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基于多智能体近端策略优化的多信道动态频谱接入
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作者 陈平平 张旭 +2 位作者 谢肇鹏 丘毓萍 方毅 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1824-1831,共8页
为了在多用户多信道通信场景中应用动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access,DSA)技术提高通信效率,保证用户公平,本文基于多智能体近端策略优化(Multi-Agent Proximal Policy Optimization,MAPPO)提出了MAPPO-DSA算法.该算法首先针对单... 为了在多用户多信道通信场景中应用动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access,DSA)技术提高通信效率,保证用户公平,本文基于多智能体近端策略优化(Multi-Agent Proximal Policy Optimization,MAPPO)提出了MAPPO-DSA算法.该算法首先针对单信道接入在多个信道同时空闲时存在的频谱浪费问题,使用多信道接入作为解决方案.同时,多信道接入导致状态空间与动作空间指数增长,计算成本高,学习难度大.为此本文引入MAPPO深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)算法,在复杂环境中高效学习和优化接入策略.通过设计优化MAPPO中观测及奖励等强化学习要素和共享网络参数来保证用户公平.最后,在不同场景下的实验结果表明,所提出的MAPPO-DSA能够学习到近似最优的接入策略,部分场景中的网络吞吐量逼近理论上限,显著优于现有算法,且有效保证用户公平. 展开更多
关键词 动态频谱接入 深度强化学习 多智能体近端优化 多信道接入
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基于D3QN的认知物联网动态频谱接入
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作者 于越 陈玲玲 +1 位作者 刘文刚 冯琦 《信息技术与信息化》 2024年第12期69-72,共4页
认知无线电(cognitive radio,CR)融入物联网有利于减少大规模物联网部署的频谱稀缺性,而大规模物联网部署的核心技术是设计有效分配频谱的频谱接入算法。然而,随着认知物联网(cognitive-internet of things,C-IoT)网络的部分可观测信道... 认知无线电(cognitive radio,CR)融入物联网有利于减少大规模物联网部署的频谱稀缺性,而大规模物联网部署的核心技术是设计有效分配频谱的频谱接入算法。然而,随着认知物联网(cognitive-internet of things,C-IoT)网络的部分可观测信道和用户数量的增加,次用户以避免干扰和快速获取频谱状态信息。文章提出了一种基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的动态频谱接入(dynamic spectrum access,DSA)算法,该算法改进网络结构为双决斗深度Q网络(dueling double deep Q network,D3QN),适用于具有多个用户和信道的C-IoT网络。通过与Q-learning和DQN算法对比,仿真结果表明,该算法能够快速准确地进行DSA决策,显著提高网络信道容量。 展开更多
关键词 认知物联网 动态频谱接入 深度强化学习 C-IoT网络 D3QN
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一种基于可解释深度强化学习的动态频谱接入方法
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作者 耿凯 张建照 姚昌华 《电讯技术》 北大核心 2024年第12期1981-1989,共9页
针对基于强化学习的动态频谱接入模型性能有限、可解释性差的问题,提出了一种基于权重分析的动态频谱接入方法。采用储备池计算(Reservoir Computing,RC)网络来替代传统的深度Q学习网络(Deep Q-Learning Network,DQN),以简化网络结构并... 针对基于强化学习的动态频谱接入模型性能有限、可解释性差的问题,提出了一种基于权重分析的动态频谱接入方法。采用储备池计算(Reservoir Computing,RC)网络来替代传统的深度Q学习网络(Deep Q-Learning Network,DQN),以简化网络结构并提高计算效率。同时引入权重分析的可解释方法,通过生成热力图来反映神经网络对不同信道的认知和偏好,从而提高了模型的可解释性。仿真结果表明,在多用户环境中,该算法在平均成功率、平均碰撞率和平均奖励等关键指标上显著优于Q-Learning等传统强化学习算法。相较于DQN+MLP算法,该算法不仅加快了收敛速度,而且在平均成功率达到0.8、平均碰撞率接近0以及平均奖励等关键指标上的表现与之相当。 展开更多
关键词 动态频谱接入 可解释人工智能 储备池计算 深度强化学习
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基于动态频谱接入的应急移动通信系统 被引量:5
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作者 张静 汤红波 +1 位作者 童珉 冉晓旻 《电信科学》 北大核心 2008年第12期16-20,共5页
新兴的动态频谱接入(DSA)技术可以解决频谱稀缺问题。本文在研究荷兰典型的下一代应急网络xGEN的基础上,分析了DSA在应急通信网络中的应用需求,设计了分级混合网络架构的DSA应急移动专用通信网络及其基于软件无线电(SDR)平台的快速可重... 新兴的动态频谱接入(DSA)技术可以解决频谱稀缺问题。本文在研究荷兰典型的下一代应急网络xGEN的基础上,分析了DSA在应急通信网络中的应用需求,设计了分级混合网络架构的DSA应急移动专用通信网络及其基于软件无线电(SDR)平台的快速可重配置的应急终端结构,并探讨了DSA设备特有的动态频谱管理功能实现的关键技术。 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 应急通信 下一代应急网络
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基于学习策略的动态频谱接入信道选择及系统性能 被引量:4
5
作者 叶芝慧 冯奇 王健 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1041-1046,共6页
为了提高认知无线网络的丢包率和吞吐量性能,运用基于学习策略的动态频谱接入方法感知授权信道.在已知主用户先验信息的条件下,认知用户根据主用户信号忙闲的统计特性,按照空闲状态概率从高到低的顺序依次对目标授权信道进行频谱感知,... 为了提高认知无线网络的丢包率和吞吐量性能,运用基于学习策略的动态频谱接入方法感知授权信道.在已知主用户先验信息的条件下,认知用户根据主用户信号忙闲的统计特性,按照空闲状态概率从高到低的顺序依次对目标授权信道进行频谱感知,并接入第1个检测到的空闲信道.针对固定速率和可变速率2种业务类型,分别考察了认知无线网络的丢包率和吞吐量性能.在未知主用户先验统计特性的条件下,认知用户的平均错误预测概率直接影响着系统性能.仿真结果表明,与随机频谱感知性能相比,基于机器学习和预测的频谱感知的丢包率和吞吐量性能均有所提高.认知用户基于学习策略的动态频谱接入信道选择方法可以有效利用频谱空穴,提高系统频带利用率. 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 信道选择 丢包率 吞吐量
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基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略 被引量:4
6
作者 肖楠 梁俊 刘玉磊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期788-795,共8页
针对固定频谱感知信道接入机制授权信道分配效率低的问题,提出一种多用户场景下基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略.该策略根据认知用户接入请求等级与空闲频谱发现概率为认知用户动态分配感知信道数量,首先分析了认知用户... 针对固定频谱感知信道接入机制授权信道分配效率低的问题,提出一种多用户场景下基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略.该策略根据认知用户接入请求等级与空闲频谱发现概率为认知用户动态分配感知信道数量,首先分析了认知用户的最佳感知频谱分配数量,在此基础上通过建立认知用户信道接入模型和授权信道可用度更新机制,设计了一种动态感知频谱分配策略,并采用短视策略对网络吞吐量进行了分析.仿真结果表明,所提信道接入策略要比现有认知无线网络信道接入策略提高了网络吞吐量和认知用户接入的公平性,降低了认知用户的平均接入时延. 展开更多
关键词 认知无线电 动态分配 频谱感知 信道接入 吞吐量
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认知mesh网络服务区分的动态频谱接入策略 被引量:2
7
作者 李瑞芳 刘泉 李仁发 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期69-76,共8页
动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优... 动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优先级业务采取不同的信道接入方案,实时业务依据最优传输延迟期望选择接入信道集合,在减小传输延迟的同时降低数据传输过程授权用户出现的概率,普通业务选择最优理想传输成功概率的信道,降低信道切换概率。理论与实验结果表明,与传统的认知网络频谱接入策略相比,提出的策略能提供不同业务的服务区分,满足实时业务的低延迟需求,降低数据传输的中断率,同时在授权信道空闲率与网络负载较大时吞吐量性能较优。 展开更多
关键词 认知mesh网络 动态频谱接入 服务区分
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动态频谱接入中的侦测与避让技术 被引量:3
8
作者 时颖 林茂六 《电信科学》 北大核心 2010年第3期35-40,共6页
动态频谱接入技术对频谱实行动态管理,允许未授权用户在无干扰的情况下使用已授权用户的闲置频带,是解决现今无线频谱资源紧缺和利用率低等难题的有效途径,已成为无线通信领域的研究热点。本文介绍了动态频谱接入的侦测与避让方法,分析... 动态频谱接入技术对频谱实行动态管理,允许未授权用户在无干扰的情况下使用已授权用户的闲置频带,是解决现今无线频谱资源紧缺和利用率低等难题的有效途径,已成为无线通信领域的研究热点。本文介绍了动态频谱接入的侦测与避让方法,分析和讨论了各自的优缺点,并指出动态频谱接入需要进一步研究的问题和可能的发展方向。 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 侦测 避让
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智能电网异构通信网络环境下的动态频谱接入技术探讨 被引量:1
9
作者 周静 陈希 +1 位作者 赵子岩 卢利峰 《电信科学》 北大核心 2010年第S3期126-129,共4页
未来智能电网通信网络将是一个使用各种不同通信技术实现网络覆盖和业务提供的异构网络环境。现有的无线资源管理机制已经不能适应未来无线网络的发展需求。本文探讨了适合未来智能电网无线通信网络发展的特点以及电力企业环境特点的无... 未来智能电网通信网络将是一个使用各种不同通信技术实现网络覆盖和业务提供的异构网络环境。现有的无线资源管理机制已经不能适应未来无线网络的发展需求。本文探讨了适合未来智能电网无线通信网络发展的特点以及电力企业环境特点的无线资源管理机制。本文基于IEEE P1900.4提供标准化模块,构建了电力通信网无线频谱管理体系架构,其主要目标是实现在智能电网异构通信环境下对各种无线资源的合理配置和优化。 展开更多
关键词 智能电网 异构网络 优化 IEEEP1900.4 动态频谱接入
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认知MIMO无线网络中的多买家动态频谱接入技术 被引量:1
10
作者 钟卫 徐友云 +2 位作者 陈晶晶 黄龙 张旺 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 北大核心 2014年第1期1-6,共6页
研究了认知MIMO无线网络中基于博弈论的动态频谱接入技术,以使得具有不同风险偏好的次级用户(买家)可以动态地选择竞标策略,同时主用户也可以根据系统情况,自适应地调整拍卖机制。基于非合作博弈设计了一个有限离散博弈模型,该博弈至少... 研究了认知MIMO无线网络中基于博弈论的动态频谱接入技术,以使得具有不同风险偏好的次级用户(买家)可以动态地选择竞标策略,同时主用户也可以根据系统情况,自适应地调整拍卖机制。基于非合作博弈设计了一个有限离散博弈模型,该博弈至少有一个混合策略的纳什均衡。基于自动学习机的概念,设计了一个有限反馈的分布式随机学习算法。仿真结果表明,所设计的算法具有良好的性能,与传统的固定竞拍机制和随机的选择竞价策略相比,该算法能够帮助主用户获得更高的利润,且让次级用户根据自身的风险偏好,选择一个合理的竞拍策略。 展开更多
关键词 认知MIMO 动态频谱接入 拍卖机制 学习自动机
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基于预留最优信道机制的CR动态频谱接入研究 被引量:1
11
作者 徐昌彪 袁伟 +1 位作者 鲜永菊 张坤 《电信科学》 北大核心 2011年第7期74-79,共6页
在认知无线电网络中,如何提高次用户的性能是当前研究的热点。针对等级覆盖式频谱接入模型进行研究分析,考虑了动态频谱切换过程,建立三维的持续时间马尔可夫链模型,计算出切换概率、阻塞概率、掉线概率,并综合分析各个参数对这些概率... 在认知无线电网络中,如何提高次用户的性能是当前研究的热点。针对等级覆盖式频谱接入模型进行研究分析,考虑了动态频谱切换过程,建立三维的持续时间马尔可夫链模型,计算出切换概率、阻塞概率、掉线概率,并综合分析各个参数对这些概率的影响。同时提出为主用户预留最优信道数的方案,数值结果表明此方案能有效降低次用户的切换概率和掉线概率,使次系统的切换概率、阻塞概率、掉线概率更加均衡,且提高了次用户系统的接入容量。 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 马尔可夫链
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基于规则的动态频谱接入研究 被引量:1
12
作者 杜浩 毕大平 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第4期77-81,共5页
动态频谱接入面临的关键技术之一是对接入时机和方式进行有效地管控,防止由于频谱的接入使用过于灵活造成用频的干扰和混乱。将频谱接入的时间和方式给予规则上的约束和指导,基于规则构建动态频谱管理框架可以有效实现频谱的实时管控。... 动态频谱接入面临的关键技术之一是对接入时机和方式进行有效地管控,防止由于频谱的接入使用过于灵活造成用频的干扰和混乱。将频谱接入的时间和方式给予规则上的约束和指导,基于规则构建动态频谱管理框架可以有效实现频谱的实时管控。对动态频谱接入的规则及表述方式进行了讨论,分析了基于规则的动态频谱接入过程,最后结合美军XG项目的试验结果分析了基于规则的动态频谱接入的应用前景。 展开更多
关键词 动态频谱接入 规则 认知无线电 频谱管理
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动态频谱接入的Q学习优化算法 被引量:1
13
作者 黄影 严定宇 李男 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期179-183,共5页
在认知无线电网络的中心架构下针对网络整体性能和用户需求,提出一种基于Q学习的动态频谱接入优化算法.该算法通过认知用户根据Q学习算法提出信道申请和控制节点;根据网络整体性能处理申请两个主要步骤的实施,完成动态频谱的接入.仿真... 在认知无线电网络的中心架构下针对网络整体性能和用户需求,提出一种基于Q学习的动态频谱接入优化算法.该算法通过认知用户根据Q学习算法提出信道申请和控制节点;根据网络整体性能处理申请两个主要步骤的实施,完成动态频谱的接入.仿真与分析表明,该优化算法在满足用户频谱需求的同时使得网络整体性能得到明显的改善. 展开更多
关键词 认知无线电网络 动态频谱接入 Q学习
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基于竞争双深度Q网络的动态频谱接入 被引量:3
14
作者 梁燕 惠莹 《电讯技术》 北大核心 2022年第12期1715-1721,共7页
针对多信道动态频谱接入问题,建立了存在感知错误与接入碰撞的复杂信道场景,提出了一种结合双深度Q网络和竞争Q网络的竞争双深度Q网络学习框架。双深度Q网络将动作的选择和评估分别用不同值函数实现,解决了值函数的过估计问题,而竞争Q... 针对多信道动态频谱接入问题,建立了存在感知错误与接入碰撞的复杂信道场景,提出了一种结合双深度Q网络和竞争Q网络的竞争双深度Q网络学习框架。双深度Q网络将动作的选择和评估分别用不同值函数实现,解决了值函数的过估计问题,而竞争Q网络解决了神经网络结构优化问题。该方案保证每个次要用户根据感知和回报结果做出频谱接入决策。仿真结果表明,在同时存在感知错误和次要用户冲突的多信道情况下,竞争双深度Q网络相比于同类方法具有较好的损失预测模型,其回报更稳定且提高了4%。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 动态频谱接入 深度强化学习 竞争双深度Q网络
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动态频谱技术接入研究 被引量:1
15
作者 陈云 代海丽 杨军 《信息技术》 2010年第6期164-168,共5页
目前认知无线电技术受到了极大的关注,其中的动态频谱分配问题是不得不面对的一个问题。讨论了动态频谱接入的分类,尤其是讨论了机会式频谱接入,包括其基本组成以及各组成部分的功能,并提出了实现这些功能的过程中遇到的挑战。将对今后... 目前认知无线电技术受到了极大的关注,其中的动态频谱分配问题是不得不面对的一个问题。讨论了动态频谱接入的分类,尤其是讨论了机会式频谱接入,包括其基本组成以及各组成部分的功能,并提出了实现这些功能的过程中遇到的挑战。将对今后动态频谱接入的进一步研究起到积极的促进作用。 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 动态频谱分配 机会式频谱接入
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动态频谱接入中基于最小贝叶斯风险的稳健频谱预测 被引量:1
16
作者 陈曦 杨健 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期734-742,共9页
针对频谱感知错误累积造成频谱预测性能恶化问题,该文提出一种基于最小贝叶斯风险的稳健频谱预测策略。分布拟合检验表明频谱预测输出服从正态分布,定义频谱预测输出的贝叶斯风险函数,证明使贝叶斯风险函数最小的频谱预测输出判决门限... 针对频谱感知错误累积造成频谱预测性能恶化问题,该文提出一种基于最小贝叶斯风险的稳健频谱预测策略。分布拟合检验表明频谱预测输出服从正态分布,定义频谱预测输出的贝叶斯风险函数,证明使贝叶斯风险函数最小的频谱预测输出判决门限将使频谱预测的均方误差最小,求得了使贝叶斯风险最小的最优判决门限,构建稳健频谱预测策略。仿真结果表明,与固定判决门限的神经网络频谱预测相比,稳健频谱预测策略改进了频谱感知错误下的频谱预测性能,改善了非授权用户的动态频谱接入性能。 展开更多
关键词 动态频谱接入 稳健频谱预测 神经网络 贝叶斯风险 预测准确率
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基于发射功率控制的动态频谱接入筛选算法
17
作者 李莉 刘晶 +1 位作者 周小平 凌洪涛 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期835-840,共6页
使用功率和频谱效用损失异步牵制的迭代算法对认知无线电链路发射机端进行动态发射功率控制,改变链路接收机端的信号干扰噪声比,从而得到认知无线电链路的最优功率分布,实现频谱资源的合理利用.为进一步减少认知无线电链路间的干扰,提... 使用功率和频谱效用损失异步牵制的迭代算法对认知无线电链路发射机端进行动态发射功率控制,改变链路接收机端的信号干扰噪声比,从而得到认知无线电链路的最优功率分布,实现频谱资源的合理利用.为进一步减少认知无线电链路间的干扰,提出一种接入筛选机制.针对认知无线电链路干扰值的不确定性,用干扰值的概率分布进行描述,计算与干扰值概率分布相对应的信息熵,从而选择出接入筛选机制中需要的自适应干扰阈值.仿真结果表明:当认知无线电链路为40条时,该方案使系统中总干扰从3mW降到0.5mW. 展开更多
关键词 认知无线电链路 动态发射功率 频谱效用 干扰阈值 接入筛选机制
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基于认知无线电技术的动态频谱接入 被引量:4
18
作者 邱晶 《移动通信》 2008年第18期39-42,共4页
文章介绍了基于认知无线电的动态频谱接入技术,并对其网络架构、关键技术以及目前的研究现状进行了详细分析。在此基础上探讨了动态频谱接入网络中采用跨层协议设计方法的必要性。
关键词 动态频谱接入 认知无线电 网络架构
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动态频谱接入网络的路由技术研究
19
作者 何照盼 张静 程楠 《电信科学》 北大核心 2010年第2期37-41,共5页
新一代宽带无线通信网络迫切需要引入认知无线电技术以提升系统性能。针对动态频谱接入(DSA)的无线网络环境,首先探讨了其路由技术研究所面临的新挑战,然后以体现动态频谱管理特征的独特分类方式,分析了其路由技术研究的最新进展,最后... 新一代宽带无线通信网络迫切需要引入认知无线电技术以提升系统性能。针对动态频谱接入(DSA)的无线网络环境,首先探讨了其路由技术研究所面临的新挑战,然后以体现动态频谱管理特征的独特分类方式,分析了其路由技术研究的最新进展,最后展望了路由技术研究的未来发展方向。 展开更多
关键词 认知无线电 动态频谱接入 多跳网络 跨层设计 路由
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无线网络中基于图型演化博弈的动态频谱接入机制
20
作者 李方伟 袁迎慧 朱江 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1-9,共9页
无线网络中,为了实现用户高效的数据传输,针对用户的有限理性特性,提出了一种基于图型演化博弈的动态频谱接入机制,而图型博弈可以较好地反映用户之间真实的博弈关系。同时设计了一种动态频谱接入算法和与之对应的动态方程以降低博弈的... 无线网络中,为了实现用户高效的数据传输,针对用户的有限理性特性,提出了一种基于图型演化博弈的动态频谱接入机制,而图型博弈可以较好地反映用户之间真实的博弈关系。同时设计了一种动态频谱接入算法和与之对应的动态方程以降低博弈的复杂度,而且能以较快的速度收敛到Nash均衡并获得较高的系统吞吐量和效用。理论证明该动态方程具有全局逐步稳定性,当用户发生局部的理性偏移时依然能够保证较快收敛和较小性能偏离。仿真对比验证了该机制的上述优势。 展开更多
关键词 动态频谱接入机制 图型演化博弈 动态方程 NASH均衡
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