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CN105376718B - Lte集群通信的方法、用户设备及第一网元设备 - Google Patents

Lte集群通信的方法、用户设备及第一网元设备 Download PDF

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CN105376718B CN201410421107.3A CN201410421107A CN105376718B CN 105376718 B CN105376718 B CN 105376718B CN 201410421107 A CN201410421107 A CN 201410421107A CN 105376718 B CN105376718 B CN 105376718B
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Abstract

本发明公开了一种LTE集群通信的方法、用户设备及第一网元设备，其中，所述方法包括：准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；所述用户设备根据网络侧基于接收的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。

Description

LTE集群通信的方法、用户设备及第一网元设备
技术领域
本发明涉及集群通信技术，尤其涉及一种LTE集群通信的方法、用户设备及第一网元设备。
背景技术
本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现相关技术中存在如下技术问题：
集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发的、面向特定行业应用的专用无线通信系统，系统中大量无线用户共享少量无线信道，以指挥调度为主体应用，是一种多用途、高效能的无线通信系统。集群通信系统在政府部门、公共安全、应急通信、电力、民航、石油化工和军队等领域有着广泛的应用市场。
集群通信系统经历了与蜂窝移动通信系统类似的发展历程。第一代集群系统是模拟集群通信系统，主要支持语音通信。最早进入我国的模拟集群通信系统是Nokia公司的Actionet系统，它采用MPT-1327信令，应用在450MHz频段上。此后，日本的F.A.S.T和美国Motorola公司的Smartnet进入我国，并长期占领我国集群市场80％以上的市场份额。
第二代集群系统是窄带数字集群通信系统，兴起于20世纪90年代，2004年左右开始在我国部署，是当前国内应用最广泛的集群通信系统。数字集群通信系统支持语音和低速数据(最高28.8kbps)通信，代表系统是欧洲电信标准组织(ETSI，EuropeanTelecommunications Standards Institute)定义的陆上集群无线电(TETRA，TerrestrialTrunked Radio)系统、美国Motorola的综合数字增强型网络(iDEN，Integrated DigitalEnhanced Networks)系统，还有国内的两款集群结构，分别是基于CDMA1X开发的开放式集群结构(GoTa，Global Open Trunking Architecture)系统和基于GSM开发的GT800系统。从国内来看，最近两三年，TETRA网络的增长最快，在全国已建的数字集群通信网中，TETRA网的数量约占2/3强。
集群系统区别于公众系统的特性在于，集群系统需要具备高效的指挥调度特性，并且要求网络具有高可靠性和安全性。
呼叫控制：根据用户的业务请求，在主叫用户和被叫用户之间建立、维持和释放业务承载；
鉴权认证：支持鉴权和认证，鉴权功能包括：网络侧对终端鉴权，以及网络侧对终端和终端对网络侧的双向鉴权；
故障弱化：当网络侧与基站或网络侧内部网元之间的链路发生故障时，基站能够为其覆盖范围下的用户终端提供受限的集群服务。
网络互联互通功能：能够与公共电话系统(PSTN，Public Switched TelephoneNetwork)、公众移动通信系统(GSM/CDMA、TD-LTE等)、IP电话、其他制式的集群通信系统等互通。在3GPP LTE中集群通信称为组通信服务能力GCSE，图1给出了LTE GCSE的系统架构。
为了有效地利用移动网络资源，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd GenerationPartnership Project)提出了多媒体广播多播业务(MBMS，Multimedia BroadcastMulticast Service)，该业务是一种从一个数据源向多个目标移动终端传送数据的技术，实现了网络(包括核心网和接入网)资源的共享，提高了网络资源(尤其是空中接口资源)的利用率。3GPP定义的MBMS业务不仅能够实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能够实现高速多媒体业务的广播和组播，提供多种丰富的视频、音频和多媒体业务，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势，为3G的发展提供了更好的业务前景。
MBMS业务的特点是业务的数据量大，移动终端接收时持续时间长，平均数据率恒定。上述特点决定了MBMS业务的调度与控制信令配置都是半静态的，即MBMS业务的调度信息与控制信令信息都是“长期”保持不变的，这些信息通过MBMS控制信道(MCCH，MBMSControl Channel)周期性地发送，统称为MCCH信息。演进型MBMS(eMBMS)系统可能存在多个MCCH，每个MCCH对应于不同的MBSFN区域，其中仅承载对应MBSFN区域发送的MBMS业务的控制信息。图2给出了LTE中MBMS的架构示意图。
目前业界正在讨论采用MBMS技术实现集群通信的可能性，在这个应用场景下，在对现有技术的研究和实践过程中发现现有技术存在以下问题：
当准备通过MBMS承载接收集群服务的UE在MBSFN区域内外移动时，如何保证UE能够及时接收到所需的集群服务，这个问题尚未得到解决。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例希望提供一种LTE集群通信的方法、用户设备及第一网元设备，能确保UE能够及时接收到所需的集群服务。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种LTE集群通信的方法，所述方法包括：
准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；
所述用户设备根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。
优选地，所述用户设备根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据包括：
所述集群业务承载方式为单播承载时，所述用户设备通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，
所述集群业务承载方式为MBMS承载时，所述用户设备通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
优选地，所述方法还包括：所述用户设备通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
优选地，所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令的方式上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
优选地，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
优选地，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
优选地，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
本发明实施例提供了一种用户设备，所述用户设备包括：
上报单元，用于准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；
接收单元，用于根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。
优选地，所述接收单元，进一步用于所述集群业务承载方式为单播承载时，通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，所述集群业务承载方式为MBMS承载时，通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
优选地，所述上报单元还包括：
判断子单元，用于通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
优选地，所述上报单元还包括：
上报子单元，用于上报所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
优选地，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
优选地，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
优选地，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
本发明实施例提供了一种LTE集群通信的方法，所述方法包括：
第一网元设备接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据。
优选地，所述第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式包括：
第一网元设备根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载。
优选地，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
优选地，用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
优选地，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则配置新建的MBSFN区域用于发送集群业务数据；否则，修改原MBSFN区域用于发送集群业务数据。
优选地，用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息。
优选地，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备修改MBSFN区域，所述第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
本发明实施例提供了一种第一网元设备，所述第一网元设备包括：
信息接收单元，用于接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
选择单元，用于根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
发送单元，用于通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据。
优选地，所述选择单元，进一步用于根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载。
优选地，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
优选地，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
优选地，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则指示给第一网元设备在新建的MBSFN区域发送集群业务数据；否则，指示给第一网元设备修改原MBSFN区域，并发送集群业务数据。
优选地，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，向第二网元设备发送指示信息。
优选地，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备修改MBSFN区域，并指示给第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
本发明实施例的方法包括：准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；所述UE根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。采用本发明实施例，在UE位置发生变化时，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息给网络侧，网络侧会发送集群业务承载方式给UE，以便UE根据集群业务承载方式接收集群业务数据，从而能确保UE能够及时接收到所需的集群服务。
附图说明
图1为现有集群通信系统架构示意图；
图2为现有MBMS通信架构示意图；
图3为本发明方法实施例的实现流程图；
图4为本发明用户设备实施例的组成结构图；
图5为本发明另一方法实施例的实现流程图；
图6为本发明第一网元设备实施例的组成结构图；
图7为应用本发明实施例的场景一的流程图；
图8为集群通信的UE布局示意图；
图9为应用本发明实施例的场景二的流程图；
图10为应用本发明实施例的场景三的流程图；
图11为应用本发明实施例所涉及的网络侧设备与用户设备的通信示意图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种LTE集群通信的方法，如图3所示，所述方法包括：
步骤101、准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；
步骤102、所述用户设备根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述用户设备根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据包括：
所述集群业务承载方式为单播承载时，所述用户设备通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，
所述集群业务承载方式为MBMS承载时，所述用户设备通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述方法还包括：所述用户设备通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令的方式上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
本发明实施例提供了一种用户设备，如图4所示，所述用户设备包括：
上报单元11，用于准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息；
接收单元12，用于根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述接收单元，进一步用于所述集群业务承载方式为单播承载时，通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，所述集群业务承载方式为MBMS承载时，通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述上报单元还包括：
判断子单元，用于通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述上报单元还包括：
上报子单元，用于上报所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
本发明实施例提供了一种LTE集群通信的方法，如图5所示，所述方法包括：
步骤201、第一网元设备接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
步骤202、第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
步骤203、第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式包括：
第一网元设备根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
在本发明实施例一优选实施方式中，用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则配置新建的MBSFN区域用于发送集群业务数据；否则，修改原MBSFN区域用于发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备修改MBSFN区域，所述第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
本发明实施例提供了一种第一网元设备，如图6所示，所述第一网元设备包括：
信息接收单元21，用于接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
选择单元22，用于根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
发送单元23，用于通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述选择单元，进一步用于根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则指示给第一网元设备在新建的MBSFN区域发送集群业务数据；否则，指示给第一网元设备修改原MBSFN区域，并发送集群业务数据。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，向第二网元设备发送指示信息。
在本发明实施例一优选实施方式中，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备修改MBSFN区域，并指示给第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
综上所述，本发明实施例主要包括：注册到集群业务(GCSE service)的UE准备通过预建的MBMS承载接收集群业务，在集群业务开始前，UE在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，UE向网络(如：GCSE AS、EPC网元，集群业务调度台等，本发明后续实施例以GCSE AS为例)发送所在区域标识信息，收到信息的AS(本发明后续实施例中GCSE AS简称为AS)选择向所述UE发送集群业务的承载方式，并通过选择的承载发送集群服务。通过本发明实施例，能解决在MBMS覆盖区域内外集群通信的实现问题，能够实现在MBSFN区域内外的集群业务的传输，调整MBSFN区域的大小，减少集群业务负载；减少对无线接入网络的影响。
以下采用各个应用场景对本发明实施例进一步详细阐述。如无具体说明，本发明的MBMS是指演进的MBMS即eMBMS，AS是指GCSE AS。
场景一：用户侧与网络侧交互的完整流程，实现LTE集群通信的方法如图7所示，包括：
步骤301，集群UE(group member)准备通过MBMS承载接收集群业务。
步骤301之前，该集群UE首先注册到GCSE AS。这样GCSE AS可以知道一共有多少UE加入了一个集群业务。
本发明实施例中，以下描述为相同概念：MBMS承载，MBSFN承载，多播承载，点到多点PTM承载。
UE准备接收的集群业务，也是UE加入了这个集群业务，并成为该集群业务的组成员(本发明实施例中，组成员也简称为UE)。GCSE AS可以通过UE的注册流程，知道针对某个集群业务有哪些组成员(即：哪些UE)。
所述UE准备通过MBMS承载接收集群业务是指：UE在MBMS覆盖区域内(MBSFN区域)，所述MBMS承载在集群业务开始前已经预建立(预建立是指：AS在该集群业务开始之前，已经为该集群业务建立了MBMS承载，比如：BM-SC为该业务分配了TMGI，通过GC2接口通知AS，AS通过GC1接口通知该UE；BM-SC根据现有的3GPP协议为该业务建立了MBMS承载，USD上包括该业务的TMGI和对应的SA list以及对应的frequency等信息，UE可以在MCCH读取到MBSFN区域中TMGI的配置信息，UE读取USD获得该业务TMGI所对应的SAI list和frequency，UE读取其当前驻留小区的SIB13，获得MCCH的配置信息，UE随后读取MCCH内容，如果MCCH内容中包括上述TMGI的配置参数，UE进一步地读取承载了该TMGI内容的MTCH。简单地说，当UE可以在当前小区所属的MBSFN区域，正确地读取到的MCCH上承载了上述TMGI，则UE判断其自身支持多播承载)，所述UE接收MBMS承载控制信息，所述集群服务尚未开始。
所述UE具有集群通信能力和MBMS能力(也可能有UE仅有集群通信能力但无MBMS能力。理论上所谓集群通信能力可以是在该UE的应用层增加一个集群业务客户端即可，比如：Rel8 UE不支持MBMS能力，但可以有集群通信能力，对于此类UE，仅能通过PTP接收集群业务，即使其在MBMS区域内。本发明中仅指同时具备集群通信能力和MBMS能力)，包括用户终端和调度台，用户终端包括手持终端、车载台和固定台等；调度台包括有线调度台和无线调度台。用户终端和无线调度台通过空中接口与LTE网络相连，有线调度台通过集群网关与网络子系统相连。
所述MBMS承载包括核心网承载(即：EPC承载)和空口承载；RAN(基站eNB和/或MCE)配置MBMS空口资源，并在空口发送MBMS配置信息和集群数据。
步骤302，UE在MBSFN区域内外小区间移动。
所述UE为RRC空闲态或RRC连接态；所述UE移动到MBSFN区域外，也就是UE不在该MBSFN区域覆盖范围内。在实际网络中，不同的集群业务可以配置在不同的MBSFN区域，为了描述方便，本发明实施例中所指的MBSFN区域，是指：承载步骤301中的集群业务的MBSFN区域
进一步，所述UE通过读取驻留小区的SIB15，可判断UE是否属于某特定SA，所述UE向AS上报区域标识信息。除此之外，UE还可以读取驻留小区的SIB13，并可以知道是否属于特定MBSFN区域的UE，判断UE自身是否离开该MBSFN区域的方式包括：
1)UE在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息(如：SIB13或SIB15)；
2)或UE在本小区或相邻小区没有发现或无法读取MCCH；
3)或：UE在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息(如：SIB15)，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域(SAI，service area ID)不属于该集群业务的广播区域。
4)或UE在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
步骤303，UE向AS发送区域标识信息。
所述区域标识信息通过GC1接口信令发送。
所述UE从空闲态转到连接态(如果本来处于空闲态)，所述UE通过以下任意一种方式向AS发送区域标识信息：应用层信令，EPS信令；其中EPS信令包括空口信令和EPC信令。当发送标识信息结束，所述UE返回空闲态。
所述区域标识信息为：UE所在的小区标识，即ECI(E-UTRAN Cell Identifier，E-UTRAN小区标识)，在LTE中ECI为28bits.所述区域标识信息用于表示UE所在小区。即所述AS收到所述标识信息即可确定所述UE所在的小区。
进一步，所述UE发送的区域指示信息(所述指示信息是指是否支持针对某个特定集群业务的多播承载)，包括以下任意一种或几种：集群业务标识，布尔标识。其中集群业务标识用于指示UE准备接收的集群业务，布尔标识用于指示UE能否接收MBMS承载。假设UE能够接收多播承载，如表1所示，用真true表示，不能接收多播承载，用假false表示，则UE发送的指示信息有以下几种组合(每个集群业务都采用下面的组合来指示，即：所谓True是指针对某个集群业务)：
表1
Figure BDA0000559289760000161
进一步，当所述UE从MBSFN区域外一个小区a移动到另一个小区b时，所述UE也要向AS发送区域标识信息，即小区b标识ECI{集群业务1，区域标识信息(ECI2)}.
如果上报信息只有小区标识ECI信息，则网络侧根据发送集群业务的SA/MBSFN区域的配置信息判断该ECI是否属于SA/MBSFN区域，同时网络侧根据UE的签约/注册信息判断UE在SA/MBSFN区域内是否能够接收MBMS承载。
当所述UE从MBSFN区域外初次移动回MBSFN区域，所述UE向AS发送小区标识ECI，该信息表明所述UE返回原MBSFN区域；{集群业务1，True，区域标识信息ECI1}
当所述UE在MBSFN区域内小区间移动，所述UE上报AS所在小区标识ECI{集群业务1，True，区域标识信息ECI2}；所述AS可以根据MBSFN区域内小区中的集群用户数量重新配置MBSFN区域，如减少MBSFN区域内的小区数量并通过建立单播承载向不属于MBSFN区域的小区中UE发送集群业务。
进一步，所述区域标识信息还包括以下一种或多种：MBMS服务区域标识SAI，地理位置标识(如坐标、经纬度信息等)。
如图8所示，如图8所示，原MBSFN area1/SA1包含4个小区＝{ECI1，ECI2，ECI3，ECI4}，当根据UE上报的信息发现ECI2中的UE数量低于某个给定门限，调整MBSFN area1/SA1＝{ECI1，ECI3,ECI4}，即：将ECI2删除出原先的MBSFN area1/SA1，MBSFN area1/SA1的区域变小；当ECI2中还有少量UE(指属于该集群业务组的组成员UE)时候，AS为这些UE建立PTP承载。同样的，ECI5在MBSFN area/SA1外，如果根据UE上报信息发现ECI5中UE数量高于某个给定门限，调整MBSFN area1/SA1＝{ECI1，ECI2，ECI3,ECI4，ECI5}，或者建立新的MBSFN area2＝{ECI5}，AS通过MBMS承载向ECI5中UE发送集群业务。
步骤304，AS判断是否需要为该UE建立单播承载，如果是转向步骤305，否则转向步骤306。
AS收到UE的上述区域标识信息后，判断是否需要为该UE建立单播承载，其判断方法是：判断是否有可用的MBMS承载(也就是：多播承载，Multicast bearer，是相对于单播承载的多播承载，也称为PTM点到多点承载)或可建MBMS承载：可用的MBMS承载是指UE在MBMS覆盖区域(MBMS覆盖区域就是MBSFN area)内，集群业务还未开始；可建MBMS承载是指UE不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络可以将UE所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含UE所在的小区。如果没有可用或可建MBMS承载，则建立单播承载，否则继续采用MBMS承载。
步骤305，AS通过单播承载向UE发送集群服务。
所述AS根据UE的区域标识信息和本地信息确定是否采用单播承载，如果没有可用或可建MBMS承载，则AS选择通过单播承载发送集群服务。
所述UE通过单播承载接收集群业务数据。
步骤306，AS通过MBMS承载向UE发送集群业务。
所述AS通过现有MBMS承载或者新建MBMS承载向所述UE发送集群业务。
如果调整了MBSFN区域，如扩大或新建了MBSFN区域包括UE所在小区，则AS通过新建的MBMS承载发送集群业务。
场景二：针对UE从MBSFN区域内移动到MBSFN区域外的情况，实现LTE集群通信的方法如图9所示，包括：
步骤401，UE准备通过MBMS承载接收集群业务。
所述UE在MBMS覆盖区域，并通过注册到AS准备接收集群服务。所述集群业务未开始。
步骤402，UE移动到MBSFN区域外。
步骤403，UE向AS上报所在小区标识。
所述上报通过以下任意一种向AS发送小区标识：应用层信令，EPS信令；其中EPS信令包括空口信令和EPC信令。当发送标识信息结束，所述UE返回空闲态。所述小区标识为ECI。
所述UE可以是空闲态或连接态，如果是空闲态，则所述UE先进入连接态上报小区标识，上报结束后，所述UE返回空闲态。
步骤404，AS判断是否通过MBMS承载发送集群业务，如果是，则转向步骤405，否则，转向步骤409。
所述AS根据收到小区中UE的数量判断是否通过MBMS承载发送集群业务，如果UE数量超过一定门限，则通过MBMS承载发送集群业务，即配置单小区MBSFN区域，否则通过单播承载发送集群业务。
步骤405，AS通过EPC向MCE发送指示信息。
所述EPC包括：BM-SC,MBMS-GW,MME.其中MME通过M3接口向MCE发送指示信息；所述指示信息用于说明采用MBMS承载发送集群业务。
步骤406，MCE判断是否建立新的MBSFN区域，如果是，转向步骤407，否则，转向步骤408。
所述MCE根据OAM信息或运营商策略判断是否建立新的MBSFN区域或修改原MBSFN区域。
步骤407，MCE建立新的单小区MBSFN区域，AS通过MBMS承载发送集群业务。
所述单小区MBSFN区域采用与原来MBSFN区域不同的标识，所述AS通过MBMS承载向单小区MBSFN中的UE发送集群业务。
步骤408，MCE修改原MBSFN区域，AS在MBSFN区域内发送集群业务数据。
所述修改是指将UE所在小区放入所述MBSFN区域中，所述MBSFN区域采用原MBSFN区域标识，所述AS在新的MBSFN区域内向UE发送集群业务。
步骤409，AS建立到UE的单播连接，并通过单播承载发送集群业务。
所述AS通过单播承载发送集群数据，所述UE通过单播承载接收集群数据。
场景三：针对UE从MBSFN区域外移动到MBSFN区域内的情况，实现LTE集群通信的方法如图10所示，包括：
步骤501，UE在MBSFN区域外准备接收集群服务。
本步骤与步骤301相同，这里不再赘述。
步骤502，UE从MBMS覆盖区域外移动回MBSFN区域内。
所述UE判断其自身移动回MBSFN区域的方法包括：
1)UE在本小区发现并读取配置MBMS参数的相关系统广播消息(如：SIB13或SIB15)，且UE在本小区通过读取系统广播消息(如：SIB15)，发现本小区所属于的MBMS业务区域(SAI，service area ID)属于该集群业务的广播区域。
2)或UE在本小区所读取到MCCH，并发现所需集群业务的配置参数。
步骤503，UE向AS发送所在区域标识信息。
所述UE首次返回MBSFN区域，则向所述AS发送小区标识ECI和MBMS服务区域标识，其中MBMS服务区域标识用于向AS指示所述UE返回MBSFN区域，ECI用于指示所述UE在MBSFN区域中的小区位置，以便于AS根据小区中UE的数量选择发送集群业务的承载方式。
所述UE在MBSFN区域中不同小区间移动时，则向AS上报所在小区标识ECI.
步骤504，AS判断是否通过MBMS承载发送集群业务，如果是，转向步骤505，否则，转向步骤506。
所述AS根据小区中UE数量和本地策略确定是否通过MBMS承载发送集群业务，例如，UE数量低于一定门限且本地策略允许调整动态MBSFN区域，则AS可选择通过单播承载发送集群业务，否则AS选择通过MBMS承载发送集群业务。
步骤505，AS通过MBMS承载发送集群业务。
所述AS通过现有的MBMS承载发送集群业务。
步骤506，AS通过EPC向MCE发送指示信息。
所述EPC包括：BM-SC,MBMS-GW,MME.其中MME通过M3接口向MCE发送指示信息；所述指示信息用于说明修改现有MBSFN区域。
步骤507，MCE修改MBSFN区域。
所述修改是指将UE所在小区排除MBSFN区域，新的MBSFN区域采用原有的MBSFN区域标识，不向UE所在小区发送MBMS数据。
步骤508，AS与UE建立单播承载并发送集群业务。
需要指出的是，当UE在MBSFN区域外的小区间移动时，向AS上报区域标识信息，同样当UE在MBSFN区域内小区间移动时，也向AS上报区域标识信息。
本发明实施例涉及的网络侧设备与用户设备的通信示意图如图11所示，包括：
第一网元设备：AS61，用于接收UE63发送的区域标识信息，并通过EPC62向第二网元设备MCE发送指示信息；还用于通过选择发送集群业务的承载方式；还用于修改MBMSF覆盖区域；还用于建立单播承载；还用于发送集群业务数据。
EPC62，包括BM-SC,MBMS-GW,MME,用于转发AS61和UE63之间的控制消息；还用于接收AS61发送的指示信息，以提供给第二网元设备MCE，由MCE决定是否新建MBSFN区域。
RAN63，包括第二网元设备MCE和eNB，用于配置MBSFN区域，向UE64发送集群业务数据和配置信息。
用户设备UE64，用于判断是否位于MBSFN区域内；用于向AS61发送所在区域标识信息，并接收AS61发送的集群业务数据。
本文及附图涉及的缩略语汇总如下：
PCRF：Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能单元；
HSS：Home Subscriber Server，归属用户服务器；
S/P-GW指S-GW或P-GW皆可，S-GW为服务网关；P-GW为分组数据网关；
MME：移动性管理实体；
E-UTRAN：evolved universal terrestrial radio access network，演进的通用陆基无线接入网；
eNB：增强型基站；
PDN：Public Data Network，公用数据网；
MCE：Multi-VPN-Instance CE，多实例CE；
MuSe：Multipoint Service，多点服务；
AS：Application Server，应用服务器；
EPC：Evolved Packet Core network，演进的分组核心网；
EPS：Evolved Packet System，演进的分组系统；
ECI：E-UTRAN Cell Identifier，E-UTRAN小区标识；
MBMS：Multimedia Broadcast/Multicast Service，多媒体广播/多播服务；
GCSE：Group Communication Service Enabler，组通信服务能力；
BM-SC：Broadcast Multicast-Service Centre，广播多播服务中心；
MBMS-GW：MBMS-GateWay，MBMS网关；
MBSFN：MBMS over a Single Frequency Network，单频网MBMS；
OAM：Operation Administration and Maintenance，操作管理和维护；
QoS：Quality of Service，服务质量；
PTP：Point To Point，点到点；
PTM：Point To Multipoint，点到多点；
RRC：Radio Resource Control，无线资源控制；
SAI：Service Area Identifier，业务区域标识；
TMGI：Temporary Mobile Group Identity，临时移动组标识；
USD：User Service Description，用户业务描述。
本发明实施例所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应的，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序用于执行本发明实施例的LTE集群通信的方法、用户设备及第一网元设备。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种LTE集群通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息，以供网络侧根据接收到的所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载；
其中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区；
所述用户设备根据所述网络侧所选择的所述集群业务承载方式接收集群业务数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据网络侧基于接收到的所述区域标识信息所选择的集群业务承载方式接收集群业务数据包括：
所述集群业务承载方式为单播承载时，所述用户设备通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，
所述集群业务承载方式为MBMS承载时，所述用户设备通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述用户设备通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令的方式上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
8.一种用户设备，其特征在于，所述用户设备包括：
上报单元，用于准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备，在集群业务所在的MBSFN区域内外不同小区间移动时，上报所述用户设备的区域标识信息，以供网络侧根据接收到的所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载；
其中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区；
接收单元，用于根据所述网络侧所选择的所述集群业务承载方式接收集群业务数据。
9.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述接收单元，进一步用于所述集群业务承载方式为单播承载时，通过单播承载接收所述集群业务数据；或者，所述集群业务承载方式为MBMS承载时，通过MBMS承载接收所述集群业务数据。
10.根据权利要求8或9所述的用户设备，其特征在于，所述上报单元还包括：
判断子单元，用于通过以下任意一种方式判断是否离开所在的MBSFN区域：
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取配置MBMS参数的相关系统广播消息；
用户设备在本小区或相邻小区没有发现或无法读取多播控制信道MCCH；
用户设备在本小区或相邻小区通过读取系统广播消息，发现本小区或相邻小区所属于的MBMS业务区域不属于该集群业务的广播区域；
用户设备在本小区或相邻小区所读取MCCH中，没有该集群业务的配置参数。
11.根据权利要求8或9所述的用户设备，其特征在于，所述上报单元还包括：
上报子单元，用于上报所述用户设备的区域标识信息至少采用应用层信令或演进的分组系统EPS信令上报；
所述EPS信令包括：空口信令和演进的分组核心网EPC信令。
12.根据权利要求8或9所述的用户设备，其特征在于，所述区域标识信息为用户设备所在的小区标识。
13.根据权利要求8或9所述的用户设备，其特征在于，所述区域标识信息包括集群业务标识、布尔标识中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述区域标识信息还包括MBMS服务区域标识SAI、地理位置标识中的至少一种。
15.一种LTE集群通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
第一网元设备接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据；
其中，所述第一网元设备根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式包括：
第一网元设备根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载；
其中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则配置新建的MBSFN区域用于发送集群业务数据；否则，修改原MBSFN区域用于发送集群业务数据。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，所述第一网元设备通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据包括：
第一网元设备判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，所述第二网元设备修改MBSFN区域，所述第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
20.一种第一网元设备，其特征在于，所述第一网元设备包括：
信息接收单元，用于接收准备通过多媒体广播/多播服务MBMS承载接收集群业务数据的用户设备所上报的区域标识信息；
选择单元，用于根据所述区域标识信息选择集群业务承载方式；
发送单元，用于通过选择的集群业务承载方式发送集群业务数据；
其中，所述选择单元，进一步用于根据所述区域标识信息判断是否采用单播承载，如果判断出没有可用的MBMS承载或可建的MBMS承载，则选择所述集群业务承载方式为单播承载；否则，选择所述集群业务承载方式为MBMS承载；
其中，所述可用的MBMS承载为：用户设备在MBMS覆盖区域内，集群业务还未开始；
所述可建的MBMS承载为：用户设备不在MBMS覆盖区域，集群业务还未开始，网络能将用户设备所在小区配置为新的MBSFN区域或者扩大原有的MBSFN区域包含用户设备所在的小区。
21.根据权利要求20所述的第一网元设备，其特征在于，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动到MBSFN区域外，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则向第二网元设备发送指示信息；否则，通过单播承载发送集群业务数据。
22.根据权利要求21所述的第一网元设备，其特征在于，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备判断是否新建MBSFN区域，如果是，则指示给第一网元设备在新建的MBSFN区域发送集群业务数据；否则，指示给第一网元设备修改原MBSFN区域，并发送集群业务数据。
23.根据权利要求20所述的第一网元设备，其特征在于，所述发送单元，进一步用于在用户设备移动返回MBSFN区域内，发送所述区域标识信息的情况下，判断是否通过MBMS承载发送集群业务数据，若是，则通过MSMS承载发送集群业务数据；否则，向第二网元设备发送指示信息。
24.根据权利要求23所述的第一网元设备，其特征在于，所述第一网元设备还包括：
指示单元，用于在所述第一网元设备向第二网元设备发送指示信息后，由所述第二网元设备修改MBSFN区域，并指示给第一网元设备通过单播承载发送集群业务数据。
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