如果检测到接收信号质量低于该阈值，就执行该普通越区切换序列；如果接收信号质量低于无缝越区切换处理电平，就执行无缝越区切换序列。

普通越区切换序列首先断开与当前连接的CS的无线电通信连接。然后，该序列搜索当前可以进行无线电连接的CS。例如，如同在现有技术里所介绍过的那样，通过在一预定长度的时间里接收信号，搜索这样一个CS，该CS能够使接收信号质量高于(优于)预定越区切换目标选择电平。如果有这样一个CS，该序列就与该CS建立一个新的无线电通信连接(也就是一个TCH连接)。该无线电通信连接是通过发送链路信道分配请求、通过控制信道接收分配的信道以及通过TCH交换同步脉冲串信号来建立的。

为了在建立新连接的同时进行无线电信号的发射/接收，无缝越区切换序列采用PS内多个电路里的第一个电路和第二个电路。也就是说，无缝越区切换序列采用第二个电路搜索PS很快就会与之建立无线电连接的一个新的CS，而与此同时，用第一个电路与当前无线电连接的CS维持无线电通信连接。如果有这样一个PS可以很快与之建立连接的新的CS，该序列就与该新的CS建立一个新的无线电通信连接。与新CS的通信，例如发射链路信道分配请求，是由第二个电路完成的。在第二个电路为了与该新的CS建立无线电通信连接而进行通信的时候，与当前连接的CS的通信尽可能地由第一个电路来维持，从而保证基本连续也就是无缝地通信。

普通越区切换序列与无缝越区切换序列的不同之处在于断开通信时间的长短。普通越区切换序列要求与越区切换源CS的无线电连接断开，然后才开始搜索越区切换目标CS。另一方面，无缝越区切换序列允许第一个电路维持无线电连接，从而通过该连接继续通信，直到通过第二个电路的无线电连接马上就要建立好。这就意味着无缝越区切换序列需要的断开时间较短。

这两个序列的另一个不同之处在于序列的开始电平。普通越区切换序列的开始电平是与当前连接的CS维持通信的一个极限电平，而无缝越区切换序列的开始电平是一个无缝越区切换处理电平，它被设置成高于上述极限电平。由于该原因，当当前连接的CS的接收信号质量还没有下降到通信要中断的程度，但是随着PS的移动预期信号质量会显著下降的时候就开始无缝越区切换序列。本发明的一个优点是无缝越区切换序列在实际需要进行越区切换之前就开始，该无缝越区切换序列是越区切换序列的一个改进版。这样就使通信能够继续下去，即使携带该PS的用户正在快速移动。

此外，本发明的方法结合了普通越区切换序列的执行功能和无缝越区切换序列的执行功能。由于是间歇性地检查接收信号质量或者依赖于该CS的位置，普通越区切换序列的开始电平可能在无缝越区切换序列开始之前就得到满足。结合起来的执行功能用于即使是在这种情况下进行越区切换。另外，在执行无缝越区切换序列的过程中，普通越区切换序列的开始电平可能得到了满足。为了避免这两个序列发生冲突，不启动普通越区切换序列，而无缝越区切换序列则继续。也就是说，当无缝越区切换序列正在执行时，即使当前连接的CS的接收信号质量低于极限电平，也不开始普通的越区切换序列。这样就能保证平滑和正确的越区切换。

例如，普通的越区切换序列寻找一个CS，预期它能够提供的接收信号质量优于预定越区切换目标区域的选择电平，然后选择它作为新的无线电连接CS。通过让无缝越区切换处理电平高于越区切换目标区域选择电平，防止了执行无缝越区切换序列导致接收信号质量下降，同时普通越区切换序列可以搜索接收信号质量相对较差的目标CS。因此，本发明的无缝越区切换序列不仅仅指在需要进行越区切换之前就执行的越区切换序列。相反，本发明的无缝越区切换序列还指执行越区切换以获得优于普通越区切换序列能够获得的接收信号质量的一个序列。通过这种方式，即使是接近小区边界，无缝越区切换序列也能维持无法用普通越区切换序列来获得的接收信号质量。

另外，无缝切换序列利用第二个电路在一个预定长度的时间段里接收信号，从而搜索预期接收信号质量比当前连接的CS的信号质量要好的CS。如果有一个这样的CS，该序列就将该CS作为将通过第二个电路与其建立无线电通信连接的一个候选CS。然后，该序列建立一个新的无线电连接，与选做候选CS(或者几个CS中的一个，如果有两个或者更多的这样的CS)的CS通信。在这种情况下，只选择那些其接收信号质量都高于预定值的CS，保证在越区切换前后接收信号质量会得到改善。也就是说，搜索另一个CS，预期它提供的接收信号质量将比当前连接的CS的信号质量要好，并建立一个与该CS的无线电通信连接，可以在小区的边界提供当前连接的CS的信号质量无法达到的接收信号质量。当预期提供的接收信号质量比当前连接CS的信号质量好的CS的个数超过一预定数时，只选择预定个接收信号质量最好的CS作为候选CS。该选择不但舍去了接收信号质量相对较差的CS，而且节省了PS内寄存或者储存候选CS信息的空间。

如果有多个候选对象，该无缝越区切换序列就重复选择候选对象，每次选择一个，用于尝试通过第二个电路建立无线电连接，直到所有的候选对象都被选择过预定次数。如果该时隙得到了成功的分配，该序列就与该CS建立无线电通信连接。这避免了使用无缝越区切换序列的时间太长。结果，随着PS的快速移动，即使第二个电路检测到的接收信号质量在短时间内发生了变化，当前状态也会被正确地反映到检测出来的质量里，因此，无缝越区切换序列得到了正确的执行。

该无缝越区切换序列还可以用于防止在切换回来的过程中出现通信中断。通常，当当前连接的CS的接收信号质量下降的时候，越区切换就开始断开与该CS的无线电连接，然后搜索另一个新的CS。如果在该搜索过程中该序列没有找出新的可以建立无线电连接的CS，该序列就执行重新与刚才有无线电连接的该CS建立无线电连接的操作(也就是切换回来的操作)。然而，如果该序列没能找到可以建立无线电连接的CS，而与此同时，该PS正在迅速地离开有无线电连接的旧的CS，接收信号质量会进一步下降，从而无法执行切换回来的操作以重新建立该连接。为了解决该问题，本发明的优选实施方案让第一个电路和第二个电路中的一个，例如第一个电路，执行切换回来的操作，而另一个，例如第二个电路，则执行无缝越区切换序列。在正常的CS位置，当PS正在离开一个CS时，该PS接近另一个CS。这样，利用第一个电路和第二个电路同时执行切换回来的操作和无缝越区切换，即使是在PS迅速移动的时候执行切换回来的操作也可防止通信中断。

在本发明的一个实施方案里，PS被配置成能够执行无缝越区切换序列。也就是说，提供了对应于这些功能部件(从天线或者无线电单元到信号处理器)的多个电路。当第一个电路，即多个电路中的一个，与一个CS有一个无线电通信连接时，控制器(对应于信号处理器的部件，特别是MPU)可以使用第二个电路，即其它电路中的一个电路，来执行该无缝越区切换序列。用这种方式提供该多个电路，使得无缝越区切换序列能够很容易地执行，这是本发明的优点之一。

可以用几种方式来构造该多个发射/接收系统。一种方式是提供至少两个电路，每一个电路都有调制/发射电路和接收/解调电路(双发射/双接收模式)。该调制/发射电路是一系列的电路，用于调制信号和发射调制信号，而接收/解调电路是从CS接收无线电信号并对收到的信号进行解调的一系列电路。在该模式中，控制器可以利用第一个电路的调制/发射电路和接收/解调电路维持与有无线电连接的旧的CS之间的无线电通信连接，直到利用第二个电路建立新的通信连接之前一预定时间。实际上这种方式使通信中断的时间降到了0。

提供至少两个发射/接收系统的另一种方法是，每一个系统都有一个接收/解调电路用来接收CS的无线电信号，并对收到的信号进行解调，但是这两个系统共享一个调制/发射电路，用来调制信号并发射调制无线电信号给CS(单发射/双接收模式)。通过第一个电路和第二个电路之一进行通信时，共享的调制/发射电路用于发射信号以与有无线电连接的CS进行通信。执行无缝越区切换序列时，共享调制/发射电路用于维持与有无线电连接的旧的CS的无线电连接，直到需要发射信号与一个新的CS通信，从而发射信号，用于与有无线电连接的新的CS进行通信。该切换是在控制器的控制下完成的。在这种方式中，在共享的调制/发射电路开始发射信号以试图与新的无线电连接目标建立无线电连接的时刻，和与新的有无线电连接的目标CS建立起无线电连接的时刻之间，通信被断开。所以，虽然断开通信的时间比双发射/双接收模式的断开时间要长，但是它比现有技术里的断开时间短。此外，这种方式的电路比双发射/双接收模式的电路小。

另外，单发射/双接收模式可以在配置了双发射/双接收模式的PS中实现(有一个额外的调制/发射电路)。在特定的条件下，在具有双发射/双接收模式的PS中执行单发射/双接收模式有时更好一些。也就是说，如果用于与当前连接的目标CS的无线电连接的时隙是由新的无线电连接目标CS在执行无缝越区切换序列的过程中分配的，控制器就让第一个电路断开无线电连接。该功能防止了PS接收它自己产生的信号，并解决由于上行/下行传输使用了4个时隙，以1/8的概率发生的时隙冲突问题。

在本发明的方法中，执行无缝越区切换序列的通信断开时间比执行普通越区切换序列的通信断开时间短。另外，本发明的方法在实际需要越区切换之前就执行无缝越区切换序列，使得通信能够继续下去，而不会出现中断，即使携带PS的用户正在快速移动。更进一步，本发明的方法将普通的越区切换序列执行功能与无缝越区切换序列执行功能结合起来，使得能够执行越区切换，即使在执行无缝越区切换序列之前已经满足了普通的越区切换序列开始条件。在本发明的优选实施方案里，还有其它的效果，就象前面或者后面所介绍的那样。

附图说明

图1是本发明一个实施方案中PS配置的一个框图。

图2是该实施方案中越区切换开始序列的一个流程图。

图3是双发射/双接收模式中无缝越区切换的时序图。

图4是说明时隙重合状态的一个示意图。

图5是双发射/双接收模式和单发射/双接收模式之间进行切换的流程图。

图6是单发射/双接收模式中无缝越区切换流的时序图。

图7是切换回来的操作的流程图。

图8是说明切换回来的操作的时序图。

图9是普通PS配置实例的一个框图。

图10是说明普通越区切换开始序列的一个流程图。

图11是说明越区切换流的一个时序图。

具体实施方式

下面将参考附图介绍本发明的一个优选实施方案。对应于图9~11中那些部件的部件的编号相同，因此不再重复介绍这些相同的部件。

图1是本发明一个实施方案中在PHS系统里使用的PS的配置。该图中的PS除了信号发射/接收部件被加倍以外，与图9所示的传统PS拥有相似的硬件配置。也就是说，天线、天线开关、无线电单元12A中的接收/发射电路以及π/4 QPSK调制解调器34A中的调制器和解调器都有两个。另外，在信号处理器14A中的TDMA-TDD控制器32A和TCH-CODEC 30A中的每一个都包括用于两个发射/接收系统的控制和处理功能。在该图中，与第一个电路里的第一个发射/接收系统有关的部件的编号附加了“-1”，而与第二个电路中的第二个发射/接收系统有关的那些部件的编号则附加了“-2”。

该实施方案中PS的电路配置和电路功能与普通PS中的不同。但是，这不是唯一的差别。该实施方案中的PS不但利用普通PS的越区切换处理电平和越区切换目标区域选择电平，而且利用了一个新的无缝越区切换处理电平和一个无缝越区切换目标区域选择电平差，它们中的每一个都储存在存储器16A里，例如储存在EEPROM里，用于进行越区切换处理。

图2给出了越区切换处理的开始序列，图3给出了无缝越区切换处理过程中的信号时序。假设已经利用两个发射/接收系统中的一个与一个CS建立了无线电连接(100)，如图2所示。在下面的说明中，假设该通信是用第一个发射/接收系统来进行的。信号处理器14A中的一个MPU26A每隔1.2秒检查一次来自当前无线电连接目标CS的信号的质量(102)。也就是说，MPU 26A计算最后240帧RSSI信号的移动平均值，从中找出接收电平L(104)。它还记录最后240帧里的差错次数，从而计算帧差错率FER。

然后，MPU 26A同时执行普通越区切换序列的开始序列和无缝越区切换序列的开始序列。普通越区切换序列的开始序列几乎与图10所示的传统序列相同。例外的是，执行无缝越区切换序列时，要停止普通越区切换序列，控制被交给步骤112(120)。该处理防止了普通越区切换序列与无缝越区切换序列冲突。也就是说，即使普通越区切换序列的开始序列得到了满足(106、108、114)，但如果正在执行无缝越区切换序列，就可以继续无缝越区切换序列。这样，MPU 26A可以选择拥有更好的接收信号质量的CS，并且更早地完成越区切换。普通越区切换序列由当前通信使用的第一个发射/接收系统执行。

无缝越区切换的开始序列按以下方式执行。首先，MPU 26A检查步骤104里计算出来的接收电平L是否等于或小于无缝越区切换处理电平THL2(122)。与越区切换处理电平THL1相比，无缝越区切换处理电平THL2被设置成一个值，这个值足够大，足以维持该无线电通信连接。还有必要使无缝越区切换处理电平THL2或者无缝越区切换处理电平THL2与无缝越区切换目标区域选择电平差X的和大于越区切换目标区域选择电平，从而使无缝越区切换能够尽可能地改善接收信号质量。如果按照前面所述将越区切换处理电平THL1设置成22dBμV，并将越区切换目标区域选择电平设置成34dBμV，那么无缝越区切换处理电平THL2就应当设置成例如35dBμV。如果不满足L≤THL2，就通过当前无线电连接目标CS进行通信。

如果在步骤122里L≤THL2得到了满足，那么MPU 26A就利用第二个发射/接收系统用300毫秒的时间接收信号以选择候选小区或者候选CS(124)，该第二个发射/接收系统与当前通信涉及的那一个系统不同。也就是说，利用图3所示第一个发射/接收系统进行通信的时候，MPU 26A在图2中的步骤124里利用第二个发射/接收系统搜索CS(202A)。如果该CS搜索过程发现了一个或者更多的CS(126)，每一个的信号接收电平都比步骤104里计算出来的信号接收电平L高出至少一个预定无缝越区切换目标区域选择电平差X(dB)，那么MPU 26就在TDMA-TDD控制器32A的控制下，将所有获得的CS选做越区切换目标候选CS。或者，MPU 26按照电平L选择预定数目的这种CS，以节省存储器空间。无缝越区切换目标区域选择电平差X被设置成，例如，6dB~10dB范围内的一个值。总之，有多个CS的接收信号电平是L+X(dB)或者更高。与此同时，应当将储存候选CS的存储器空间控制在最小限度。为此，在步骤126里，MPU 26A从信号接收电平等于或者高于L+X(dB)的多个CS中选择具有最高信号接收电平的预定数目(例如8个)的CS。其余CS的信息被清除。

下一步，MPU 26A从在步骤126里选出来的候选CS中选择一个(128)。例如，MPU 26A从那些尚未完成链路信道分配的候选CS中选择具有最好接收信号质量的候选CS。MPU 26A通过第二个发射/接收系统向选中的候选CS发送一个链路信道分配请求(130)。这是利用作为控制信道之一的SCCH来完成的。如果MPU 26A通过SCCH从候选CS那里成功地接收到了一个链路信道分配，也就是说，分配到了时隙用于TCH(132)，它就继续通信，利用第二个发射/接收系统建立一个无线电连接(134)。例如，它利用这些时隙交换同步脉冲串信号。相反，如果没有接收到链路信道分配，MPU 26A就将控制交给步骤128，将链路信道分配请求发送给下一个候选CS。要注意，当试图发送链路信道分配请求的次数达到了最大(例如两次(136))时，或者再也没有下一个候选CS时(138)，MPU 26A就放弃利用无缝越区切换序列进行的越区切换，并将控制交给步骤100。

如上所述，在通信之前建立无线电连接的呼叫序列是以下通信步骤的一个序列：发送一个链路信道分配请求，接收一个链路信道分配响应，交换同步脉冲串信号，以及在发射/收到未示出的信号以后接收CC响应。发送出去UA或者收到CC响应时，与一个新的无线电连接目标CS(也就是一个越区切换目标CS)的一个无线电通信连接被建立起来。因此，采用无缝越区切换序列时，与旧的CS(越区切换源CS)的通信仍然用第一个发射/接收系统继续下去，直到发送出去UA或者收到CC响应。在该实施方案里，这意味着执行无缝越区切换序列的过程中断开通信的时间非常短。在该时间最长的情况下，它等于从发送UA的时刻到收到CC响应的时刻之间的一段时间。与图11所示传统越区切换序列比较，其中从找到CS(202)的时刻到收到CC响应的时刻之间的时间里，通信被断开，该实施方案里的无缝越区切换序列显然使PS用户获得了一个平滑的越区切换。

对于实施带来上述优点的无缝越区切换序列重要的在于，在无缝越区切换处理电平THL2和无缝越区切换目标区域选择电平差X的控制下执行越区切换。但是，该实施方案带来的改进并不局限于引入和增加新的越区切换序列(无缝越区切换序列)。

首先，当无缝越区切换处理电平THL2和无缝越区切换目标区域选择电平差X定义的条件得到满足时，该实施方案里就执行无缝越区切换序列。也就是说，只有当第一个发射/接收系统里的接收信号质量开始下降，而且找到了附近的另一个CS，预期它能够保证接收信号质量高于当前无线电连接目标CS的接收信号质量时，才执行无缝越区切换序列。换而言之，在该实施方案里，在没有必要执行普通越区切换序列，但如果执行了越区切换就会得到更好的接收信号质量的情况下，就执行无缝越区切换序列。因此，该实施方案里的PS能够改善接收信号质量，特别是在小区的边界附近能够改善接收信号质量，与此同时，使用户能够继续通信，即使携带该PS的用户正在快速移动，例如，以80公里每小时的速度快速移动(这是测量值。从理论上讲，即使携带该PS的用户以200公里每小时的速度移动，也能提高接收信号质量)。

在该实施方案里，根据情况开始执行普通越区切换序列，而不是无缝越区切换序列。例如，当PS在1.2秒的时间(该时间是计算接收电平L和帧差错率FER的时间间隔)内快速移动到了小区边界附近的一个位置时，不判断执行无缝越区切换序列的条件是否满足(或者连续两次满足该条件之前)，有时与旧的连接目标CS的无线电连接会很难维持。在这种情况下，在该实施方案中执行普通越区切换序列。通过这种方式，有选择地执行无缝越区切换序列和普通越区切换序列，同时间歇性地检查接收信号质量。

况且，该实施方案里的PS有两个发射/接收系统，用于支持无缝越区切换序列的执行。采用该电路结构的一个原因是，在作为自主分配式动态信道分配系统的PHS里，CS并不总是按照蜂窝系统里的方式同步。在CS总是同步的蜂窝系统里，接收电路里的PLL可以与某些其它频率短时间同步，以检查另一个CS的接收信号质量。然而在PHS里，在小区里用于CS控制信号的时隙在时间上与相邻小区里另一个CS的TCH使用的时隙可能会重合或者重叠。对于小区重叠区域里的PS，这要求在图2里的步骤116或者124里利用300毫秒的时间进行CS搜索，在该段时间里，停止TCH的同步。该要求使得图11所示传统序列里的CS搜索(202)期间将通信断开。该实施方案里的PS采用不用于通信的第二个发射/接收系统来搜索CS，从而使通信的断开时间比普通PS的时间短。

该实施方案里的PS用两个发射/接收系统中的一个通信，而用另一个发射/接收系统来搜索CS并执行呼叫序列。该方法引起的一个问题用以下方式来解决。

这个问题用图4来说明。也就是说，当第一个发射/接收系统里用于通信的时隙几乎与第二个发射/接收系统里的越区切换目标CS分配的时隙重合时，如图4所示，PS会接收它自己发射的无线电波。为了避免这种情况发生，该实施方案里的PS采用了以下方法。当越区切换目标CS(也就是利用第二个发射/接收系统将链路信道分配请求发往的那一个CS)分配已经被越区切换源CS分配了的时隙(也就是第一个发射/接收系统用于通信的时隙)时(300)，在图5所示的MPU 26A的控制下，采用单发射/双接收模式而不是上述双发射/双接收模式。

在该实施方案中的两个发射系统和两个接收系统里，单发射/双接收模式里的PS将一个系统用于发射，两个系统用于接收，以与越区切换源CS维持无线电通信连接，搜索一个CS用作越区切换目标CS，与该越区切换目标CS建立无线电连接。当PS执行该模式里的步骤134时，暂时断开通信，如图6所示。这是因为，在该PS从越区切换目标CS获得链路信道分配时，就迫使PS采用该发射系统在链路信道分配所得的时隙里发送同步脉冲信号。换句话说，到现在为止用于通信的该发射系统专用于交换完脉冲串以后发送信号给越区切换目标CS。因此，与图3所示的双发射/双接收模式相比，断开通信的时间较长；然而，与图11所示的传统越区切换序列相比，断开通信的时间较短。该实施方案里的PS利用该方法来实现双发射/双接收模式。

在图2中的步骤116里，PS用300毫秒来搜索CS。如果找到了一个CS，预期它能够提供很好的接收信号质量，足以满足越区切换目标区域的选择电平，就执行步骤118，与该CS建立无线电连接。相反，如果找不到这样一个CS，就执行切换回来的操作。执行切换回来的操作以与在搜索目标CS之前断开了与其之间的无线电通信的那个CS重新建立连接(见图11)。切换回来的操作是利用来自该CS的同步脉冲串信号来完成的。

在该实施方案里，当通信过程中接收信号质量下降时(图8里的204)，而且图2所示的序列启动了切换回来的操作(206)，那么，MPU 26A就让已经被用于通信的发射/接收系统(在该个实例里，是第一个发射/接收系统)执行切换回来的操作。如果切换回来的目标CS发送的同步脉冲串信号的接收电平足够高，就可以与该CS建立无线电连接；否则，就无法重新建立无线电连接。因此，MPU 26A让第一个发射/接收系统从切换回来的目标CS接收同步脉冲串信号。同时，根据在同步脉冲串信号的接收过程中从第一个发射/接收系统收到的RSSI信号等，MPU 26A检查同步脉冲串信号的接收电平是否大于或等于切换回来的可执行电平(图7里的140)。如果没有收到大于或等于该切换回来的可执行电平的同步脉冲串信号，MPU 26A就让扬声器24或者某些其它的声音或者振动部件发出声音或者振动，给出离开了服务区的报警信号(142)。MPU 26A最长用10秒钟的时间监测同步脉冲串信号的接收电平。如果在该10秒钟的时间结束以前收到了电平大于或等于切换回来可执行电平的同步脉冲串信号，或者超过了10秒钟，MPU 26A就停止发出声音或者振动(144)。

在传统PS里，如果在10秒钟时间内没有检测到电平大于或等于该切换回来的可执行电平的同步脉冲串信号，PS就无法与任何CS建立无线电连接，通信被断开。在该实施方案里，因为第二个发射/接收系统执行无缝越区切换序列是与第一个发射/接收系统执行切换回来的操作同时进行的，见图7和图8，如果无缝越区切换序列成功地完成了越区切换，通信就没有断开。在图7里，无缝越区切换序列对应于步骤124A~138A和102A。步骤124A~138A里的处理步骤几乎与图2中步骤124~138里执行的步骤相同。有必要将步骤126A里的“重新呼叫类型越区切换目标处理电平”设置成高于越区切换目标区域选择电平。在步骤102A里，就象步骤102一样用1.2秒的周期进行测量。图8里的步骤202C对应于步骤124A，等等。

在以上说明中，接收电平L和帧差错率FER都用于检查和评估接收信号质量。实施本发明时还可以采用其它的指标。不管是什么地方，只要需要进行越区切换，就可以应用本发明，而不管协议的类型(工业应用或者公众应用)。按照图7中的步骤执行无缝越区切换序列时，可以将该序列切换到图5所示的单发射/双接收模式。

Claims (21)

1.一种用于PHS个人手持电话系统的越区切换方法，在该PHS中有多个个人台，每一个都由一个用户携带，并能够按照TDMA-TDD时分多址-时分双工协议用一种自主分布式方式与多个相互连接的按地理分布的小区站中的一个建立无线电连接，建立起个人台和所述小区站之一之间的无线电连接以通过所述一个小区站进行通信以后，个人台执行所述越区切换方法，

其中所述越区切换方法有一个普通越区切换序列，它断开与当前有无线电通信连接的小区站的无线电连接，搜索当前可建立无线电连接的小区站，而且，如果有当前能够建立无线电连接的小区站，则建立与该当前可以建立无线电连接的小区站的无线电通信连接，

所述越区切换方法的特征在于，该方法有一个无缝越区切换序列，该序列让第二个电路搜索一个个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，同时通过第一个电路维持与当前有无线电连接的小区站的无线电通信连接，如果有个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，就与该新的小区站建立一个新的无线电连接以通过第二个电路通信，同时将通过第一个电路的无线电连接维持到建立好新的无线电连接以前的预定时刻，以及，如果没有新的小区站，就维持当前的无线电连接状态，以及

该方法间歇性地检查来自当前有无线电连接的小区站的信号的接收信号质量，如果检测到接收信号质量低于可以与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接的极限电平，则执行普通的越区切换序列，如果检测到接收信号质量低于无缝越区切换处理电平，则执行无缝越区切换序列，该无缝越区切换处理电平被设置成高于所述极限电平；

其中到小区站的无线电连接的处理包括：发送一个链接信道分配请求到该小区站，从该小区站接收一个链路信道分配响应，以及交换同步脉冲信号；以及

在无缝越区切换序列中，第一个电路维持与第一小区站的无线电连接，直到第二个电路完成了与第二小区站建立无线电连接的处理。

2.根据权利要求1的越区切换方法，其特征在于，即使来自当前有无线电连接的小区站的接收信号电平下降到低于所述极限电平，但如果正在执行无缝越区切换序列，也不执行普通的越区切换序列，而是继续执行无缝越区切换序列。

3.根据权利要求1的越区切换方法，其特征在于，普通越区切换序列搜索预期其信号接收电平会超过预先确定的越区切换目标区域选择电平的小区站，并将这样的小区站选做新小区站的候选对象，该无缝越区切换处理电平被设置成高于该越区切换选择电平。

4.根据权利要求1的越区切换方法，其特征在于，该无缝越区切换序列通过第二个电路用一段预定长度的时间接收信号，以搜索预期其接收信号质量会超过来自当前有连接的小区站的信号的接收信号质量的小区站，如果成功地找到了这样的小区站，该序列就将该小区站选做候选对象，用于通过第二个电路建立一个新的无线电通信连接。

5.根据权利要求4的越区切换方法，其特征在于，无缝越区切换序列只搜索接收信号质量高于或者等于一预定电平、也就是当前有无线电连接的目标的接收信号质量的小区站作为候选对象。

6.根据权利要求5的越区切换方法，其特征在于，如果接收信号质量高于来自当前连接的小区站的信号的接收信号质量的小区站的个数超过了预先确定的最大值，该无缝越区切换序列就将接收信号质量最高的预先确定的最大数量的小区站选做候选对象。

7.根据权利要求4的越区切换方法，其特征在于，如果有多个所述候选对象，该无缝越区切换序列就每次选择一个候选对象，用于试图在预先确定的次数内通过第二个电路建立该无线电连接，直到在所述尝试中使用了该多个所述候选对象或者成功地分配了一个时隙，以及，如果成功地分配了该时隙，则与这样一个小区站建立一个无线电通信连接。

8.根据权利要求1的越区切换方法，由一个个人台来执行，其中，如果普通越区切换序列没能成功地搜索出可以成功地与其建立无线电连接的小区站，就执行切换回来的操作，以与搜索前断开了的小区站重新建立无线电连接，该越区切换方法的特征在于，其中第一个电路和第二个电路中的一个电路执行切换回来的操作，而与此同时，另一个电路执行所述无缝越区切换序列。

9.一种用于PHS个人手持电话系统的越区切换方法，其中有多个个人台，每一个都由一个用户携带，并能按照TDMA-TDD时分多址-时分双工协议用自主分布式方式与多个相互连接的按地理分布的小区站中的一个建立无线电连接，在个人台和所述一个小区站之间的无线电连接被建立起来从而通过这些小区站中的所述一个小区站进行通信以后，由所述个人台执行该越区切换方法，

所述越区切换方法的特征在于，该方法有一个普通越区切换序列，该序列断开与当前有无线电通信连接的小区站的无线电连接，搜索当前可以建立无线电连接的小区站，如果有这样的当前可以建立无线电连接的小区站，就与该当前可以建立无线电连接的小区站建立无线电通信连接，如果没有当前可以建立无线电连接的小区站，就执行切换回来的操作，与搜索以前断开了连接的小区站重新建立无线电连接，和

一个无缝越区切换序列，让第二个电路搜索一个个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，与此同时通过第一个电路与当前有无线电连接的小区站维持无线电通信连接，如果有个人台可以很快与之建立无线电通信连接的新的小区站，就通过第二个电路与该新的小区站建立一个新的无线电通信连接，并通过第一个电路与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接一直到建立新的无线电连接以前一个预定时刻，以及，如果没有这样的新的小区站，就维持当前的无线电连接状态，以及

该方法间歇性地检查来自当前有无线电连接的小区站的信号的接收信号质量，如果检测到该接收信号质量低于一个可以与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接的极限电平，就执行普通的越区切换序列，以及，当该个人台从普通越区切换序列改变为切换回来的操作时，让第一个电路和第二个电路中的一个电路执行切换回来的操作，而让另一个电路执行无缝越区切换序列；

其中到小区站的无线电连接的处理包括：发送一个链接信道分配请求到该小区站，从该小区站接收一个链路信道分配响应，以及交换同步脉冲信号；以及

在无缝越区切换序列中，第一个电路维持与第一小区站的无线电连接，直到第二个电路完成了与第二小区站建立无线电连接的处理。

10.一种用于PHS个人手持电话系统的个人台，该个人台由一个用户携带，并能按照TDMA-TDD时分多址-时分双工协议用一种自主分布式方式与多个按地理分布的相互连接的小区站中的一个建立无线电连接，这种个人台的特征在于包括：

多个电路，对信号进行调制并用无线电方式发射给小区站，从该小区站接收无线电信号并对接收信号进行解调，以及

一个控制器，根据接收信号质量控制当前用于通信的第一个电路和当前不用于通信的第二个电路执行越区切换过程，该第一个电路和第二个电路包括在所述多个电路里，其中所述的越区切换过程包括：

一个普通越区切换序列，它断开与当前有无线电通信连接的小区站的无线电连接，搜索当前可建立无线电连接的小区站，而且，如果有当前能够建立无线电连接的小区站，则建立与该当前可以建立无线电连接的小区站的无线电通信连接，

一个无缝越区切换序列，该序列让第二个电路搜索一个个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，同时通过第一个电路维持与当前有无线电连接的小区站的无线电通信连接，如果有个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，就与该新的小区站建立一个新的无线电连接以通过第二个电路通信，同时将通过第一个电路的无线电连接维持到建立好新的无线电连接以前的预定时刻，以及，如果没有新的小区站，就维持当前的无线电连接状态，以及

间歇性地检查来自当前有无线电连接的小区站的信号的接收信号质量，如果检测到接收信号质量低于可以与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接的极限电平，则执行普通的越区切换序列，如果检测到接收信号质量低于无缝越区切换处理电平，则执行无缝越区切换序列，该无缝越区切换处理电平被设置成高于所述极限电平；

其中到小区站的无线电连接的处理包括：发送一个链接信道分配请求到该小区站，从该小区站接收一个链路信道分配响应，以及交换同步脉冲信号；以及

在无缝越区切换序列中，第一个电路维持与第一小区站的无线电连接，直到第二个电路完成了与第二小区站建立无线电连接的处理。

11.根据权利要求10的个人台，其特征在于，即使来自当前有无线电连接的小区站的接收信号电平下降到低于所述极限电平，但如果正在执行无缝越区切换序列，也不执行普通的越区切换序列，而是继续执行无缝越区切换序列。

12.根据权利要求10的个人台，其特征在于，普通越区切换序列搜索预期其信号接收电平会超过预先确定的越区切换目标区域选择电平的小区站，并将这样的小区站选做新小区站的候选对象，该无缝越区切换处理电平被设置成高于该越区切换选择电平。

13.根据权利要求10的个人台，其特征在于，该无缝越区切换序列通过第二个电路用一段预定长度的时间接收信号，以搜索预期其接收信号质量会超过来自当前有连接的小区站的信号的接收信号质量的小区站，如果成功地找到了这样的小区站，该序列就将该小区站选做候选对象，用于通过第二个电路建立一个新的无线电通信连接。

14.根据权利要求13的个人台，其特征在于，无缝越区切换序列只搜索接收信号质量高于或者等于一预定电平、也就是当前有无线电连接的目标的接收信号质量的小区站作为候选对象。

15.根据权利要求14的个人台，其特征在于，如果接收信号质量高于来自当前连接的小区站的信号的接收信号质量的小区站的个数超过了预先确定的最大值，该无缝越区切换序列就将接收信号质量最高的预先确定的最大数量的小区站选做候选对象。

16.根据权利要求13的个人台，其特征在于，如果有多个所述候选对象，该无缝越区切换序列就每次选择一个候选对象，用于试图在预先确定的次数内通过第二个电路建立该无线电连接，直到在所述尝试中使用了该多个所述候选对象或者成功地分配了一个时隙，以及，如果成功地分配了该时隙，则与这样一个小区站建立一个无线电通信连接。

17.根据权利要求10的个人台，其中，如果普通越区切换序列没能成功地搜索出可以成功地与其建立无线电连接的小区站，就执行切换回来的操作，以与搜索前断开了的小区站重新建立无线电连接，该越区切换过程的特征在于，其中第一个电路和第二个电路中的一个电路执行切换回来的操作，而与此同时，另一个电路执行所述无缝越区切换序列。

18.一种用于PHS个人手持电话系统的个人台，该个人台由一个用户携带，并能与多个地理上分布的按照TDMA-TDD时分多址-时分复用双工协议用一种自主分布式方式与多个按地理分布的相互连接的小区站中的一个建立无线电连接，这种个人台的特征在于包括：

多个电路，对信号进行调制并用无线电方式发射给小区站，从该小区站接收无线电信号并对接收信号进行解调，以及

一个控制器，根据接收信号质量控制当前用于通信的第一个电路和当前不用于通信的第二个电路根据接收信号质量执行越区切换过程，该这第一个电路和第二个电路包括在所述多个电路里，其中所述的越区切换过程包括：

一个普通越区切换序列，该序列断开与当前有无线电通信连接的小区站的无线电连接，搜索当前可以建立无线电连接的小区站，如果有这样的当前可以建立无线电连接的小区站，就与该当前可以建立无线电连接的小区站建立无线电通信连接，如果没有当前可以建立无线电连接的小区站，就执行切换回来的操作，与搜索以前断开了连接的小区站重新建立无线电连接，和

一个无缝越区切换序列，让第二个电路搜索一个个人台可以很快与之建立无线电连接的新的小区站，与此同时通过第一个电路与当前有无线电连接的小区站维持无线电通信连接，如果有个人台可以很快与之建立无线电通信连接的新的小区站，就通过第二个电路与该新的小区站建立一个新的无线电通信连接，并通过第一个电路与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接一直到建立新的无线电连接以前一个预定时刻，以及，如果没有这样的新的小区站，就维持当前的无线电连接状态，以及间歇性地检查来自当前有无线电连接的小区站的信号的接收信号质量，如果检测到该接收信号质量低于一个可以与当前有无线电连接的小区站维持无线电连接的极限电平，就执行普通的越区切换序列，以及，当该个人台从普通越区切换序列改变为切换回来的操作时，让第一个电路和第二个电路中的一个电路执行切换回来的操作，而让另一个电路执行无缝越区切换序列；

其中到小区站的无线电连接的处理包括：发送一个链接信道分配请求到该小区站，从该小区站接收一个链路信道分配响应，以及交换同步脉冲信号；以及

在无缝越区切换序列中，第一个电路维持与第一小区站的无线电连接，直到第二个电路完成了与第二小区站建立无线电连接的处理。

19.根据权利要求10-18中任一个的个人台，其特征在于，第一个电路和第二个电路中的每一个电路都包括一个调制/发射电路，用于调制信号并将调制信号发射给小区站，还包括一个接收/解调电路，用于接收来自小区站的无线电信号，并对接收信号解调。

20.根据权利要求19的个人台，其特征在于，执行所述无缝越区切换序列时，如果一个新的小区站分配一个正用于与一个当前有连接的小区站的无线电连接的时隙，所述控制器就让第一个电路断开一个无线电连接。

21.根据权利要求10-18中任一个的个人台，其特征在于，第一个电路和第二个电路中的每一个电路都有一个接收/解调电路，用于接收来自小区站的信号，并对接收到的信号解调，第一个电路和第二个电路共用一个调制/发射电路，用于调制信号，并发射调制了的无线电信号给小区站，以及

当通过第一个或者第二个电路进行所述通信时，在所述控制器的控制下，所述调制/发射电路被切换成发射所述信号给当前有无线电连接的小区站，以维持与当前有无线电连接的小区站的无线电连接，直到执行无缝越区切换序列时需要发射所述信号用于与一个新的小区站通信，然后，发射该信号，用于与该新的小区站通信。

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