(57)【要約】【課題】より低コストで無線通信部の周波数の調整が可能な車両用無線通信システムを提供する。【解決手段】車両に搭載された車載装置と、ユーザが所持する携帯機と、を含み、携帯機から送信された無線信号に基づいて、車載装置が所定の機能を実行する車両用無線通信システムであって、車載装置は、周波数を調整するための基となる参照周波数を含む参照周波数情報を取得する取得部と、参照周波数情報を送信する車載装置送信部と、携帯機からの無線信号を受信する車載装置受信部と、を備え、携帯機は、参照周波数情報を受信する第１携帯機受信部と、受信した参照周波数情報に基づいて、無線信号を送信する携帯機送信部の送信周波数を調整する送信周波数調整部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車載装置と、ユーザが所持する携帯機と、を含み、
前記携帯機から送信された無線信号に基づいて、前記車載装置が所定の機能を実行する車両用無線通信システムであって、
前記車載装置は、
周波数を調整するための基となる参照周波数を含む参照周波数情報を取得する取得部と、
前記参照周波数情報を送信する車載装置送信部と、
前記携帯機からの無線信号を受信する車載装置受信部と、
を備え、
前記携帯機は、
前記参照周波数情報を受信する第１携帯機受信部と、
受信した前記参照周波数情報に基づいて、前記無線信号を送信する携帯機送信部の送信周波数を調整する送信周波数調整部と、
を備えることを特徴とする車両用無線通信システム。
【請求項２】
前記ユーザが所持する携帯端末を含み、
前記携帯端末は、
前記参照周波数情報を受信する携帯端末受信部と、
前記参照周波数情報を送信する携帯端末送信部と、
を備え、
前記携帯機は、
前記携帯端末からの前記参照周波数情報を受信する第２携帯機受信部を備える請求項１に記載の車両用無線通信システム。
【請求項３】
前記携帯端末は、タブレット型端末である請求項２に記載の車両用無線通信システム。
【請求項４】
前記取得部は、前記車両に搭載された車両用装置から前記参照周波数情報を取得する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用無線通信システム。
【請求項５】
前記取得部は、前記車載装置受信部から前記参照周波数情報を取得する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用無線通信システム。
【請求項６】
前記車載装置は、
前記車両用装置から取得した参照周波数情報に基づいて、前記車載装置受信部の受信周波数を調整する受信周波数調整部を備える請求項４に記載の車両用無線通信システム。
【請求項７】
前記携帯機送信部の送信周波数調整部、前記車載装置受信部の受信周波数調整部は、それぞれ、
発振子が生成するクロック信号を分周する分周器と、
前記分周されたクロック信号から、予め定められた周波数の基準信号を生成するＰＬＬ回路と、
前記基準信号の周波数を計数する周波数計数器と、
前記参照周波数と前記計数した基準信号の周波数とを比較する比較部と、
比較の結果に基づき、新たな分周比を算出し、該分周比を前記分周器に設定する設定部と、
を含み、
前記基準信号の周波数を調整することで、前記携帯機送信部の送信周波数、前記車載装置受信部の受信周波数を調整する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが所持する携帯機と、車両に搭載された車載装置との間で無線通信により車両における種々の機能を実現する車両用無線通信システムの一つであるスマートエントリーシステムは、機械的な鍵を使用しなくても、携帯機と、車載装置との間で無線通信により認証を行い、その認証結果に基づいて、ドア解錠やエンジン始動などの、ユーザが所望する動作を行うことができる。
【０００３】
電波時計や携帯電話などの無線通信を行うシステムにおいて、送受信間の通信周波数ずれを補正する制御方法が考案されている。例えば、子局が必要に応じて親局に周波数補正の要求を行うと、親局は、要求に基づいて、基準通信周波数と子局の通信周波数とのずれを補正するための周波数補正情報を作成・送信し、子局は、周波数補正情報に基づいて通信周波数を補正する（特許文献１参照）。
【０００４】
また、標準電波に応じた局部発振信号の周波数に基づいて、水晶フィルタの中心周波数と中間周波数とが一致するように、局部発振部により生成される局部発振信号の周波数を調整する電波修正時計が考案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１００４１６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、受信部が、正確な周波数源を持つ送信部からの送信周波数に合致するように、ＲＳＳＩ（受信信号強度）を使って周波数を調整するＡＦＣ(Automatic  Frequency  Control)を用いたり、受信機が必要時に周波数補正用の参照信号を送信機に送信し、送信機が自身の周波数との差分を元に補正情報を生成、受信部へフィードバックすることで周波数を調整する。
【０００７】
これは、送信部が正確な周波数を持つことを前提としているので、受信部は安価な発振子を使用することができるが、送信部には精度のよい発振子が必要で、コストダウンができなかった。
【０００８】
上記問題点を背景として、本発明は、より低コストで無線通信部の周波数の調整が可能な車両用無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための車両用無線通信システムは、車両に搭載された車載装置と、ユーザが所持する携帯機と、を含み、携帯機から送信された無線信号に基づいて、車載装置が所定の機能を実行する車両用無線通信システムであって、車載装置は、周波数を調整するための基となる参照周波数を含む参照周波数情報を取得する取得部と、参照周波数情報を送信する車載装置送信部と、携帯機からの無線信号を受信する車載装置受信部と、を備え、携帯機は、参照周波数情報を受信する第１携帯機受信部と、受信した参照周波数情報に基づいて、無線信号を送信する携帯機送信部の送信周波数を調整する送信周波数調整部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によって、車両用無線通信システムの携帯機側で精度の低い安価な発振子が使用でき、コストを低減できる。また、車載装置との間で送受信周波数の整合が取れるため、受信側の受信帯域幅を狭帯域にでき、受信感度向上や周囲ノイズの耐性向上の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両用無線通信システムの構成を示す図。
【図２】車両用無線通信システムの構成の別例を示す図。
【図３】携帯機の周波数調整処理を示すフロー図。
【図４】車載装置の周波数調整処理を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１のように、車両用無線通信システム１００は、車両１０１（例えば、車室内）に搭載された車載装置１、ユーザが所持する携帯機２を含む。
【００１３】
車載装置１は、ＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０に接続された、ＲＦ受信部２０（本発明の車載装置受信部）、ＬＦ送信部３０（本発明の車載装置送信部）などを備える。
【００１４】
ＥＣＵ１０（本発明の取得部）は、制御部１１、および制御部１１に接続され、例えば、車内ＬＡＮ１５を介して、他の車両用装置とのデータ通信を行うためのＩＦ（信号入出力）部１２、制御部１１動作させるためのクロック信号を発生する、水晶発振子あるいはセラミック発振子である発振子１３を含む。
【００１５】
制御部１１は、周知のＣＰＵ、周辺回路、および、メモリ（いずれも図示せず）を含むコンピュータとして構成される。メモリは、車載装置制御プログラムを記憶する。そして、ＣＰＵが車載装置制御プログラムを実行することで、車載装置１の各種機能を実現する。
【００１６】
ＲＦ受信部２０は、携帯機２から、例えばＲＦ（高周波）帯の電波を用いて送信される無線信号（例えば、レスポンス信号）を受信する。ＲＦ受信部２０は、ＲＦ受信部２０全体の動作を制御する制御部２１（本発明の受信周波数調整部、比較部）、ＲＦ受信部２０の外部との間でデータを遣り取りするためのＩＦ部２２、ＲＦ受信部２０を動作させるためのクロック信号を発生する、水晶発振子あるいはセラミック発振子である発振子２３、ＲＦ受信部２０の動作に必要なデータを記憶するメモリ２４、を含む。
【００１７】
また、ＲＦ受信部２０は、発振子２３からのクロック信号を分周する分周器および分周器の分周比を設定するレジスタを含む設定部２５（本発明の受信周波数調整部）、分周器からの出力信号に基づき、予め定められた周波数（基準周波数という）の基準信号を生成・出力するＰＬＬ（Phase  Locked  Loop）回路２６（本発明の受信周波数調整部）、ＰＬＬ回路２６から出力された基準信号の周波数を計数する周波数計数器２７（本発明の受信周波数調整部）、例えば、ＰＬＬ回路２６から出力された基準信号と受信波とを混合する混合器、中間周波増幅器などを有し、変調された受信波から元の信号を取り出す（復調）する検波部２８、受信波から所望の周波数の信号のみを取り出して検波部２８に出力するフィルタ２９、を含む。
【００１８】
ＬＦ送信部３０は、携帯機２に対し、例えばＬＦ（長波）帯の電波を用いて、無線信号（例えば、リクエスト信号）を送信する。アンテナは、例えば、ドアハンドル、車室内の室内アンテナ、トランク内、およびトランクリッド外部に備えられ（いずれも図示せず）、それぞれ、該当するドア外の近傍、車室内、トランク内、トランク外近傍の、限られた送信エリア内（例えば、アンテナから１〜１．５ｍの範囲）にのみ到達する。
【００１９】
携帯機２は、ＲＦ送信部６０（本発明の携帯機送信部）、ＬＦ受信部７０（本発明の第１携帯機受信部）を備える。これらの他に、携帯機２の全体の動作を制御する制御部（図示せず）を備える。この制御部の構成は、ＥＣＵ１０の制御部１１と同様である。
【００２０】
ＲＦ送信部６０は、車載装置１に対し、ＵＨＦ帯の電波にて無線信号を送信する。ＲＦ送信部６０は、ＲＦ送信部６０全体の動作を制御する制御部６１（本発明の送信周波数調整部、比較部）、ＲＦ送信部６０を動作させるためのクロック信号を発生する、セラミック発振子である発振子６３、ＲＦ送信部６０の動作に必要なデータを記憶するメモリ６４、を含む。
【００２１】
また、ＲＦ送信部６０は、発振子６３からのクロック信号を分周する分周器および分周器の分周比を設定するレジスタを含む設定部６５（本発明の送信周波数調整部）、クロック信号および分周比に基づき、送信部６８へ、送信周波数の基準となる基準信号を生成・出力するＰＬＬ回路６６（本発明の送信周波数調整部）、ＰＬＬ回路６６から出力された基準信号の周波数（基準周波数と称する）を計数する周波数計数器６７（本発明の送信周波数調整部）、ＰＬＬ回路６６から出力された基準信号と送信波とを混合する混合器、周知の変調回路、増幅器等を有する送信部６８、を含む。
【００２２】
ＬＦ受信部７０は、変調された波から元の信号を取り出す検波部７１を含み、車載装置１からＬＦ帯の電波にて送信される無線信号を受信する。
【００２３】
車載装置１と携帯機２とで、周知のスマートエントリーシステムを構成する。すなわち、車載装置１からＬＦ送信部３０を介して、携帯機２にリクエスト信号を送信する。ＬＦ受信部７０を介してリクエスト信号を受信した携帯機２は、自身を識別するためのＩＤコードを含むレスポンス信号を、ＲＦ送信部６０を介して車載装置１へ送信する。ＥＣＵ１０の制御部１１は、ＲＦ受信部２０を介して受信したＩＤコードと、ＥＣＵ１０に含まれるメモリ（図示せず）に予め記憶されたマスタコードとを照合し、両者が一致したとき（正常照合）、ドアの施錠または解錠の許可、あるいはエンジン始動の許可を含む制御指令を、該当する装置に出力する。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、ＩＦ部１２を介して他の車両用装置と、車内ＬＡＮ１５を介してデータ通信可能である。車両用装置として、例えば、周知の、車両の速度、エンジン回転数、冷却水温度、燃料残量、日時などを表示するメータ装置４０を挙げられる。メータ装置４０は、時計機能部４１、ＩＦ４２、メータ装置４０動作させるためのクロック信号を発生する水晶発振子４３を含む。時計機能部４１は、精度を必要とするため、水晶発振子（精度：１．０Ｅ−９程度）を用いる（セラミック発振子の精度：０．５％程度）。
【００２５】
図１の構成における、ＥＣＵ１０の、参照周波数情報の取得方法を説明する。
（取得方法：その１）
メータ装置４０が出力する参照周波数情報を、予め定められたタイミングで、車内ＬＡＮ１５を介して取得する。参照周波数情報は、以下のうちの少なくとも１つを含む。
・水晶発振子４３の、周波数の現在値（メータ装置４０にて計測）。
・パルス状のクロック信号のＨレベル時間およびＬレベル時間。ＥＣＵ１０では、これらから、周波数の現在値を算出する。
・パルス状のクロック信号の現在の状態（ＨレベルまたはＬレベル）。ＥＣＵ１０では、この状態をサンプリングしてクロック信号のＨレベル時間およびＬレベル時間を計測し、周波数の現在値を算出する。
参照周波数情報に、水晶発振子４３の定格値を含めてもよい。
【００２６】
上述の構成が、「取得部は、車両に搭載された車両用装置から参照周波数情報を取得する」ものである。本構成によって、車両用無線通信システム（すなわち、車載装置）で精度の高い発振子を使用していないときでも、携帯機送信部の周波数調整が可能となり、通信の精度を向上できる。
【００２７】
（取得方法：その２）
ＥＣＵ１０のＲＦ受信部２０の発振子２３に、水晶発振子を用いているとき、ＩＦ部２２を介して、参照周波数情報を取得する。参照周波数情報は、上述と同様である。また、参照周波数として、上述の基準周波数を用いてもよい。
【００２８】
上述の構成が、「取得部は、車載装置受信部から参照周波数情報を取得する」ものである。本構成によって、車載装置で精度の高い発振子を使用しているときは、車両用装置から参照周波数情報を取得する必要はなく、車両用無線通信システム内で携帯機送信部の周波数調整が可能となる。
【００２９】
ＥＣＵ１０は、クロック信号のＨレベル時間およびＬレベル時間、あるいはクロック信号の現在の状態を取得したときは、周波数に換算し、周波数値を、取得した参照周波数情報として、例えば、リクエスト信号に含めて、ＬＦ送信部３０を介して携帯機２に送信する。
【００３０】
上述のＲＦ受信部２０、ＲＦ送信部６０の構成が、「携帯機送信部の送信周波数調整部、車載装置受信部の受信周波数調整部は、それぞれ、発振子が生成するクロック信号を分周する分周器と、分周されたクロック信号から、予め定められた周波数の基準信号を生成するＰＬＬ回路と、基準信号の周波数（基準周波数）を計数する周波数計数器と、参照周波数と計数した基準信号の周波数とを比較する比較部と、比較の結果に基づき、新たな分周比を算出し、該分周比を分周器に設定する設定部と、を含み、基準信号の周波数を調整することで、携帯機送信部の送信周波数、車載装置受信部の受信周波数を調整する」ものである。本構成によって、携帯機送信部および車載装置受信部にＰＬＬ回路等を用いる構成で、基準周波数を調整することで、携帯機送信部および車載装置受信部の周波数調整が可能となり、通信の精度を向上できる。
【００３１】
図２に、車両用無線通信システム１００の別例を示す。図２の構成は、図１の変形例であるため、図１と同様の構成については同一の符号を付与し、ここでの詳細な説明は割愛する。車両用無線通信システム１００は、車両１０１に搭載された車載装置１、ユーザが所持する携帯機２および携帯端末３を含む。
【００３２】
車載装置１は、図１の構成に加えて、ＥＣＵ１０に接続され、公衆通信回線を介して、基地局１０２のような、車外の施設との通信を行うＤＣＭ(Data  Communication  Module)を備える。
【００３３】
携帯機２は、図１の構成に加えて、近距離無線通信部８０（本発明の第２携帯機受信部）を含む。近距離無線通信部８０は、例えば、BLUETOOTH（登録商標）のような近距離無線通信技術を用いて、携帯端末３から送信されるデータを受信する。特に、BLUETOOTHは、事前にペアリング設定をした機器間でのみ通信可能であるため、第三者が通信内容を傍受することはできず、セキュリティを確保できる。
【００３４】
携帯端末３は、例えば、周知のスマートフォンに代表されるタブレット型端末（液晶ディスプレイなどの表示部分にタッチパネルを搭載し、指で操作する携帯情報端末の総称）を用いる。携帯端末３は、タブレット型端末が通常備える機能の他に、携帯機２の近距離無線通信部８０と同様の構成の近距離無線通信部９０（本発明の携帯端末受信部、携帯端末送信部）、および基地局１０２と通信を行うための通信部９１を備える。
【００３５】
図２の構成において、ＥＣＵ１０は、取得した参照周波数情報を（取得方法は上述と同様）、ＤＣＭ５０〜基地局１０２を介して、携帯端末３に送信する。携帯端末３は、通信部９１を介して参照周波数情報を受信すると、近距離無線通信部９０を介して、これを携帯機２に転送する。
【００３６】
図２の構成が、「ユーザが所持する携帯端末を含み、携帯端末は、参照周波数情報を受信する携帯端末受信部と、参照周波数情報を送信する携帯端末送信部と、を備え、携帯機は、携帯端末からの参照周波数情報を受信する第２携帯機受信部を備える」ものである。本構成によって、携帯機が車載装置の通信範囲外にあっても、ユーザが携帯端末を所持していれば、公衆通信回線等を利用して、携帯端末を介し、車載装置から携帯機に参照周波数情報を送信することができる。よって、携帯機の位置に関係なく定期的に周波数調整を行うことが可能となる。
【００３７】
図２の構成では、図１のような、車載装置１のＬＦ送信部３０、携帯機２のＬＦ受信部７０を含まなくてもよい。つまり、図２の構成は、スマートエントリーシステム以外にも、周知のキーレスエントリーシステム（携帯機からの無線信号を受信した車載装置が、車両のドアの施錠／解錠の制御を行う）、リモートエンジンスタートシステム（携帯機からの無線信号を受信した車載装置が、車両のエンジンの始動制御を行う）のように、携帯機から送信された無線信号に基づいて、車載装置が所定の機能を実行するが、車載装置から携帯機に無線信号を直接送信できない構成でも、携帯機送信部の周波数調整が可能となる。
【００３８】
図３の、携帯機２のＲＦ送信部６０の制御部６１で実行される周波数調整処理を説明する。まず、車載装置１（図１の構成のとき）あるいは携帯端末３（図２の構成のとき）からの無線信号を受信したか否かを判定する。無線信号を受信したとき（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、その電波に参照周波数情報が含まれているか調べる。参照周波数情報が含まれていないとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、本処理を終了する、あるいは、無線信号の内容に応じた他の処理を実行する。
【００３９】
一方、参照周波数情報が含まれているとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、該参照周波数情報を取得（例えば、メモリ６４に一時記憶）する（Ｓ１３）。次に、周波数計数器６７で計数した基準周波数の計数値と参照周波数とを比較する（Ｓ１４）。比較の結果、両者の差が予め定められた基準内にあるとき（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００４０】
基準周波数の定格値と参照周波数の定格値とが異なるときは、
（新たな参照周波数）＝（参照周波数）×（基準周波数の定格値）／（参照周波数の定格値）
を用いて比較する。
【００４１】
一方、両者の差が予め定められた基準内にないとき（Ｓ１５：Ｎｏ）、以下のうちの少なくともいずれかを用いて、基準周波数の補正値を算出する（Ｓ１６）。
・両者の差と補正値（例えば、分周比）との関係をマップデータとして、予めメモリ６４に記憶しておき、マップ補完を行って補正値を算出する。
・予め定められた計算式に両者の差を代入して補正値を算出する。
【００４２】
次に、算出した補正値を設定部６５のレジスタに設定し、基準周波数を補正する（Ｓ１７）。この後、レスポンス信号の送信待ち状態に移行する。これにより、次回から送信するレスポンス信号の周波数の精度が向上する
【００４３】
図４の、車載装置１のＲＦ受信部２０の制御部２１で実行される周波数調整処理を説明する。これは、発振子２３に比較的精度の低いセラミック発振子を用いているときに実行する。本構成が、「取得部は、車両に搭載された車両用装置から参照周波数情報を取得する」ものである。本構成によって、車両用無線通信システム（車載装置、携帯機）で精度の高い発振子を使用していないときでも、携帯機送信部の周波数調整が可能となり、通信の精度を向上できる。
【００４４】
まず、予め定められた調整タイミングが到来したか否かを判定する。調整タイミングは、以下のうちの少なくとも一方を用いる。
・ＬＦ送信部３０からリクエスト信号を送信するタイミングを調整タイミングとする（スマートエントリーシステムの場合）。
上述の構成が、「車載装置は、車載装置送信部からリクエスト信号を送信し、携帯機は、第１携帯機受信部で受信した前記リクエスト信号に応答する、携帯機を識別するＩＤを含むレスポンス信号を送信し、車載装置は、車載装置受信部で受信したレスポンス信号に含まれるＩＤと、予め記憶されたマスターＩＤとを照合する照合部と、照合部の照合結果に基づいて、車両の所定の機能の動作制御を行う制御部と、を備え、レスポンス信号を送信する際に参照周波数情報も送信する」ものである。本構成によって、スマートエントリーシステムの動作に支障のないように調整タイミングを設定できる。
【００４５】
・予め定められた周期で周波数調整を行う場合は、その周期を調整タイミングとする。
【００４６】
調整タイミングが到来したとき（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１１に、参照周波数情報を要求する。ＥＣＵ１１は上述のように、メータ装置４０から参照周波数情報を取得して、ＲＦ受信部２０に出力する。制御部２１は、この参照周波数情報を取得（例えば、メモリ２４に一時記憶）する（Ｓ３２）。
【００４７】
次に、周波数計数器２７で計数した基準周波数の実測値と参照周波数とを比較する（Ｓ３３）。比較の結果、両者の差が予め定められた基準内にあるとき（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００４８】
一方、両者の差が予め定められた基準内にないとき（Ｓ３４：Ｎｏ）、図３のステップＳ１６と同様に、基準周波数の補正値を算出する（Ｓ３５）。次に、算出した補正値を設定部２５のレジスタに設定し、基準周波数を補正する（Ｓ３６）。この後、携帯機２からのレスポンス信号の受信待ち状態に移行する。これにより、次回からのレスポンス信号の受信精度が向上する。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  車載装置
２  携帯機
３  携帯端末
１０  ＥＣＵ（取得部）
２０  ＲＦ受信部（車載装置受信部）
２１  制御部（受信周波数調整部、比較部）
２３  発振子
２５  設定部（分周器を含む、受信周波数調整部）
２６  ＰＬＬ回路
２７  周波数計数器（受信周波数調整部）
３０  ＬＦ送信部（車載装置送信部）
４０  メータ装置（車両用装置）
６０  ＲＦ送信部（携帯機送信部）
６１  制御部（送信周波数調整部、比較部）
６３  発振子
６５  設定部（分周器を含む、送信周波数調整部）
６６  ＰＬＬ回路
６７  周波数計数器（送信周波数調整部）
７０  ＬＦ受信部（第１携帯機受信部）
８０  近距離無線通信部（第２携帯機受信部）
９０  近距離無線通信部（携帯端末受信部、携帯端末送信部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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