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通信工程的研究方向汇编(三篇)

发布时间:2023-10-11 17:32:54

绪论:一篇引人入胜的通信工程的研究方向,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

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中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2017.03.016

0 引言

随着时代的发展,信息技术日新月异,人们对通信的需求已由传统单一的人与人、人与网,逐步扩充至人与物、物与物、物与网、网与网等,传统的通信专业面向公共通信以及专用通信的培养模式已无法适应和满足国家对社会生产生活和高层次人才的需求。为了解决上述问题,亟需改革目前的人才培养模式,提出了具有时代特色的通信工程专业与研究所协同的创新型人才培养模式,通过这种方式的培养使学生具有使通信技术与各行业相融合的能力,培养系统掌握专业知识的创新型人才。

1 研究的主要内容

目前通信工程专业的培养模式从提高科研能力、进行校企合作、特色化体系构建等方面进行了改革,针对我校通信工程专业的建设和研究所的发展,我们提出了通信工程专业与研究所协同的创新型人才培养模式。把通信专业的学生培养和研究所的研究工作结合,通信专业的学生从大一进入研究所的学习小组学习,实现专业和研究所共同协作培养学生,提高人才培养的质量,培养出具有创新精神的高素质人才。具体内容包括如下几个方面。

1.1 构建核心培养任务体系

如图1所示,“通信工程专业与研究所协同的创新型人才培养模式”主要包含三个基本方面:课堂理论教学、实验教学、课外研究性教学(研究所小组)。三者既彼此独立,又有机统一,相辅相成、相互促进。通过课题开展、技能训练、课程建设、专业建设、学科建设等具体形式实现本科层次应用创新型人才培养。传统教学部分的课堂教学和实验教学在不断地探索和改革,特色部分即研究所小组是实现专业与研究所共同培养学生的主要部分。

图1 核心培养体系

1.2 深化专业入门教育

在传统教学工程中通过进行专业入门教育,帮助与引导新生完成由中学时代的常识性学习向大学专业性、主动思考性、实践性、综合能力培养性学习的转变,明确指出专业的优势特色及其培养目标,阐述专业在信息科学领域体系结构中的位置、基础理论、专业基础理论、专业理论的知识体系架构,阐述信息社会文化的特征及其对信息科学领域的冲击和面临的挑战,完成大学专业学习与人生的初步规划。

1.3 研究所规划具体的培养时间和内容

在学生进研究所之后,有计划地组织、引导、鼓励学生逐渐进入研究性学习,参与科技创新和科技开发,以便及时地让学生认识专业学习的必要性和重要性,使学生能够将课堂所学的理论知识与实际结合起来,实现知识的融合与活化,加深对所学理论知识的理解,提高学生的实践能力、创新能力和创新意识。通过培养,使学生从一个专业融合的学习者成为一个技术理论的继承者,最终成为个性鲜明的创造者。

1.4 多样性的研究所兴趣小组

学生在大一时根据个人意愿进入研究所的小组,首先了解研究所、了解小组,学习《通信与信息技术史》、《小组技术史》,然后逐步进入深入的学习研究。

研究室成立的学生小组目前有10个,每个小组都有相对固定的研究方向,根据学生兴趣及特长等多个方面,通过选报研究性教育课题,组织本科学生组建研究小组进行研究性学习,参与项目实践、学术讨论等活动,教授直接指导,每个小组配有专业老师进行较全面的专业技能指导。

1.5 制定小组培养计划

分别制定各个研究小组的培养计划,以完善人才培养过程,探索新的培养模式。在专业老师的带领下,每个小组的培养计划经过反复修改和讨论,目前已经初步形成。小组的培养计划类比专业的培养计划制定,有明确的培养方向、能力要求、课程安排等内容,但是也不同于专业培养计划,小组的培养计划更具鲜明的特色,结合了不同小组的兴趣和多年的研究积累,更进一步凝练小组的培养方向。研究所的学习小组经过近10年的发展,初步形成了各自的研究特色和相对完善的学习和管理模式,不同的小组有不同的研究方向,比如无线电小组主要以天线、滤波器等作为研究方向,绿色能源小组以风力发电等绿色能源作为研究方向,每个小组在各位专业老师的指导下都在按照既定的方向进行研究和学习, 制定了小组的培养计划后,通信专业和研究所的学生培养质量更上一个台阶。

1.6 学生民主自治管理委员会

研究小组采取教师协助为辅、学生自治为主的管理制度。每个小组都推选一名学生作为组长,负责吸纳选择小组成员、组织本组的科技创新活动、召集小组成员讨论和向指导教师汇报等工作。

日常小组管理,包括资料、设备维护、场地等都由学生自主管理。进入小组的学生必须态度严谨,全身心投入到创新活动中。对于态度不认真的学生,组长有权在向主管教师汇报后劝导其退出;同时,小组根据项目进展情况进行考核,对于进展缓慢、长期无发表的学生同样劝导其退出。另外,坚持学生自主、自愿的原则,学生如果感觉不适合自己发展和工作,可申告后自行退出。

经过近10年的发展,研究室的学生成立了委员会,负责学生的统筹管理,形成了相对成熟的管理模式。

1.7 开放的研究会制度

通过每周一次的研究会制度,发表者可获得导师小组的指导、同时各研究类别的学生可以互相学习,从而使学生在研究阶段实现完整的专业理论集成,力图使每一个学生得到一个从技术资料获取、发现问题、解决问题、理论运用、成果发表、文章表述等过程的完整训练。

经过多年的发展,研究室每周一次的发表,雷打不动地进行着。老师们、同学们在每个周三的中午准时出现在会议室。各个研究小组和研究生都按照预定的时间表轮流发表,发表结束后,各位老会给出意见和建议,同学们也发表自己的看法,在热烈的讨论中,老师们和同学们获得了新的创意和想法,获得长足的进步,可谓教学相长。

2 学生能力的培养

2.1 学生实践创新能力的培养

在学生培养过程中,积极引导、组织学生早进课题、早进实验室、早进团队,调动学生实践、研究、创新兴趣,让学生在低年级就深入研究室学习及研究,了解学科的相关知识和发展动态,参与从课题的发现、系统框架搭建、应用基础理论研究、虚拟仿真试验、技术实装,以及最先进的产品开发等过程,促进学生的兴趣、想象力、创新精神和创造能力的培养。

2.2 学生自主学习能力的培养

在学生培养过程中,积极开展研究性教育,鼓励学生研究性学习,倡导主动参与、乐于探究、勤于动手,调动学生的学习积极性、主动性,充分开发学生的潜能,着眼于学生能运用科学的思维方法,主动探索、发现和创新,最终促使学生自主学习、主动发展。

2.3 学生国际视野的培养

利用国际交流与合作,通过参与国际会议,让学生近距离接触国外的教育理念与科研成果,为学生搭建面向国际化教育的交流平台,扩大与海外院校更好的交流与合作,逐步实现教育思想、教育观念、教育模式、教育内容与国际接轨,为学生的国际培养创造平台和机会,有益于学生拓宽国际视野。

3 总结

通过近10年的发展,我校的通信工程专业以研究所为载体,探索通信工程专业与研究所协同的创新型人才培养模式,孕育了丰富的文化,形成了优良的传统,极大地丰富了人才培养的内涵,提高了人才培养的质量,这些工作将继续深入开展,惠及更多的学生,实现创新型人才培养。

参考文献

[1] 董泽芳.高校人才培养模式的概念界定与要素解析[J].大学教育科学,2012(2).

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中图分类号: G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)04-0159-02

Research on Construction of Computer Curriculum for Application-Oriented Communication Engineering Specialty

YU Nuo

(School of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

Abstract: In this paper, we investigate the problems in the existing curriculum construction of application-oriented communication engineering specialty. Aiming to cultivate innovative communication engineering talents, we optimize the computer curriculum of communication engineering specialty. And also, we improve the teaching content of practical teaching procedure, based on the development of communication technology and the demand for communication engineering professionals.

Key words:communication engineering; curriculum construction; talent training; application-oriented undergraduate; practical teaching

通信技术在近年来发展迅速,推动了通信相关行业的快速兴起。基于移动通信和计算机技术的移动互联网产业正成为我国经济和社会发展的重要支柱[1]。随着相关产业的日益发展,社会对应用型通信工程专业人才的需求越来越大,同时对通信专业人才的能力和知识结构提出了更高和更新的要求。高校为了培养适应社会需求的通信工程专业人才,就需要对专业培养方案进行修订,其核心内容是对相关课程体系进行优化设置[2]。

应用型通信工程专业的课程设置要符合通信技术发展趋势,并能满足当前通信行业的应用需求。一方面,从通信技术本身的发展来看,其与计算机技术密切相关[3][4]。软件定义网络、第五代移动通信网络、物联网等通信网络新技术不断涌现,而这些新技术都依赖于云计算、大数据分析和网络优化等计算机技术[5]。另一方面,从行业应用需求来看,通信产业目前正从传统以设备为核心转向以服务为核心[6]。这就要求通信专业人才在掌握通信设备相关知识的基础上,还要具备通信网络管理、运营和应用开发的能力。而要从事现代化的通信网络运维与网络应用开发,通信技术人员必需熟练掌握相应的计算机软硬件开发技术。因此,高校通信工程专业计算机类课程体系建设在整个专业培养方案中占有重要地位。

本文针对目前本科通信工程专业课程体系中存在的一些问题,结合通信技术发展趋势和通信行业应用需求,从课程设置、实践教学环节设计两方面,提出适合应用型本科通信专业的计算机类课程优化方案。

1 通信工程专业课程建O现状

普通高校通信工程专业在课程设置上,通常会参考一些重点高校相关专业的课程体系。但是由于师资力量、综合实力、生源质量等方面的差距,无法直接照搬其课程体系和教学方法。以安徽工程大学(以下简称我校)通信工程专业为例,虽然自本专业开办以来,已经多次调整专业培养方案和相应课程体系,但是在课程设置和教学方法等方面还是存在一些问题,其主要体现在以下两个方面。

1) 课程体系和课程设置不合理。目前,我校通信工程专业的基础课以电路分析与设计为中心,开设了电路分析、模拟电子线路、数字电子技术、高频电子线路等课程。专业必修课以通信系统信号处理为核心,开设了信号与系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波等课程。专业方向课包括移动通信、微波技术、天线与电波、多媒体通信技术、光纤通信、信息理论与编码等。而与计算机技术相关的课程只有C语言程序设计、微机原理、单片机原理及应用、DSP原理及应用、计算机网络,其中还有部分是选修课。从中可以看出,目前的课程体系侧重信号分析与处理,重理论轻应用。但是随着现代通信行业及相关产业的发展,现有课程设置已经不能满足人才培养的需求。根据相关就业调查结果和毕业生反馈情况,目前普通高校通信工程毕业生从事信号处理及相关工作的不到四分之一,而超过一半的毕业生从事通信网络相关的软硬件产品开发及运维等工作[7][8]。因此,有必要对现有课程体系进行优化,特别是加强计算机类课程的建设。

2)实践教学环节相对薄弱。实践教学环节是帮助学生理解消化专业课理论知识,提高学生动手和创新能力的重要途径,主要包括课程实验、课程设计、综合大实验、毕业设计和大学生创新计划等。目前,我校通信工程专业配合专业主干课程,开设了一定数量的课程实验。这些实验主要使用实验箱完成,只能进行简单的验证性实验。综合大实验和课程设计也主要采用实验箱并结合Matlab、SystemView等仿真环境完成,缺少设计型实验。而大学生创新计划、学科竞赛等教学活动虽然能较好培养学生的实践能力,但是目前能参与的学生数量有限。因此,在优化调整课程体系的同时,需要结合计算机技术,开设普及面广、面向应用的实践教学环节,培养学生的实践能力。

2 通信工程专业计算机类课程设置方案

通信工程专业计算机类课程的优化设置,需要结合我校通信工程专业教师的学科背景和研究方向,对现有培养方案中的课程体系进行改革。由于目前各专业在培养计划中的学时有一定总量限制,在保持现有总学时不发生较大变动的前提下,要加强计算机类课程的教学,主要通过以下两个途径。一是通过对部分课程进行课时压缩,例如信号处理方向的几门专业课程在部分内容上有一定重叠,可以考虑对相关教学内容进行整合,减少一定的授课学时,用于安排少量新开计算机类课程;二是对现有计算机类课程内容进行更新。优化之后的通信工程专业计算机类课程主要分为以下几类。

1)计算机软件技术基础类,包括C语言程序设计、面向对象程序设计(C++/Java)。其中C语言程序设计是现有课程,但是在课程内容上需要加强数据结构及算法设计的相关内容,为后续计算机类课程打好基础。面向对象程序设计为新开课程,由于应用软件设计普遍采用了面向对象技术,而原有课程体系缺少了这一重要课程内容。在实际教学过程当中,可以采用C++或Java语言进行讲授,主要让学生建立面向对象的程序设计理念并在后续课程中加以应用。

2)计算机硬件技术基础类,包括通信电子线路、单片机及嵌入式系统。现有电路硬件设计课程在内容设计上没有考虑通信工程专业的特点,需要加强无线通信相关电子线路设计的内容,还可以融合微波电路设计,开展综合性实验。而通过单片机及嵌入式系统课程的学习,可以进一步培养学生软硬件结合,开发实际应用无线通信电子设备的能力。

3)现代通信网络技术类,包括计算机网络、通信网络新技术专题。计算机网络为现有课程,但是设置为专业基础选修课,需要调整为专业基础必修课。现代通信技术与计算机网络技术紧密结合,网络知识是通信专业人才必备的基础知识。原有计算机网络课程教学目标定位不明确,影响了后续通信网络相关课程的教学效果。在课程内容安排上,除了计算机网络体系结构、路由方法和网络协议等基本原理,还要注重网络应用,增加课程实验学时。现有通信网络技术新专题内容调整为第五代移动通信网络、软件定义网络、网络虚拟化和物联网相关专题。这些新技术是通信工程毕业生在工作中将会接触到的产业技术背景,其最大特点就是通信网络与计算机技术的融合,实现通信网络的数字化和虚拟化。

4)通信W络软件开发类,包括网络编程、移动互联网应用软件设计。根据目前通信工程专业毕业生的就业情况,有必要加强通信网络软件开发相关的能力培养。在无法增加更多新课程的条件下,可以将相关教学内容纳入实践教学环节。网络编程主要包括Socket编程、B/S、C/S架构程序设计等,可以将其纳入网络软件开发课程设计教学环节。移动互联网应用软件开发主要包括无线终端应用软件开发、移动增值业务开发等。课程内容主要为iOS或Android平台应用程序开发,可以作为通信工程综合实验的一部分。

由于通信工程专业学生的知识体系结构与计算机专业学生不同,同样的计算机课程对通信专业学生的教学目标和要求也应有区别。以上计算机类课程在内容安排上必须考虑通信专业学生的特点,不能直接照搬计算机专业相关课程的教学大纲和教学内容。软件类课程以通信网络软件系统开发和移动互联网应用开发为主线,硬件类课程以无线通信电子线路设计为核心内容。

3 通信工程专业计算机类课程实践教学环节设计

实践教学是培养应用型通信工程专业人才的重要环节。在课程理论教学的基础上,实践教学环节可以帮助学生理解和消化相关知识点,有助于锻炼学生实际应用知识的能力。现有实践教学环节中,验证性实验所占比例较大,综合性实验设置欠缺,而且各实践环节之间缺乏相关性,不利于培养学生的综合实践能力。因此,在设置计算机类课程实践教学环节时,应尽量提高综合性实验的比例,并注意相关课程之间的联系,加强实践教学的系统性。优化调整后的计算机类课程实践教学环节包括以下几类。

1)课程实验:包括C语言程序设计、面向对象程序设计和计算机网络三门课程的课程实验。其中C语言实验主要让学生建立计算机编程的基本概念,掌握编程规范和程序调试技巧,具备实现基础算法的能力。面向对象程序设计课程实验,着重培养学生面向对象的程序设计理念,具备利用C++/Java编程环境开发实际应用程序的能力。计算机网络实验要求学生在掌握网络设备使用、调试和组网的同时,能够利用工具软件深入理解网络协议,并掌握Socket编程的基本方法。

2)课程设计:将现有硬件电子线路课程设计整合为通信电子线路课程设计,增加网络软件开发和嵌入式系统两项计算机类课程设计。其中网络软件开发课程设计要求学生综合使用面向对象和网络编程技术,开发C/S、B/S架构下的网络应用软件系统,积累整体性软件项目开发经验。嵌入式系统课程设计综合了单片机和嵌入式系统两门课程的内容,利用电子信息工程专业实验室设备,让学生掌握典型嵌入式硬件平台上的软件系统开发技术。

3)综合性大实验:包括移动互联网应用软件开发和无线通信系统设计两项综合性实验。移动互联网应用软件开发综合实验要求学生利用所学的计算机软件开发技术,学习和掌握iOS 或Android操作系统的应用软件设计方法,结合网络编程知识,开发具备网络通信功能的智能移动终端软件。无线通信系统设计综合实验要求学生利用通信电子线路设计、多媒体通信和嵌入式系统等课程内容,完成无线视频传输系统收发端硬件设计和相关嵌入式软件开发。

4)毕业设计:毕业设计是应用型通信工程人才综合能力培

养的重要阶段,在设计选题上要尽量减少理论型和仿真研究型课题,以通信软硬件系统开发类课题为主体,充分利用现有实验室条件,并结合专业教师自身研究方向和课题,进一步培养学生所学通信专业知识的综合应用能力。

5)学科竞赛与大学生创新计划:积极引导部分学有所长的通信工程专业学生参“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、电子设计竞赛、智能汽车竞赛、智能制造挑战赛、单片机及嵌入式系统大赛和物联网应用创新大赛等多种学科竞赛。同时,鼓励和指导学生积极申报大学生创新创业计划项目,锻炼学生解决实际应用问题的能力,培养学生积极思考、勇于创新的精神。

4 结束语

课程建设是通信工程专业人才培养方案的核心内容,应用型通信工程专业的课程设置必须面向社会实际需求。随着通信产业的快速发展,通信技术已经与计算机技术紧密结合。本文针对现有通信工程专业课程建设中存在的问题,提出了通信工程专业计算机类课程设置的优化方案,并在实际教学过程中进行了初步实践。今后将继续以应用创新型通信专业人才培养为目标,不断优化相关课程建设。

参考文献:

[1] 张洪全,冯进玫,郭继坤. 移动互联网时代应用型通信工程专业人才培养的思考[J]. 中国电力教育,2014(29):33-34.

[2] 丁文飞,孙会楠,郭秀娥. 通信工程专业柔性化课程体系改革的研究与实践[J]. 中国教育技术装备,2015(16):101-103.

[3] 杨亚萍,梁丰,刘高平,等. 通信工程专业人才培养方案改革实践[J]. 电气电子教学学报,2015,37(6):8-10.

[4] 朱宇光,严伟忠,闵立清,等. 通信工程专业应用型本科人才培养的思考[J]. 常州工学院学报,2013,26(2):85-88.

[5] 尤肖虎,潘志文,高西奇,等. 5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学:信息科学,2014,44(5):551-563.

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近年来作为发展迅速的通信相关行业,其权威的定义解释是人与人或人与自然之间同过某种行为或媒介进行的信息交流与传递,从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法,使用何种媒质,将信息从某方准确安全传送到另方。作为IT行业的主力军,通信行业要求具备通信技术和通信系统等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。

1.传输技术的发展

人类社会的发展离不开信息技术的交流和沟通,最早的通信方式有烽火、鸡毛信、飞鸽传书、千里驿站等,由于传递速度慢、信息量小,不能满足社会生产发展的需要。自古以来人们都在用自己的智慧来解决远距离、快速通信的问题,而衡量人类历史进步的尺度之一是人与人之间传递信息的能力,尤其是远距离传递消息的能力。通信技术的发展使社会产生了深远的变革,为人类社会带来了巨大的利益。在当今和未来的信息社会中,通信是人们获取、传递和交换信息的重要手段。随着大规模集成电路技术、激光技术、空间技术等新型技术的不断发展以及计算机技术的广泛应用,现代通信技术日新月异。近二三十年来出现的数字通信、卫星通信、光纤通信是现代通信中具有代表性的新领域。作为新科技的发展,传输技术的重要作用逐渐显著,甚至起到了在很多重大工程中起到决定性的作用。

2.传输介质的分类和特点

传输介质直接影响着传输技术的多项指标,决定着传输线路的传输速率和传输可靠性。常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。有线传输介质是指在通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,有线传输介质主要由双绞线、同轴电缆和光纤。它们之间最大的区别是双绞线和通州电缆传输电信号,光纤传输光信号。无线传输介质指我们周围的自由空间。我们利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光灯,基带信号给加载在电磁波上进行传输。因此我们要根据实际情况来考虑传输介质的选取。当今世界通信领域在传输技术方面的一个重要突破就是同步数字系列,顾名思义该系统在传送信息时较模拟系统有更大的推动。此项技术的发展和进一步完善将机器深刻地影响光纤通信和数字微波通信的技术进步。同步数字系列具有灵活有效的网络组建功能,适于网络的调度,它的信息容器可以灵活地组合和扩展,这些特点和功能对于接收新的信息业务非常方便而且可以有效的避免同步传输时因为网络节点之间时针差异说产生的”滑码”现象,避免了因帧调制过程所受的信号时延和误差,从而大幅度提高了通信系统的传输质量和效率,减少误码率。

3.传输技术在通信工程中所起到的重要作用和应用

在信息化的今天,网络事业也迎来了前所未有的大发展,人们对信息传输的需求不断增长,现代通信越来越方便,越来越快捷,使信息化传输的要求大为增加。如何提高通信工程系统的优良性与稳定性具有重要意义。传输系统是通信系统的重要组成部分,信息的传递是依赖于信息传输信道而传输的。互联网技术和网络化建设的应用和发展,单一的传输渠道无法适应多节点业务的传输需要,传输技术的提升已经成为通信技术发展的重要突破点。传输技术中的各项指标和参数的变化和要求标准指引着传输设备以及通信工程中其他组成部分改进的决定性因素。同时,电信设备市场将由于运营商投资的增加会出现相对繁荣的局面。移动通信工程项目就是有一个临时性的组织。不同的方式有格子的应用特点,通过不同的传输手段完成各自的使命。但无论何种应用,通信工程信息传递的任务核心不变,传输技术作为完成可靠、快速传递信息的重要技术支持更显得极为重要。

4.对传输技术发展的展望

近年来很多专家和学者致力于对通信工程中传输技术的研究,带动了这个行业的迅猛发展,也反应出了传输技术作为一种通信工程中的重要组成部分有很大的发展前景。无论这些科技上的进步还是精神上的鼓舞都使以后的传输技术的发展朝着更快、更稳、更明确的方向进步。站在技术的角度来看,在很多学者议论的未来十年最有发展前景的十大通信技术中,传输技术将从点对点通信到光联网转变的这个研究方向被列入前列。由此评论可以进一步看出传输技术作为迅速发展的通信行业的重要性之所在,其技术的深化和发展可以带动通信工程多个方面的研究和突破。作为通信系统的重要技术之一,传输技术应该更加迅猛的发展和进步。虽然随着时代的发展、科技的进步,有些新出现的技术难关还未被攻破,但通过现有的研究成果,传输技术的很多实际应用的难题已被克服,我们已经可以通过所了解的知识和现有的发展水平对以后的传输技术做以简单的展望。在今后的多个方面中通信工程的应用将再次被推广,而传输技术作为其关键的技术将为社会的发展带来更大的推动作用。 [科]

【参考文献】

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