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基于蚁群算法的水声传感器网络信号检测方法 被引量:3
1
作者 孔德川 王建平 陈伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第8期100-104,共5页
水声传感器网络基于声纳通信,其数据传输延迟大,节点部署困难,数据误码率高。传统的信号检测技术在水声传感器网络中存在计算复杂度和检测误码率较高的问题,不利于网络节点的设计和节能。文中基于球型解码方法,提出了采用蚁群算法进行... 水声传感器网络基于声纳通信,其数据传输延迟大,节点部署困难,数据误码率高。传统的信号检测技术在水声传感器网络中存在计算复杂度和检测误码率较高的问题,不利于网络节点的设计和节能。文中基于球型解码方法,提出了采用蚁群算法进行搜索树求解的信号优化检测方法。实验对比了ML、V-BLAST、SD 3种信号检测方法和文中算法。仿真结果表明,文中提出的信号检测方法兼顾了计算复杂度和误码率。 展开更多
关键词 水声传感器网络(uasns) 蚁群算法 信号检测
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水声传感器网络拓扑控制技术综述 被引量:5
2
作者 孙力娟 刘林峰 +1 位作者 杜晓玉 肖甫 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2012年第5期20-25,共6页
水声传感器网络作为一种新型的无线传感器网络,将在诸多水下监测应用中发挥重要作用。鉴于水介质的特殊性和复杂性,水声传感器网络与传统无线传感器网络存在很大的差异。拓扑控制技术是水声传感器网络的核心组网技术。文中总结和分析了... 水声传感器网络作为一种新型的无线传感器网络,将在诸多水下监测应用中发挥重要作用。鉴于水介质的特殊性和复杂性,水声传感器网络与传统无线传感器网络存在很大的差异。拓扑控制技术是水声传感器网络的核心组网技术。文中总结和分析了水声传感器网络领域中拓扑控制技术的现有研究成果,阐述了多种受研究者关注较多的典型问题和解决方法,并指出其中有待解决的问题,进而归结了拓扑控制技术设计中需考虑的因素,最后探讨了今后应研究的问题,指明了该领域中下一步研究的重点和难点。 展开更多
关键词 水声传感器网络 拓扑控制 节点移动
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能量高效的水声传感器网络多跳非均匀分簇算法 被引量:8
3
作者 雷辉 姜卫东 郭勇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第1期124-126,134,共4页
针对现有水声传感器网络(UW-ASN)分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出了一种能量高效的多跳非均匀分簇(EEMUC)路由算法。通过节点到基站的物理距离建立网络非均匀分层模型,各层区域内的节点根据综合属性值选择簇头,靠近基站的簇的规... 针对现有水声传感器网络(UW-ASN)分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出了一种能量高效的多跳非均匀分簇(EEMUC)路由算法。通过节点到基站的物理距离建立网络非均匀分层模型,各层区域内的节点根据综合属性值选择簇头,靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇。簇间采用多跳路由方式传送数据,从而均衡了簇头的能耗。实验结果表明,所提算法在簇头数目和节点的剩余能量等性能方面优于低能耗自适应分簇路由(LEACH)和能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法,从而提高了水声传感器网络的能量效率,并延长了网络的生命周期。 展开更多
关键词 水声传感器网络 能效 多跳 非均匀分簇
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面向海洋监测的水声传感器网络节点定位算法 被引量:3
4
作者 陈秋丽 何明 +2 位作者 王琰 陈希亮 王立辉 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期29-32,共4页
为解决面向海洋监测应用的大规模水声传感器网络的节点定位问题,首先,采用整数线性规划理论,提出了多目标约束的水面网关优化部署策略;其次,针对水声传感器网络不同节点的特点,设计不同的定位方案,提出了有预测性的水声传感器网络节点... 为解决面向海洋监测应用的大规模水声传感器网络的节点定位问题,首先,采用整数线性规划理论,提出了多目标约束的水面网关优化部署策略;其次,针对水声传感器网络不同节点的特点,设计不同的定位方案,提出了有预测性的水声传感器网络节点部署算法。仿真实验验证了该方法的可行性与有效性,结果表明,该算法能明显提升节点的定位范围,降低通信能耗,减小定位误差,为水声传感器网络的海洋大规模部署提供相应技术指导。 展开更多
关键词 水声传感器网络 水面网关部署 节点部署 移动预测
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低时延能耗均衡的水声传感器网络簇间路由算法 被引量:4
5
作者 姜卫东 雷辉 郭勇 《声学技术》 CSCD 2014年第2期176-179,共4页
针对水声传感器网络的簇间路由选择问题,提出了一种基于前向网关的低时延能耗均衡路由算法,该算法采用最优方向角原则和能耗均衡原则选择中继簇头和中继网关,以减小长延迟和高能耗对水声通信的影响。仿真结果表明该算法在网络平均能耗... 针对水声传感器网络的簇间路由选择问题,提出了一种基于前向网关的低时延能耗均衡路由算法,该算法采用最优方向角原则和能耗均衡原则选择中继簇头和中继网关,以减小长延迟和高能耗对水声通信的影响。仿真结果表明该算法在网络平均能耗、端到端时延和网络生命周期等方面具有较好的性能。 展开更多
关键词 水声传感器网络 路由算法 时延 能耗
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一种基于水声信道的无线传感器网络路由协议 被引量:9
6
作者 王锦程 李德识 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期107-110,共4页
以无线传感器网络的水下应用所面对的挑战为背景,针对水声信道的传输特点,在最小代价算法和目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议的基础上,提出了一种均衡节点能耗的路由协议算法。该协议按照最小... 以无线传感器网络的水下应用所面对的挑战为背景,针对水声信道的传输特点,在最小代价算法和目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议的基础上,提出了一种均衡节点能耗的路由协议算法。该协议按照最小能量代价建立多跳路由表,从而在数据传送时能够均衡各节点的能量消耗,达到延长网络生命周期的目的。仿真结果表明,相对于DSDV协议,本文提出的协议能够实现能量均衡,有效的延长网络生存周期。 展开更多
关键词 传感器网络 水声信道 路由协议
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三维水声传感器网络中高效路由协议的研究 被引量:8
7
作者 徐明 刘广钟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第10期90-93,124,共5页
近年来,三维水声传感器网络在学术界和工业界引起了极大的关注。在被监测海域部署三维水声传感器网络,可以解决二维水声传感器网络节点无法充分观测的问题。为了实现三维水声传感器网络在新环境中的水下监测,需要解决一系列的问题。其中... 近年来,三维水声传感器网络在学术界和工业界引起了极大的关注。在被监测海域部署三维水声传感器网络,可以解决二维水声传感器网络节点无法充分观测的问题。为了实现三维水声传感器网络在新环境中的水下监测,需要解决一系列的问题。其中,由于监测区域环境的限制以及水声传感器节点的特殊性,需要设计高效的路由协议来保证数据包在各节点之间正确转发。首先提出一种基本地理位置路由协议。在此基础上,设计一种自适应路由协议,以较好地适应三维水声传感器网络中部分节点失效的情况。通过仿真实验发现,自适应路由协议可以在数据包传送率、端到端延时和网络吞吐量指标上达到平衡,而基本地理位置路由协议在端到端延时指标上可获得更好的性能。 展开更多
关键词 水声传感器网络 三维 路由协议
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基于负载平衡的水声传感器网络生存期延长策略 被引量:3
8
作者 张光旭 窦金凤 +1 位作者 郭忠文 刘高岭 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第B06期110-112,115,共4页
网络生存期是衡量水声传感器网络的一个主要性能指标。采用多跳传输机制的水声传感器网络中,靠近基站的节点最先耗尽能量,导致网络生存期缩短,针对这一问题,提出了一种网络生存期延长策略。该策略将圆形的网络区域划分成n个环,使最内环... 网络生存期是衡量水声传感器网络的一个主要性能指标。采用多跳传输机制的水声传感器网络中,靠近基站的节点最先耗尽能量,导致网络生存期缩短,针对这一问题,提出了一种网络生存期延长策略。该策略将圆形的网络区域划分成n个环,使最内环每个节点负载最小,给出了最优传输距离,为了平衡负载,采用直跳和多跳混合传输的机制,优化网络生存期。仿真结果表明,网络生存期提高显著。 展开更多
关键词 水声传感器网络 网络生存期 负载平衡
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水声传感器网络基于深度信息的安全路由协议 被引量:5
9
作者 彭春燕 杜秀娟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期76-81,共6页
水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs)具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议... 水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs)具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议相对较为节能,安全性分析表明该算法能够有效保证节点身份、路由和数据等关键信息的私密性,利用NS2网络仿真软件对路由协议的时延、能耗和数据包交付率进行了仿真,仿真结果表明该安全路由协议能适用于水声传感器网络中。 展开更多
关键词 水声传感器网络 网络安全 路由协议 深度信息
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基于虚拟力和果蝇优化算法混合控制水声传感器网络部署策略 被引量:6
10
作者 张颖 乔运龙 张海洋 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期715-721,共7页
提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果... 提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果蝇算法对水声传感器网络进行重部署,同时分析了算法的移动部署能耗问题.仿真结果表明,该算法在相同能耗下能够得到更高的网络有效覆盖率. 展开更多
关键词 水声传感器网络 部署优化 虚拟力 果蝇优化算法
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基于水声传感器网络的多路径协同多跳通信研究 被引量:5
11
作者 李宇 黄海宁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2010年第5期324-329,共6页
针对水声网络高误码、大时延的特点,借鉴提出了一种多路径协同多跳通信协议,该协议通过多路径、多节点的协同多跳中继通信以及冗余判决,来完成网络中端对端的远程数据传输。通过数值仿真试验分析表明:与普通的点对点直接通信和单路径多... 针对水声网络高误码、大时延的特点,借鉴提出了一种多路径协同多跳通信协议,该协议通过多路径、多节点的协同多跳中继通信以及冗余判决,来完成网络中端对端的远程数据传输。通过数值仿真试验分析表明:与普通的点对点直接通信和单路径多跳中继通信方式相比,此协议具有低误码、高能效的特点(距离与能量相同时,误码率低一至两数量级;限定误码率时,每比特能耗降低一个数量级),能够减少数据重发几率,提高网络的通信效率和工作寿命,特别适于水声传感器网络应用。 展开更多
关键词 水声传感器网络 多路径 协同多跳 水声通信
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用于水声传感器网络自组织的询问式泛洪广播算法 被引量:2
12
作者 肖东 魏丽萍 +2 位作者 陈庚 陈岩 马力 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第1期58-64,共7页
水声传感器网络(Underwater acoustic sensor networks,UASN)通常由随机散布的传感器节点组成。需要通过自组织算法将这些节点组成具有一定功能的网络。目前,已有较多成熟的用于陆地无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)的自... 水声传感器网络(Underwater acoustic sensor networks,UASN)通常由随机散布的传感器节点组成。需要通过自组织算法将这些节点组成具有一定功能的网络。目前,已有较多成熟的用于陆地无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)的自组织算法。但水声通信中存在的严重的传播损失、较高的背景噪声、有限的通信带宽、较长的传播时延、复杂的多途信道等,使得大多数适用于WSN的自组织算法难以适用于UASN。本文提出了一种改进的自组织算法,在简单泛洪广播算法中附加一段询问过程。通过OPNET仿真证明了在相同的条件下,相比于简单泛洪与概率泛洪广播算法,本算法可以在较短的时间内建立起有效路由,降低了水声网络在自组织阶段的能量消耗。 展开更多
关键词 水声传感器网络 自组织算法 泛洪广播
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基于Aqua-Sim的水声传感器网络MAC层协议分析 被引量:2
13
作者 李莉 杨丽娟 +1 位作者 李钢 赵静 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第5期52-54,58,共4页
分析了水声传感器网络中MAC层协议的特点和分类。利用基于NS2的Aqua-Sim水声网络仿真模拟软件仿真了Broadcast MAC协议和R-MAC协议在五个节点的集中式拓扑结构的水声传感器网络中的传输过程,分析比较了两种协议在平均数据包延时、平均... 分析了水声传感器网络中MAC层协议的特点和分类。利用基于NS2的Aqua-Sim水声网络仿真模拟软件仿真了Broadcast MAC协议和R-MAC协议在五个节点的集中式拓扑结构的水声传感器网络中的传输过程,分析比较了两种协议在平均数据包延时、平均能量消耗以及平均吞吐量上的异同。得出在集中式拓扑结构的水声传感器子网中,Broadcast MAC协议更适合于要求较高吞吐量的应用环境,而R-MAC协议更适合于在能量消耗方面有严格要求的应用环境。 展开更多
关键词 水声传感器网络 MAC协议 仿真 Aqua-Sim
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水声传感器网络数据可靠传输协议IPool-ADELIN的研究 被引量:2
14
作者 蔡绍滨 高振国 姚念民 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1937-1940,共4页
ADELIN(ADaptive rELIable traNsport protocol)协议利用冗余传输节点来增强了水声传感器网络数据传输的可靠性.下游节点实际上已经接到冗余节点转发的绝大多数数据包.本文提出了基于IPool(Improved Pool)节点的IPool-ADELIN协议.通过... ADELIN(ADaptive rELIable traNsport protocol)协议利用冗余传输节点来增强了水声传感器网络数据传输的可靠性.下游节点实际上已经接到冗余节点转发的绝大多数数据包.本文提出了基于IPool(Improved Pool)节点的IPool-ADELIN协议.通过监听节点的数据传输,IPool节点不但能够在链路状态较差时进行链路维护,而且能够只转发没有被数据包暗示响应的数据包.数学分析和仿真结果表明,和ADELIN协议相比,IPool-ADELIN协议具有更高的数据到达率和更低的数据传输能耗. 展开更多
关键词 水声传感器网络 数据传输 可靠性 IPool节点
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基于进化博弈论的水声传感器网络介质访问控制协议 被引量:2
15
作者 徐明 刘广钟 孙伟 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第11期3160-3163,共4页
为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡... 为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡,提高信道利用率和数据传输效率,进而实现MAC协议的性能优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络MAC协议相比,基于进化博弈论的MAC协议可以提高网络吞吐量以及数据包发送成功率。 展开更多
关键词 水声传感器网络 介质访问控制协议 进化博弈论 时延 复用
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一种用于格型拓扑的水声传感器网络TDMA协议 被引量:2
16
作者 钟永信 黄建国 韩晶 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1774-1778,共5页
由于海洋信道恶劣的传输条件,使设计可靠且有效的水声传感器网络MAC协议面临极大的挑战。该文针对六角格型网络的结构特点提出了G-TDMA协议,该协议通过对时隙的空间复用,提高了信道资源的利用率;并且在数据帧的发送过程中完成网络节点... 由于海洋信道恶劣的传输条件,使设计可靠且有效的水声传感器网络MAC协议面临极大的挑战。该文针对六角格型网络的结构特点提出了G-TDMA协议,该协议通过对时隙的空间复用,提高了信道资源的利用率;并且在数据帧的发送过程中完成网络节点间的同步,从而降低同步开销;同时根据水声信道的高传输延时和起伏特性,加入了保护时间以避免数据冲突。仿真结果表明,在水声信道条件下该协议可有效地改善网络性能。 展开更多
关键词 水声传感器网络 格型拓扑 MAC协议 时分复用
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负载均衡的水声传感器网络多跳非均匀分簇路由协议 被引量:4
17
作者 王鑫 蔡莘 蒋华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期853-857,共5页
针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,... 针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,计算节点竞争半径和节点综合属性值,改进优化簇头选举,使得簇头节点分布更加合理,并得以随着剩余能量的变化自适应地调整簇的规模,有效均衡节点的能量消耗;在建立簇间多跳路由阶段,综合考虑节点剩余能量、位置及相邻簇的规模对路由选择的影响,引入中继节点代价函数选择最优中继节点,均衡节点能耗,延长网络生命周期,降低网络丢包率,提高网络性能。仿真结果表明,LBMUC协议均衡了节点能耗,有效延长了网络生命周期,降低了数据丢包率。 展开更多
关键词 水声传感器网络 负载均衡 非均匀分簇 多跳路由
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水声传感器网络中成簇时间同步协议研究 被引量:3
18
作者 徐明 刘广钟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第8期2476-2479,共4页
针对水声通信传播延迟长和节点移动性强的问题,提出一种水声传感器网络中成簇时间同步协议。该协议将时间同步分为簇间同步和簇内同步两个过程,并且通过簇间同步和簇内同步的局部并发执行减少同步过程中产生的报文数量。此外,该协议在... 针对水声通信传播延迟长和节点移动性强的问题,提出一种水声传感器网络中成簇时间同步协议。该协议将时间同步分为簇间同步和簇内同步两个过程,并且通过簇间同步和簇内同步的局部并发执行减少同步过程中产生的报文数量。此外,该协议在计算时钟频偏和相偏的过程中通过区分因为节点移动性造成的下游链路和上游链路传输延迟的不同来提高同步精度。仿真结果表明,与其他同步协议相比,成簇时间同步协议可以在降低同步误差的同时,有效减少网络中同步报文的数量,从而达到降低能量消耗的目的。 展开更多
关键词 时间同步 水声传感器网络 时钟频偏 时钟相偏 时间戳
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预调度流水线方式的水声传感器网络MAC协议 被引量:3
19
作者 刘广钟 朱翔宇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期126-131,共6页
针对水声传感器网络中MACAW协议存在的延时问题,在传统USENIX握手协议的基础上,提出一种新的水声传感器网络媒体接入控制(MAC)协议。使用节点预调度方法对数据的传输时隙采取预约选择,在上上级节点与上级节点进行请求发送(RTS)/允许发送... 针对水声传感器网络中MACAW协议存在的延时问题,在传统USENIX握手协议的基础上,提出一种新的水声传感器网络媒体接入控制(MAC)协议。使用节点预调度方法对数据的传输时隙采取预约选择,在上上级节点与上级节点进行请求发送(RTS)/允许发送(CTS)握手与数据传输的同时,下级节点复用上级节点发送的CTS和数据信号作为发送给自己的RTS和确定发送信号,形成一种预调度流水线形式的M AC协议。仿真结果表明,该协议与传统的MACAW协议相比,能有效降低节点间的传输延时,提高水声传感器网络吞吐量,并且有效缓解碰撞,节约能源。 展开更多
关键词 水声传感器网络 媒体接入控制协议 握手协议 传输率 流水线
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三维水声传感器网络中基于网络编码的地理位置路由协议 被引量:2
20
作者 徐明 刘广钟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1562-1567,共6页
针对三维水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于网络编码的地理位置路由协议。该协议在路由过程中根据邻居节点的地理位置来选择路由候选节点,并采用网络编码的方式进行数据传输,确保数据包在链路丢包率较高的... 针对三维水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于网络编码的地理位置路由协议。该协议在路由过程中根据邻居节点的地理位置来选择路由候选节点,并采用网络编码的方式进行数据传输,确保数据包在链路丢包率较高的情况下也可以正确、高效地转发,并且有效降低网络中冗余数据包重传造成的能量消耗。仿真结果表明,基于网络编码的地理位置路由协议可以在提高数据包传送率的同时,有效降低网络能量消耗。 展开更多
关键词 三维水声传感器网络 网络编码 地理位置路由 数据包传送率 能量消耗
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