医疗体域网中的信道切换方法 |
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| 申请号 | CN201280018033.8 | 申请日 | 2012-03-29 | 公开(公告)号 | CN103493558A | 公开(公告)日 | 2014-01-01 |
| 申请人 | LG电子株式会社; | 发明人 | 林在元; 金瑞煜; 金奉会; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的公开提供一种用于医疗体域网（MBAN）的方法，以通过主机控制在MBAN系统中MBAN终端的信道切换，该MBAN终端使用第一频带的信道。该方法包括：从MBAN 控制器 接收与第二频带的每个信道的使用有关的信息；和基于接收到的与第二频带的每个信道的使用有关的信息，发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息。基于MBAN终端是否首先使用对应频带，来相互区分第一频带和第二频带。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种在MBAN（医疗体域网）系统中通过MBAN主机控制MBAN终端的信道切换的方法，所述MBAN终端使用第一频带的信道，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 医疗体域网中的信道切换方法技术领域[0001] 本发明涉及一种信道切换方法和设备，并且更加具体地，涉及用于将医疗体域网（MBAN）中的终端切换到具有不同频带的信道的方法和设备。 背景技术[0003] MBAN系统基于IEEE802.15.4在2360MHz至240MHz的带中操作，并且它的最大发射带宽被限制为5MHz。 [0004] 当以2360至2390MHz操作时，MBAN系统的传输功率具有1mW和10*log(B)dBm中较小的一个。这时，B是20dB发射带宽。当以230至2400MHz操作时，MBAN系统使用20mW和10*log(B)dBm中较小值作为其传输功率。这时，B是20dB发射带宽。 [0005] 2360至2400MHz是为另一无线通信系统分配的频带，并且MBAN系统基于无线识别技术操作。该无线识别技术指的是一种通信技术，其中网络或者无线通信设备主动感测并且确定周围通信环境以自适应地改变诸如频带、传输功率、以及编码方案的传输/接收特性，以便最佳通信。这时，除了别的之外，在装置想要使用的频带中感测到其它被许可的用户或者主要用户的使用之后，操作无线识别设备以不干扰其它用户的通信。 [0006] 对于这样的目的，在MBAN中，在2360至2390MHz的带中操作的情况下，原则上，MBAN设备在注册的医疗设施中操作。换言之，应与其它被许可的用户协作控制2360至230MHz的使用，并且当其它被许可的用户使用对应的带时，应在此带中初始化所有的操作，并且应通过新使用2390至2400MHz的带恢复操作。 [0007] 当MBAN设备移到外部时，它们的操作应被停止，或者在传输之前它们的传输带需要变成被用作基本带的2390至2400MHz的带。当以2390至2400MHz操作时，可以在没有对是否位于室内或者室外的限制的情况下使用MBAN设备。 [0008] 在传统的MBAN系统中，尚未对在上面描述的情形出现时对在2360至2390MHz带和2390至2400MHz带的一个中使用的信道切换到另一带的方法进行定义。 发明内容[0009] 技术问题 [0010] 因此，本公开的目的是建议用于MBAN的信道切换方法。本公开的另一目的是提供用于执行该方法的设备。 [0011] 技术解决方案 [0012] 为了实现上面的目的，根据本发明的实施例，提供一种在MBAN（医疗体域网）系统中通过MBAN主机控制MBAN终端的信道切换的方法，该MBAN终端使用第一频带的信道。该方法包括：从MBAN控制器接收与第二频带的每个信道的使用有关的信息；以及基于接收到的与第二频带的每个信道有关的信息发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息，其中基于MBAN终端是否可以首先使用对应带的频率来相互区分第一频带和第二频带。 [0013] 第一频带可以是在2360MHz和2390MHz之间的频带，并且第二频带可以是在2390MHz和2400MHz之间的频带。 [0015] 第一频带可以是在2390MHz和2400MHz之间的频带，并且第二频带可以是在2360MHz和2390MHz之间的频带。 [0016] 当除了MBAN系统之外的无线通信系统没有使用第二频带时，或者当具有对于第二频带的权限的无线通信系统允许MBAN系统的使用时，可以发生信道切换。 [0017] 与第二频带的每个信道有关的信息可以包括当每个信道是可用的时候的时间。 [0018] 发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括以广播方案发送信息。 [0019] 广播方案可以包括通过信标发送信息。 [0020] 发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括以单播方案发送信息。 [0021] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括推荐信道列表。 [0022] 推荐信道列表可以具有位图的形式。 [0023] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括一个特定的信道。 [0024] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括要首先搜索的一个特定信道，并且还包括当没有搜索到该特定信道时要搜索的信道的列表。 [0025] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括当MBAN终端要执行信道切换时的时间。 [0026] 当MBAN终端要执行信道切换时的时间可以被表示为特定的时间值。 [0027] 当MBAN终端要执行信道切换时的时间可以被表示为在关于要被切换到的信道的信息被发送之后的预定时间。 [0028] 根据本发明的另一实施例，可以提供一种MBAN（医疗体域网）主机。MBAN主机包括：控制器，该控制器控制使用第一频带的信道的MBAN终端的信道切换；和无线通信单元，该无线通信单元在控制器的控制下与MBAN终端通信，其中控制器从MBAN控制器接收与第二频带的每个信道的使用有关的信息，并且基于接收到的与第二频带的每个信道有关的信息来控制无线通信单元发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息，并且其中，取决于MBAN终端是否可以首先使用MBAN系统来相互区分第一频带和第二频带。 [0029] 与第二频带的每个信道有关的信息可以包括当每个信道是可用的时候的时间。 [0030] 控制器可以控制无线通信单元以广播方案发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息。 [0031] 广播方案可以包括通过信标发送信息。 [0032] 控制器可以控制无线通信单元以单播方案发送关于MBAN终端要被切换到的第二频带的信道的信息。 [0033] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括推荐信道列表。 [0034] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括一个特定的信道。 [0035] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括要首先搜索的一个特定信道，并且还包括当没有搜索到该特定信道时要搜索的信道的列表。 [0036] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括当MBAN终端要执行信道切换的时候的时间。 [0037] 有益效果 [0039] 图1图示基于IEEE802.15.4的网络拓扑的示例。 [0040] 图2图示在IEEE802.15.4系统中的协议栈结构。 [0042] 图4是图示在IEEE802.15.4系统中使用的信标帧的结构的视图。 [0043] 图5是图示IEEE802.15.4系统的信道布置的视图。 [0044] 图6是图示MBAN系统的信道布置的示例的视图。 [0045] 图7是图示根据本发明的实施例的MBAN信道切换方法的流程图。 [0046] 图8（a）至图8（c）是均图示根据本发明的实施例的包括信道切换信息的帧的一部分的视图。 [0047] 图9是图示根据本发明的实施例的信标帧的视图。 [0048] 图10是图示根据本发明的实施例的信道切换指示命令的一部分的视图。 [0049] 图11是图示根据本发明的实施例的MBAN终端和MBAN主机的框图。 具体实施方式[0050] 如在此所使用的，技术术语仅被用于描述预定的实施例并且不应被解释为对其限制。此外，如在此所使用的，除非另有定义，否则技术术语应被解释为本领域的技术人员通常理解的，并且不应被解释为过度地广泛或者狭窄。此外，当没有正确地表达本发明的精神时，如在此使用的技术术语应被理解为本领域的普通技术人员可以正确地理解的技术术语。此外，如在此使用的一般术语应被解释为在字典或者在上下文中所定义的，并且不应被解释为过度地狭窄。 [0051] 如在此所使用的，除非另有规定，否则单数形式也包括复数的形式。如在此所使用的，术语“包括”或者“包含”不应被解释为必须包括在此提出的所有的多个组件或者步骤，而是应被解释为能够进一步包括附加的组件或者步骤。 [0052] 此外，如在此使用的，如被用于组件的后缀“模块”或者“单元”被混合以简化起草本公开，并且不具有相互独立的或者区别的意义或者功能。 [0053] 此外，如在此所使用的，术语“第一”和“第二”可以被用于描述各种组件，但是这些组件不受其限制。术语仅被用于区别一个组件和另一个组件。例如，在没有脱离本发明的范围的情况下，第一组件也可以指的是第二组件，并且第二组件同样可以指的是第一组件。 [0055] 当本发明的详细描述被确定使本发明的要点不清楚时，则本发明的详细描述被跳过。此外，仅提供附图以给出对本发明的精神更好的理解，并且本发明不应受其限制。 [0056] 图1图示基于IEEE802.15.4的拓扑的示例。 [0057] 诸如FDD（全功能装置）和RFD（简化功能装置）的两种类型的装置可以参与IEEE802.15.4网络。FFD执行诸如网络的初始化、节点管理、或者存储节点信息的功能。允许其它的装置配置网络的FFD被称为“PAN（个人域网）协调器”。 [0058] FFD是可以执行协调器功能的装置，并且此装置可以配置各种类型的网络拓扑。FFD可以与FFD和RFD两者通信。FFD消耗相对多的功率以执行协调器功能并且从而通常被有线地供电。 [0059] 相反地，RFD是不能够执行协调器功能的装置并且是要通过FFD协调的目标。换言之，RFD仅与FFD通信并且FFD完全负责网络功能。因此，可以使用最小尺寸的栈结构，并且能够节省计算/存储资源。因此，就在发现PAN协调器并且向其发送数据之后，RFD可以自身与其断开并且进入省电（睡眠）模式，导致减少功率消耗并且延长电池使用。 [0060] 在图1中，“F”表示FFD，“R”表示RFD，并且“P”表示PAN协调器。 [0061] 图1图示通过IEEE802.15.4系统可以创建的两种类型的网络拓扑。图1的（a）图示星形网络的示例，并且图1的（b）图示点对点网络的示例。 [0062] 在星形拓扑中，仅在装置和PAN协调器之间执行通信。这时，装置是通信的开始点和结束点，而PAN协调器可以是开始点、结束点、或者路由器。 [0063] 在点对点拓扑中，每个装置可以与网络中的其它装置中的任意一个通信。因此，可以配置诸如网状网络的更加复杂的网络。 [0064] 星形网络可以操作装置使得它们的电池寿命持续时间长。点对点网络可以配置一个或者更多个数据传递路径，从而提供高的数据可靠性和接入识别率。 [0065] 图2图示IEEE802.15.4系统中的协议栈结构。 [0066] 如从图2中能够看到的，IEEE802.15.4协议栈由PHY（物理）层110、MAC（媒体接入控制）层120、以及上层130组成。 [0067] PHY层110包括RF收发器和它的有关的控制机构。MAC层120提供对物理信道的接入以用于数据传输。 [0068] 上层130由网络层和应用层组成。网络层提供诸如网络的配置、处理、或者消息路由的功能。应用层提供装置针对的功能。通过示例，取决于被安装在其中的程序的类型，即，取决于用于处理应用层数据的程序的类型，IEEE802.15.4装置100可以起到RFD（简化功能装置）、FFD（全功能装置）、或者协调器的作用。 [0069] 图3是图示在IEEE802.15.4系统中使用的超帧的结构的视图。 [0070] 取决于低功率要求，IEEE802.15.4系统包括通信时段（激活时段）和停用时段（inactive period）。激活时段和停用时段的重复周期被称为“占空比”。 [0071] 激活时段包括信标、CAP（竞争接入时段）、以及CFP（无竞争时段）并且数据传输最初在CAP中出现。 [0072] CFP包括GTS（保证时隙）并且各个GTS可以被指配给特定的装置，使得GTS可以被用于该装置与PAN协调器发送和接收数据。在一个PAN中可以支持高达7个GTS。 [0073] 为每个GTS所分配的是以GTS描述符的形式通过PAN协调器配置的。GTS描述符被包括在信标的GTS字段中并且通过PAN协调器进行发送。 [0074] 图4是图示在IEEE802.15.4系统中使用的信标帧的结构的视图。 [0075] 信标帧的每个字段遵循在IEEE802.15.4中的定义。 [0076] 特别地，为每个GTS所分配的是以GTS描述符的形式通过PAN协调器配置的。GTS描述符被包括在信标的GTS字段中并且通过PAN协调器进行发送。 [0077] 图5是图示802.15.4系统的信道布置的视图。 [0078] 如在图5中能够看到的，以2400MHz的带操作的IEEE802.15.4系统具有5MHz的信道间距。 [0079] 基于IEEE802.15.4系统的MBAN系统使用2360至2390MHz的带和2390至2400MHz的带。当在医疗设施中的MBAN终端被分配有来自于MBAN主机的信道并且操作（在下文中，“MBAN PAN协调器”、“PAN协调器”、以及“MBAN协调器”具有相同的意义）时，2360至2390MHz的带可以被使用。当MBAN终端不再能够从MBAN协调器接收关于MBAN信道的信息时或者当MBAN终端和协调器在医疗设施的外部操作时，使用2390至2400MHz的带。此外，2390至2400MHz的带也可以被用作MBAN系统的基本信道带。 [0080] 图6是图示MBAN系统的信道布置的示例的视图。 [0081] 在图6中标记了在2360至2400MHz的带中可用的MBAN的信道。在带中操作的MBAN终端有时候将具有2360至2390MHz的带的信道移位到具有2390至2400MHz的带的信道，或者反之亦然。例如，当除了在对应带的使用上具有优先级的MBAN系统之外的无线通信系统的用户（主要用户）应使用具有2360至2390MHz的带的信道时，MBAN系统的终端应将它的操作信道变成具有2390至2400MHz的带的信道。在上面的示例中，MBAN终端执行操作默认并且更改信道。 [0082] 在下文中，描述在2360至2390MHz的带与2390至2400MHz的带之间切换信道的方法。 [0083] 图7是图示根据本发明的实施例的MBAN信道切换方法的流程图。 [0084] MBAN主机200和MBAN终端100使用具有2360至2390MHz的带的信道或者具有2390至2400MHz的带的信道中的一个执行通信（S610）。这时，MBAN主机200和MBAN终端 100有时候需要将它们使用的信道切换到具有不同频带的信道。 [0085] 首先，描述操作信道从具有2360至2390MHz的带的信道切换到具有2390至2400MHz的带的信道的示例。这时，2360至2390MHz的带被称为第一频率带，并且2390至 2400MHz的带被称为第二频带。如上所述，第一频带和第二频带是基于MBAN终端是否可以首先使用对应频带来分类的。 [0086] 在MBAN主机200和MBAN终端100使用第一频带的信道相互通信的情况下，除了MBAN系统之外的无线通信系统的主要用户应使用第一频带，或者当MBAN终端移出指定区域时，例如，医疗设施外部时，MBAN主机200和MBAN终端100切换第二频带的信道并且然后使用切换的信道发送/接收数据。 [0087] 现在描述操作信道从具有2390至2400MHz的带的信道切换到具有2360至2390MHz的带的信道的示例。这时，2390至2400MHz的带被称为第一频带，并且2360至 2390MHz的带被称为第二频带。如上所述，第一和第二频带是取决于MBAN终端是否可以首先使用对应频带来分类的。 [0088] 在MBAN主机200和MBAN终端100使用第一频带的信道相互通信的情况下，当除了MBAN系统之外的无线通信系统的主要用户终止第二频带的使用或者由于其它原因发生而不能够使用第二频带（例如，当具有对于第二频带的权限的无线通信系统允许MBAN系统使用时），MBAN主机200和MBAN终端100可以切换到第二频带的信道并且然后可以使用切换的信道执行数据的发送/接收。 [0089] 通过MBAN控制器300收集和管理如上所述的关于各个频带的信道状态的信息，即，指示MBAN的2360至2390MHz的带和2390至2400MHz的带的信道中的哪一个并且何时可以是可用的信息。 [0090] MBAN控制器300可以包括：DB（数据库），该DB（数据库）存储和管理每个频带的信道状态；MBAN协调器，该MBAN协调器管理DB；以及MBAN控制点。在一个MBAN协调器下可以存在多个MBAN控制点，并且每个MBAN控制点可以控制一个或者更多个MBAN主机。可以在MBAN协调器中功能性地实现MBAN控制点，或者可以将其实现为在物理上与MBAN协调器分离的单独的硬件或者软件。 [0091] 在需要上面描述的信道切换的情况下，将与要被切换到的频带（第二频带）的每个信道有关的信息从MBAN控制器300传递到MBAN主机200（S620）。这时，与第二频带的每个信道的使用有关的信息可以从MBAN协调器通过MBAN控制点传送到MBAN主机200。在这样的情况下，可以以如在FCC（联邦通信委员会）中提出的电子密钥的形式将信道状态信息从MBAN协调器传递到MBAN控制点。 [0092] 当从MBAN控制器300接收与第二频带的每个信道有关的信息时，MBAN主机200基于与每个信道有关的信息，发送用于MBAN终端100要被切换到的第二频带的信道的信息（S640）。关于终端要切换到的第二频带的信道的信息可以包括要切换到的信道、切换的时间、以及执行信道切换的频带，并且参考图8对其详细描述。 [0093] 以广播方案或者以单播方案可以将MBAN终端要切换到的第二频带的信道的信息发送到MBAN终端100。以对应信息被包括在信标帧中并且被发送的方式执行广播方案。可以利用为信道切换而单独定义的命令和帧来执行单播方案。 [0094] 当从MBAN主机200接收要被切换到的第二频带的信道的信息时，MBAN终端100基于接收到的信息执行信道切换（S660）。当在指定的时间完成信道切换时，MBAN终端100通过改变的信道与MBAN主机200发送/接收数据（S680）。 [0095] 图8（a）至图8（c）是均图示根据本发明的实施例的包括信道切换信息的帧的一部分的视图。 [0096] 信道切换信息是如从MBAN主机200发送到MBAN终端100的用于要被切换到的不同频带（第二频带）的信道的信息。 [0097] 关于要被切换到的第二频带的信道的信息可以包括要被切换到的信道、用于切换的时间、以及执行信道切换的频带。要被切换到的信道可以是特定的信道、推荐信道的列表、或者其组合。用于切换的时间可以被表示为诸如协调的通用时间的绝对时间，或者以间接的方式被表示为与特定时间的时间差。 [0098] 图8（a）图示关于要被切换到的第二频带的信道的信息的示例。 [0099] 在图8（a）中，信道切换方法字段表示MBAN终端是否要从2390至2400MHz的带切换到2360至2390MHz的带或者从2360至2390MHz的带切换到2390至2400MHz的带。 [0100] 推荐信道列表字段表示在属于要被切换到的第二频带的信道当中要被切换到的信道。这时，对于所有的2360至2390MHz的带和2390至2400MHz的带的信道，可以以位图的形式表示推荐信道列表。通过这样做，可以表示MBAN终端被推荐切换到哪一个信道。根据MBAN的可用信道的数目确定位图的大小。在每个比特表示一个MBAN信道并且是“0”的情况下，其表示切换到对应信道是不可能的，并且在每个比特是“1”的情况下，其表示切换到对应信道是可能的。MBAN终端可以切换到由“1”指示的信道中的一个。 [0101] 由“0”表示的整个位图并不意味着没有一个信道可以被使用。在这样的情况下，如果存在以其它方式传送的信道信息，则执行到信道的切换，否则，MBAN终端搜索所有的信道并且应选择要切换到的有效的信道。有效的信道意指MBAN终端可以接入的信道并且通过该信道发送来自于MBAN主机的信号。 [0102] 为了MBAN主机使用推荐信道列表指示信道切换，MBAN终端应知道关于在MBAN终端要被切换到的第二频带中存在的信道的信息。 [0103] 剩余时间字段表示当MBAN终端应执行信道切换时的时间。这时，可以以其中特定时间被直接表示的绝对时间的形式，或者以指示在已经发送关于要被切换到的第二频带的信道的信息之后的预定时间应执行信道切换的形式，来表达剩余时间值。在剩余时间值以“在预定时间之后”形式表示的情况下，当剩余时间字段值是0时，这意指应立即进行信道切换。 [0104] 图8（b）图示关于要被切换到到第二频带的信道的信息的另一示例。 [0105] 在图8（b）中图示的示例中，不同于图8（a），MBAN主机通过信道编号将一个特定信道指定为要被切换到的信道。其它的字段值与在图8（a）中示出的相同。 [0106] 图8（c）图示关于要被切换到的第二频带的信道的信息的另一示例。 [0107] 在图8（b）的示例中，MBAN主机将推荐信道列表字段和信道编号字段两者发送到MBAN终端。在这样的情况下，为了信道切换，MBAN终端搜索由信道编号字段指定的特定字段。如果在以信道编号字段指定的特定信道中没有搜索到MBAN主机的信号，则搜索在推荐信道列表字段中指定的信道。 [0108] 图9是图示根据本发明的实施例的信标帧的视图。 [0109] 当MBAN主机200向MBAN终端100发送关于要被切换到的信道的信息时，可以使用广播方案。这时，可以以对应信息被包括在信标帧中并且被发送的方式进行广播方案。如从图9中能够看到的，MBAN主机200可以发送在IEEE802.15.4中定义的信标帧，包括信道切换方法字段、推荐信道列表字段和剩余时间字段。当接收到包括这些字段的信标时，MBAN终端可以进行如结合图7和图8在上面描述的信道切换。 [0110] 图10是图示根据本发明的实施例的信道切换指示命令的一部分的视图。 [0111] 当MBAN主机200向MBAN终端100发送关于要被切换到的信道的信息时，可以使用单播方案。通过利用为了信道切换而单独定义的命令或者帧可以执行单播方案。图10图示这样的信道切换命令的示例，其包括信道切换方法字段、推荐信道列表字段、以及剩余时间字段。当接收到包括字段的信道切换命令时，MBAN终端可以执行如结合图7和图8在上面描述的信道切换。 [0112] 图11是图示根据本发明的实施例的MBAN终端和MBAN主机的框图。 [0113] MBAN终端100可以包括存储器101、控制器102、以及无线通信单元103。 [0114] 存储器101可以存储在此建议的方法。存储器101也可以存储在控制器102的控制下接收到的信道组标识符。存储器101可以存储预设的信道组和被包括在信道组中的信道。 [0115] 控制器102控制MBAN终端的整体操作，并且控制存储器101和无线通信单元103。控制器102可以从MBAN主机接收关于要被切换到的不同频带（第二频带）的信道的信息。 这时，关于要被切换到的第二频带的信息可以包括要被切换到的信道属于的频带、特定的信道或者信道列表、或者用于切换的时间。 [0116] 控制器102可以基于接收到的关于要被切换到的第二频带的信道的信息来控制信道切换。 [0117] 无线通信单元103可以在控制器102的控制下探测MBAN系统的信道并且可以切换操作信道。这时，无线通信单元103可以探测一个特定的信道或者可以顺序地探测多个信道。 [0118] MBAN主机200可以包括存储器201、控制器202、以及无线通信单元203。 [0119] 存储器201可以存储在此建议的方法。存储器201可以在控制器202的控制下存储与MBAN频带的信道的使用有关的信息。即，存储器201可以存储诸如每个信道的使用状态或者可用时间的信息。 [0120] 控制器102控制MBAN主机200的整体操作并且控制存储器101和无线通信单元103。控制器102可以从MBAN控制器接收与MBAN频带的每个信道的使用有关的信息。控制器102可以基于接收到的信息生成关于MBAN终端要被切换到的信道的信息，并且可以将生成的信息发送到MBAN终端。这时，关于要被切换到的信道的信息可以包括要被切换到的信道属于的频带、特定的信道或者信道列表、以及用于切换的时间。 [0121] 控制器102可以以广播方案或者以单播方案发送关于要被切换到的信道的信息。在以广播方案发送信息的情况下，控制器102可以在信标帧中发送包括关于要被切换到的信道的信息的信息。 [0122] 无线通信单元203可以在控制器102的控制下通过指定的信道与MBAN终端通信。此外，无线通信单元203可以在控制器102的控制下通过物理信道发送信标和命令帧。 [0123] 可以以记录介质实现在此提出的各种实施例，可以使用软件、硬件、或者其组合通过计算机或者类似的装置读取该记录介质。 |
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