电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术 [Led Visible Light Communication Technologies] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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迟楠 著

图书标签:

• LED可见光通信
• 可见光通信
• VLC
• 光通信
• 电子信息工程
• 电气工程
• 无线通信
• 照明
• 新兴技术
• 光电技术

出版社： 华大学出版社

ISBN：9787302337805

版次：1

商品编码：11354337

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 电子信息与电气工程技术丛书

外文名称：Led Visible Light Communication Technologies

开本：16开

出版时间：2013-11-01

用纸：胶版纸

页数：1

编辑推荐

　　《电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术》在总结编著团队丰富的教学和科研经验的基础上，从可见光通信的基本原理出发，阐述可见光通信的基本构架、上层协议，以及未来发展趋势，从而培养读者建立起可见光通信的概念，产生对可见光通信的兴趣，引发对可见光通信应用前景的思考。《电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术》具有以下特色：
　　·系统阐述可见光通信技术原理，注重内容的实用性和可读性，减少理论公式的繁杂数学推导，为公式赋予明确的物理含义，便于理解和运用；
　　·介绍理论知识的同时，将实验结果呈现给读者，加深读者对可见光通信技术的理解；
　　·介绍可见光通信系统中采用的各种先进技术，从系统前端到后端，从基础架构到高层协议，由浅入深、循序渐进。

内容简介

　　《电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术》系统阐述了可见光通信的基本原理、系统构架、上层协议、发展趋势等。全书共分为9章，第1章给出了可见光通信的基本概念，并对其发展历史进行了追溯，研究趋势进行了展望；第2章～第6章详细介绍了实现可见光通信所采用的先进技术，包括可见光发射技术、信道建模、接收技术、调制技术和均衡技术；第7章为高速VLC通信系统实验，给出了本研究团队基于第2章～第6章介绍的技术理论基础之上的实验成果；第8章主要介绍了可见光通信实现的上层协议；第9章对可见光通信技术的未来发展进行了展望。
　　《电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术》内容系统全面，结构体系创新，理论与实践结合，吸纳全新成果（包括作者本人及合作者的科研成果），各章附小结；可以作为高等学校光学、光学工程、激光技术、信息与通信技术等相关专业的研究生和本科生的教材，也可以作为从事可见光通信技术研究的科学和工程技术人员的参考书。

作者简介

　　迟楠，复旦大学信息学院教授、博士生导师，美国光学学会战略计划委员会委员，中国光学学会纤维与集成光学专委会委员，中国通信学会光通信专委会委员。先后获评为教育部新世纪优秀人才、上海市曙光学者、上海市浦江人才、上海市十大IT 新锐，并获得日本大川情报基金资助。已发表论文260余篇，，他人引用300余次。承担多项国家“973”重大项目课题，自然基金重点项目子课题，“863” 重大项目子课题等。主要研究方向为多维多阶高谱效率光编码和光调制、超高速可见光通信、光和无线融合网络。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 LED市场趋势
1.2 可见光通信发展历史
1.3 可见光通信系统组成
1.4 可见光通信技术的优势
1.5 研究趋势
1.6 小结
参考文献

第2章 可见光发射部分
2.1 LED概述
2.1.1 LED光源的发展概况
2.1.2 LED的发光机理
2.1.3 LED的特性
2.1.4 白光LED的种类
2.2 PC-LED
2.2.1 PC-LED的材料及光谱特性
2.2.2 PC-LED的结构
2.2.3 PC-LED的显色效应
2.3 RGBLED
2.4 RGB加UVLED
2.5 LED驱动
2.5.1 LED驱动的物理设备
2.5.2 LED驱动方式
2.5.3 LED的驱动电路设计
2.6 LED照明光场及视觉设计
2.6.1 LED照明光场的特点
2.6.2 主要的LED的光学设计形式
2.7 小结
参考文献

第3章 可见光信道建模
3.1 LED频率响应模型
3.1.1 白光LED频率响应模型
3.1.2 蓝光滤波后LED频率响应模型
3.2 各种LED的调制带宽
3.2.1 LED的调制带宽
3.2.2 各种LED的调制带宽
3.3 多径反射建模
3.3.1 室内光通信的链接方式
3.3.2 可见光通信信道建模
3.3.3 可见光通信系统性能的基本分析
3.4 光子模型
3.4.1 模型设计
3.4.2 仿真过程及数据分析
3.5 小结
参考文献

第4章 可见光接收技术
4.1 硅基PIN光电探测器
4.1.1 PIN结构及工作原理
4.1.2 特性参数
4.1.3 器件制备工艺
4.2 窄带蓝光探测器
4.3 蓝光滤膜
4.3.1 概述
4.3.2 基本原理与计算方法
4.3.3 蓝光滤膜的设计
4.3.4 设计实例
4.3.5 制备方法
4.4 探测器电路设计
4.4.1 自适应接收技术
4.4.2 时钟提取及恢复电路
4.4.3 接收机后均衡技术
4.5 小结
参考文献

第5章 可见光调制技术
第6章 可见光通信均衡技术
第7章 高速VLC通信系统实验
第8章 可见光通信协议
第9章 可见光通信技术发展趋势
缩写术语

前言/序言

　　随着计算机、智能设备的迅速普及，移动数字终端的范畴发生了革命性的变化，给传统接入网技术带来了巨大的考验。光纤到户“最后一公里路”的困境，无线接入网频谱资源的紧张，RoF技术的不成熟和电磁辐射都制约着这个瓶颈的突破。当今世界正在演绎一场接入方式的深刻变革，社会也在呼唤一种拓宽频谱资源、绿色节能、可移动的接入方式，可见光通信(VLC)应运而生。
　　可见光通信采用白光LED作为光源，利用LED灯光承载的高速明暗闪烁信号来传输信息。可见光通信是照明与通信的深度耦合。由于白光LED具有效率高、价格低及寿命长等优点，逐渐取代白炽灯、日光灯成为主要照明光源已经成为必然的趋势。2011年，我国已经公布了逐渐淘汰白炽灯路线图，计划在2016年全面禁止普通照明用白炽灯的销售。LED成为下一代照明技术已是大势所趋，固态照明的普及将使可见光通信的光源无处不在。利用LED作为光源的可见光通信技术将站在巨人的肩膀上，随着LED的发展而高速发展。由于LED的节能和低成本特性，可见光通信将作为一种新型的绿色通信方式为国家的节能减排规划做出巨大的贡献。
　　可见光通信具有以下特点：
　　(1) 白光对人眼安全，室内白光LED灯的功率可以高达10W以上，这就使可见光通信具备了非常高的信噪比，具有更大的带宽潜力；
　　(2) 可见光通信无电磁污染，白光和射频信号不相互干扰，所以它可以应用在电磁敏感环境中，适用于飞机、医院、工业控制等射频敏感领域；
　　(3) 可见光通信兼具照明、通信和控制定位等功能，具有能耗低、购置设备少等优势，符合国家节能减排战略；
　　(4) 由于频谱无需授权即可使用，所以可见光通信应用灵活，可以单独使用，也可以作为射频无线设备的有效备份；
　　(5) 可见光通信适合信息安全领域应用，只要有可见光不能透过的障碍物阻挡，照明信息网内的信息就不会外泄，因此可见光通信具有高度的保密性。
　　可见光通信的概念在2000年提出之后，迅速获得了世界各国的关注和支持，在短短十几年间得到了迅猛的发展。从几十兆比特每秒到500Mb/s再到吉比特每秒传输速率不断提升； 从离线到实时，从低阶调制到高阶调制，从点对点到MIMO，技术发展一日千里。可见光通信被《时代周刊》评为2011年全球50大科技发明之一。当今，可见光通信技术的研究正在经历一个新概念、新技术层出不穷的极为活跃的发展期。无论从国家战略层面，还是节能减排的迫切需求，或者巨大的市场潜力来考虑，可见光通信作为一种照明和光通信结合的新型模式推动下一代照明和接入网的发展与技术进步，已成为国际竞争的焦点和制高点。
　　目前，国内还没有系统描述基于白光LED的可见光通信技术的书籍，本书填补了这一空白，对可见光通信系统进行了较为详尽的描述，可以作为高等院校学生的教材，也可以作为产业界工程技术人员的入门参考书。本书第1章介绍可见光的基本概念，提供背景和预备知识。第2章到第6章为可见光技术基础，介绍可见光系统的发射部分、信道建模、接收部分，以及调制技术和均衡技术。为了使读者更为深刻的理解可见光技术，第7章给出一些可见光通信系统实验。第8章主要讲述可见光通信系统的上层协议。最后第9章对可见光通信技术的发展趋势进行了展望。
　　本书的撰写得到了上海市科委项目组相关教师和学生的大力帮助。刘木清、周小丽老师撰写了第2章的部分内容； 郭心悦、张明伦老师撰写了第3章中信道模型的部分内容； 张永刚、王少伟老师撰写了第4章中探测器部分内容； 张睿老师撰写了第8章部分内容。感谢李荣玲、王源泉、王一光、黄星星、李洁慧、杨超同学在撰写本书过程中的支持与帮助。本书成稿时间较短，不足之处在所难免，诚恳希望广大读者多提宝贵意见，以利于我们今后改进和提高。
　　迟楠
　　2013年7月
　　于复旦大学

书名： 电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术 [Led Visible Light Communication Technologies] 图书简介： 本丛书聚焦于瞬息万变的电子信息与电气工程技术前沿，深入剖析并系统呈现当前备受瞩目的“LED可见光通信技术”这一革命性领域。本书旨在为广大从事通信、电子、光电、计算机科学及相关领域的科研人员、工程师、高级技师、以及高等院校的师生提供一份全面、深入且极具实践指导意义的技术宝典。我们不仅关注理论的深度，更强调技术的落地应用，力求展现LED可见光通信技术在未来社会发展中的巨大潜力和广阔前景。 第一章：可见光通信（VLC）概述与发展历程 本章将首先为读者构建一个清晰的可见光通信（Visible Light Communication, VLC）的认知框架。我们将从VLC的基本概念入手，详细阐释其工作原理，包括如何利用LED（发光二极管）的快速开关特性调制数据信息，以及接收端如何解码这些光信号。与传统的射频通信（如Wi-Fi、蓝牙）相比，VLC具有无需频谱许可、抗电磁干扰、安全性高等独特优势，本章将对此进行深入的对比分析，使读者能够深刻理解VLC的价值所在。 接着，我们将追溯VLC技术的发展脉络。从早期的一些初步探索和概念验证，到如今LED照明技术日趋成熟并广泛普及所带来的机遇，VLC技术经历了漫长而充满挑战的演进过程。我们将梳理VLC在不同阶段的关键技术突破、标准化进展以及代表性的研究成果。重点会放在近年来LED照明技术的飞速发展如何催生了VLC技术的蓬勃兴起，以及各国在VLC领域的政策推动和产业布局。通过对历史的回顾，读者可以更深刻地理解VLC技术发展的必然性与驱动力。 第二章：LED作为通信光源的技术基础 本章将深入探讨LED作为通信光源的核心技术要素。我们将详细介绍LED的光学特性，包括其光谱分布、发光效率、调制带宽等，以及这些特性如何直接影响VLC系统的性能。特别地，我们会重点分析LED的调制能力，包括其瞬态响应速度、载流子复合动力学等，这些因素直接决定了VLC系统的最大传输速率。 此外，本章还将详细讲解LED的光强分布特性，包括其视角、光强均匀性等，以及这些特性对VLC系统的覆盖范围、链路增益和用户体验的影响。我们还会讨论不同类型LED（如白光LED、彩色LED）在VLC应用中的优缺点，以及如何通过LED芯片的设计和封装技术来优化其通信性能。对于LED驱动电路的设计，本章也将提供详尽的分析，包括如何实现高频调制、如何抑制驱动噪声以及如何与通信信号进行有效集成。 第三章：可见光通信系统的关键组件与设计 本章将系统地介绍一个完整的VLC系统所必需的关键组件，并对其设计要点进行详述。 LED发射端的设计： 重点分析LED驱动器电路的设计，包括线性驱动和开关驱动的优缺点，以及如何实现高带宽、低失真度的信号调制。我们将探讨脉冲宽度调制（PWM）、脉冲位置调制（PPM）等调制方案在LED通信中的应用，以及如何设计高效的LED阵列以实现更高的传输速率或更大的覆盖范围。 光学传输链路的设计： 探讨LED发射器与接收器之间的光学链路设计，包括光路准直、聚焦、防反射等问题。我们将分析不同环境下的光衰减因素，如光照强度、反射、遮挡等，并提出相应的优化策略。 光探测器（PD）的选择与设计： 介绍可用于VLC系统的光探测器类型，如PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等，并分析其性能参数（如响应速度、灵敏度、量子效率）对系统性能的影响。我们将讨论如何设计高效的光接收器电路，包括低噪声放大器（LNA）、滤波器等，以最大限度地提高信号质量。 信号处理与解码： 阐述接收端如何对接收到的光信号进行处理和解码。我们将深入探讨各种信号处理技术，包括噪声抑制、均衡技术（如零强制均衡、最小均方误差均衡）、以及误码率（BER）的理论分析与实际测量。同时，本章还会介绍前向纠错（FEC）编码在提高VLC系统鲁棒性方面的重要作用。 第四章：可见光通信的调制与编码技术 本章将专注于VLC系统的核心通信技术——调制与编码。我们将系统地介绍各种适合VLC应用的调制技术，包括： 开关键控（OOK）及其变种： 分析OOK在VLC中的应用，以及如何通过提高开关速度和优化占空比来提升传输速率。 脉冲位置调制（PPM）： 阐述PPM的原理及其在低信噪比环境下的优势，并讨论其与OOK的权衡。 多载波调制技术： 深入研究正交频分复用（OFDM）在VLC中的应用。我们将详细讲解OFDM的原理，包括其如何对抗频率选择性衰落，以及如何通过子载波分配、星座图设计等来优化性能。 高级调制方案： 介绍幅度相位键控（APK）、幅度键控（ASK）等高级调制方案在VLC中的潜力，以及如何结合LED的非线性特性进行设计。 在编码技术方面，本章将重点讨论： 信道编码： 介绍里德-所罗门码（RS）、卷积码、Turbo码、LDPC码等在VLC中的应用，以及它们在纠错和提高数据完整性方面的作用。 源编码： 讨论如何对原始数据进行高效编码，以减少传输比特数，提高整体传输效率。 交织与解交织： 阐述交织技术如何对抗突发错误，并提高编码增益。 第五章：可见光通信的性能分析与优化 本章旨在为读者提供一套系统性的VLC性能分析方法，并指导读者如何针对实际应用场景进行性能优化。 信道模型分析： 详细介绍VLC的信道模型，包括直射路径、漫反射路径等，以及环境因素（如接收角度、距离、遮挡）对信道特性的影响。我们将构建精确的信道模型，为性能仿真和分析提供基础。 误码率（BER）分析： 深入分析不同调制解调方案下的误码率性能，并考虑噪声、干扰、抖动等实际因素的影响。我们将提供理论计算公式和仿真方法，帮助读者预测和评估系统的BER。 信噪比（SNR）与信道容量： 分析影响VLC系统信噪比的关键因素，并探讨如何通过提高发射功率、优化接收器设计、减少噪声等手段来提升SNR。在此基础上，我们将探讨系统的信道容量，为系统设计提供理论上限。 多用户干扰（MUI）分析与抑制： 在多LED或多终端的VLC场景下，MUI是一个重要的挑战。本章将分析MUI的产生机制，并介绍相应的抑制技术，如时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及空间隔离等。 系统级优化策略： 综合考虑以上因素，本章将提出一系列系统级优化策略，包括LED阵列布局优化、接收器设计优化、调制解调参数选择优化，以及动态资源分配等，以期达到最佳的传输速率、可靠性和能效。 第六章：可见光通信的实际应用与发展趋势 本章将带领读者走出实验室，探索VLC技术的广阔应用前景，并展望其未来的发展方向。 室内定位与导航： VLC独特的定位能力使其在室内导航、资产追踪、智能家居等领域具有巨大潜力。本章将详细介绍基于VLC的室内定位技术，包括三角测量法、指纹识别法等，并分析其精度和可靠性。 智能照明与物联网（IoT）： VLC与智能照明的天然契合，使其成为构建低功耗、高安全性的物联网通信网络的理想选择。我们将探讨VLC在智能家居、智慧城市、工业自动化等领域的应用案例。 水下通信与特种通信： VLC在水下等射频信号难以传播的环境中具有独特的优势。本章将分析VLC在水下机器人通信、水下传感器网络等领域的应用潜力。 与现有通信网络的融合： 探讨VLC如何与Wi-Fi、5G等现有通信网络协同工作，形成混合通信系统，以提供更全面、更高效的通信服务。 面向未来的发展趋势： 展望VLC技术的未来发展方向，包括更高的数据速率、更广的覆盖范围、更低的功耗、以及与其他新技术的融合（如Li-Fi、可见光通信与人工智能结合等）。本章还将讨论VLC的标准化进展以及产业化面临的挑战与机遇。 结论 通过对LED可见光通信技术的深度剖析，本书旨在为读者提供一个全面、系统且与时俱进的技术知识体系。我们坚信，VLC技术将以其独特的优势，在未来的信息通信领域扮演越来越重要的角色，为社会发展注入新的活力。本书的编写力求严谨，内容充实，语言流畅，希望能成为您在VLC技术探索道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找与我们公司即将开展的一个项目相关的技术资料，其中一个方向涉及到LED应用。于是，我看到了《LED可见光通信技术》这本书。这本书的结构安排得很合理，从LED的基本原理、光学特性入手，逐步过渡到如何将其应用于通信系统。我个人比较关注的是书中关于系统集成和性能评估的部分。它详细介绍了如何将LED光源、驱动电路、光接收器以及信号处理模块整合起来，形成一个完整的通信链路。在性能评估方面，书中也给出了一些衡量指标，例如数据传输速率、误码率、信号质量等，并且分析了影响这些指标的关键因素。这对于我们在项目初期进行技术选型和可行性分析非常有帮助。此外，书中还涉及了一些新兴的应用方向，例如物联网中的传感器网络、智能照明与通信的融合等，这些都为我们提供了新的思路和灵感。虽然书中也提到了一些技术挑战，例如如何提高传输距离、如何应对多径干扰等，但它同时也给出了相关的研究进展和解决方案，这让我们能够更全面地认识这项技术。总而言之，这本书为我们项目组在LED可见光通信领域的研究和开发提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

最近翻阅了几本关于通信技术的书籍，其中有一套《电子信息与电气工程技术丛书》引起了我的注意。我选择的是其中一本关于LED可见光通信技术的书，虽然我并非电子工程的专业人士，但抱着学习和了解新兴技术的心态，我还是深入阅读了。这本书的篇幅适中，内容详实，语言也相对通俗易懂，即使是一些复杂的概念，作者也通过图示和类比的方式进行了清晰的阐述。例如，在介绍通信原理时，书中就用到了我们日常生活中“打手电筒传递信息”的比喻，让我这个门外汉也能迅速抓住核心思想。同时，作者也详细讲解了可见光通信在不同场景下的应用，从室内定位到车联网，再到水下通信，都进行了深入的探讨，让我对这项技术的发展潜力和实际价值有了更直观的认识。尤其令我印象深刻的是，书中对LED本身的光学特性、电学特性以及与通信系统结合的细节进行了细致的分析，这对于理解整个系统的可行性和局限性至关重要。作者在书中还提到了一些前沿的研究方向和挑战，这让我看到了未来这项技术发展的广阔前景，也激发了我进一步探索的兴趣。总的来说，这本书为我打开了一扇了解可见光通信技术的大门，即使我的知识储备有限，也能从中受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我最近在找一些关于前沿通信技术资料，偶然看到了这本《LED可见光通信技术》。虽然我主要是关注网络通信和软件架构，对底层的硬件和物理层技术了解不多，但抱着拓宽视野的目的，还是花了些时间来阅读。这本书让我对可见光通信这个概念有了初步的认识，了解了它和传统无线电通信在原理上的根本区别。书中对LED作为光源和信息载体的结合方式进行了介绍，包括如何通过控制LED的开关或亮度来编码信息，这部分解释得比较清晰，即使是对我这个非电子专业背景的人来说，也比较容易理解。此外，书中还对可见光通信的优势，例如高带宽、安全性以及在特定环境下的适用性进行了阐述，这让我意识到这项技术并非只是一个简单的概念，而是在某些领域具有实际的替代或补充传统技术的潜力。虽然书中很多关于具体电路设计和信号处理的部分，我可能无法完全理解其深层含义，但它提供的整体框架和发展方向，足以让我对这项技术有一个宏观的认识。这本书更像是一扇窗户，让我窥见了电子信息领域一个正在蓬勃发展的新兴分支。

评分☆☆☆☆☆

手头这本《LED可见光通信技术》的书，我粗略地翻阅了一下，整体感觉还是比较扎实的。从章节安排上来看，它基本上是从基础原理讲起，然后逐渐深入到系统设计和应用层面。对于我这种对通信原理有所了解的读者来说，前面的内容算是温故知新，但其中一些针对LED特性与通信融合的细节，还是提供了不少新的视角。比如，书中对LED的调制速度、光谱特性如何影响通信带宽和误码率的分析，就比较到位。我尤其关注了它关于信道建模和抗干扰部分的内容，这部分是实际系统设计中非常关键的一环。虽然书中的模型和分析可能还停留在理论层面，但为理解实际环境下的信号传播和衰减提供了一个很好的框架。在应用案例部分，书中提到了一些比较有代表性的场景，例如在工业自动化和医疗设备领域的应用，这些都让我对可见光通信的实际价值有了更具体的概念。当然，任何技术的发展都有其两面性，书中也坦诚地指出了可见光通信在某些方面的局限性，比如受环境光干扰、传输距离等问题，这是一种比较客观的处理方式。总而言之，这本书的内容深度和广度都比较可观，适合有一定技术背景的读者进行深入学习。

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最近读了《LED可见光通信技术》这本书，感觉它在介绍这项技术时，采取了一种比较务实的态度。它没有过分渲染技术的“高大上”，而是从实际应用和技术实现的角度出发，对LED可见光通信进行了细致的阐述。我尤其欣赏书中关于如何克服实际应用中挑战的探讨。例如，它深入分析了如何在复杂的室内环境中实现稳定可靠的通信，包括如何处理遮挡、反射以及其他光源的干扰。书中还探讨了不同LED阵列的布局和调制策略对通信性能的影响，这对于实际工程设计非常具有指导意义。此外，它也对可见光通信的安全性进行了讨论，例如其不可穿透墙体的特性所带来的固有安全优势，以及在需要高安全性的场景下的应用前景。虽然我对于书中一些涉及具体算法和数学推导的部分，可能还需要进一步消化，但总体而言，这本书的内容非常接地气，能够帮助读者理解这项技术的实际可行性和在不同场景下的落地潜力。它也让我意识到，LED可见光通信不仅仅是一个学术概念，而是在未来通信领域中扮演着越来越重要角色的一个关键技术。

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送人的。。。。不错不错送人的。。。。不错不错

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由于技术正在更新发展中，所以这书的内容算是入门级的。对新手有帮助

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不错，是正版

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电子信息与电气工程技术丛书：LED可见光通信技术，好

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还可以，还可以，还可以

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国内可见光通信目前最权威的书籍

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学习学习，涨涨姿势

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fffffffffffffffffff

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完全看不懂，痛苦