CN101689967A - Hs-pdsch盲解码 - Google Patents

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Abstract

在无线通信接收机中盲解码操作的数量被减小。在一个实施例中,通过排除一个或多个允许的传输格式来形成传输格式的候选集合,从而减少将要执行的解码操作的数量。在另一实施例中,按照多个传输格式中的每个格式对所接收的数据传输进行部分解码,并检查与每个传输格式相关联的解码质量度量。仅仅产生足够高质量度量的传输格式被用来对传输进行完全解码。在其它实施例中,在不能对所接收的传输进行成功解码时,假定是伴随有错误控制传输的重传,且指定先前传输在缓存中的位置的一个或多个传输格式被添加到传输格式的候选集合中,然后,对所接收的重传和先前接收的传输进行HARQ组合和解码。

Description

HS-PDSCH盲解码
技术领域
本发明总的涉及无线通信网络,具体涉及通信信道的盲解码,如用于在宽带CDMA(WCDMA)网络中提供HSDPA业务的高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)的盲解码。
背景技术
通用移动电信系统(UMTS)是第三代(3G)无线通信技术。UMTS的无线接入网络,UMTS陆地无线接入网络(UTRAN),在用户设备(UE)和核心网络之间经由无线网络控制器(RNC)提供针对电路交换和分组交换通信量的无线连接。每个RNC控制一个或多个基站(BS),其提供到移动UE的空中接口连接。宽带码分多址(WCDMA)是在UTRAN实施中采用的一种技术。
高速下行链路分组接入(HSDPA)是用于以高传输速度和容量来传递分组数据的移动电话通信协议。HSPDA协议中的下行链路信道(即从BS向UE传送数据)缺少传统CDMA的可变扩频因子和快速功率控制,而是使用自适应调制和编码、BS处的快速分组调度,并以全部残余功率传输。混合自动重复请求(HARQ)被用来进行被破坏分组的快速重传。具体地,物理控制信道、高速共享控制信道(HS-SCCH)以及高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)支持WCDMA中的HSDPA。
UTRAN规范的版本7定义了“用于分组数据用户的持续性连接”,或者简单地持续性分组连接(CPC)。CPC的初衷是通过减少信令开销和上行链路干扰来增强系统容量以支持大量的面向分组的用户。这将有可能使许多分组数据用户在很长时间段内保持在CELL_DCH状态下而不会降低小区吞吐量。由于避免了耗时的重新连接,因此这些分组数据用户将体验到时延显著减小,从而提供类似于固定宽带的用户体验。
CPC的目的已经得到扩展,并且现在包括降低下行链路开销和降低用户设备(UE)功耗。CPC解决方案包括新的上行链路专用的物理控制信道(DPCCH)时隙格式、间断的上行链路传输、间断的下行链路接收以及HS-SCCH削减(HS-SCCH-less)操作。
HS-SCCH削减操作旨在针对低数据率用户,如基于IP的语音(VoIP)。其目的是通过在重传(最大两次重传)期间仅传输HS-SCCH,来减少下行链路HS-SCCH的传输,该传输将针对小的数据分组产生大量的开销。由于HS-SCCH通常领先于HS-PDSCH上的数据传输,且包括诸如传输格式等信息,因此在CPC模式下,UE必须在四个预定义块大小当中采用盲解码。用于HS-DSCH的新CRC计算方法(类型2)和新HS-SCCH格式(类型2)支持该新特征。UE还应能够按照被称为类型1的传统HSDPA格式(版本6)对传输进行接收和解码。
由服务无线网络控制器(SRNC)通过利用多达两个HS-PDSCH码来规定多达四个传送块大小,按每UE配置HS-SCCH削减操作。UE还应能够监控多达四次HS-SCCH传输(类型1和类型2),并且也应能够检测所接收的HS-SCCH传输是类型1还是类型2。另外,UE应对类型2的多达两次HS-PDSCH传输进行解码。重传应使用与第一传输中相同的HS-SCCH类型和HS-PDSCH类型(类型1或类型2)。
在HS-SCCH削减模式下,不通过HS-SCCH来用信号发出(signal)第一传输。相反,UE必须解调1或2个预定HS-PDSCH码上的符号,并执行所接收的符号的盲解码。有四种可能的传输格式。US应执行对应于每个格式的速率匹配,以对所得到的序列进行解码,并检查用UE ID进行掩码的CRC。如果对候选序列的CRC检查成功,该序列则被UE接受,并且ACK被发送给BS。如果第一传输的盲检测不成功,则BS将利用类型2HS-SCCH用信号发出后续的重传。因此在HS-SCCH削减操作中,类型2HS-SCCH传输领先于第二和第三HS-PDSCH传输。
部分一包括,如版本6中,
●信道化码组(7比特)
○仅对应于一个和两个码的值
●调制系数(1比特);
○指示QPSK的‘0’
部分二在版本7中进行了修订,包括:
●特殊信息类型(6比特)
○指示HS-SCCH削减操作的‘111110’。注意,在REI-6HS-SCCH中部分2的头六个比特是传输块的大小。值‘111110’将对应于不会在现实中使用的很高码率。
●特殊信息(7比特)
○传输块大小(2比特)
○指向先前传输的指针(3比特);指示从最后传输开始的6-13个子帧
○第二或第三传输(1比特)
○反向比特(1比特)
针对第二传输的冗余版本是三,而针对第三传输的冗余版本是四。
在没有检测到HS-SCCH传输且HS-SCCH削减操作被激活的情况下,多达四个不同的HS-DSCH传输格式应被盲解码。另外,在HS-SCCH模式下,如果HS-SCCH传输未被UE检测到,HS-PDSCH重传也必须被盲解码。对多达四个传输格式进行盲解码需要UE中大量的解码资源。通过减少UE中盲HS-DSCH解码操作的总数,可减少所需要的硬件资源和功耗。
发明内容
本发明的实施例减少了无线通信接收机中盲解码操作的数量。在一个实施例中,通过排除一个或多个被允许的传输格式,来形成传输格式的候选集合,从而减少要执行的解码操作的数量。在另一实施例中,按照多个传输格式中的每个格式对所接收的数据传输进行部分解码,并检查与每个传输格式相关的解码质量度量。只有产生足够高质量度量的传输格式被用来对传输进行完全解码。在其它实施例中,在未能成功地对所接收的传输进行解码时,假定是错误控制传输的重传,并且,指定先前传输在缓存中的位置的一个或多个传输格式被添加到传输格式的候选集合中。所接收的重传和先前所接收的传输随后被HARQ组合和解码。类似地,所接收的传输可以是将与先前的重传和/或原始传输进行HARQ组合的第二重传。
附图说明
图1是无线通信接收机的功能框图。
图2是MAP解码器的功能框图。
图3是通过减少传输格式数量的盲解码方法的流程图。
图4是按照多个传输格式进行部分解码的盲解码方法的流程图。
具体实施方式
图1描述了无线接收机(UE)10,其在天线13上接收无线传输12。射频(RF)前端电路14对所接收的传输12进行放大、滤波、并向下转换到基带。基带信号由解码模块16解码,且编码到传输12中的数据被发送到用户接口18以便例如通过发送音频给讲话者、发送视频、图形或文本数据给显示器等等来呈现给用户。控制器20(例如微处理器或数字信号处理器(DSP))控制接收机10的操作。控制器访问来自存储器22的指令,并且在操作期间可以存储中间数据(例如与解码器16相关联的质量度量)到存储器22。本领域普通技术人员将认识到功能接收机10可包括未在图1中描述的多种电路和模块。
接收机10可在采用有HS-SCCH削减操作的持续性分组连接模式的无线通信系统中工作。如上所述,如果对多达四个不同HS-DSCH传输格式进行盲解码的计算任务能够减轻,那么接收机10的制造可更为经济,并且在部署时可以消耗更少的功率。
在一个实施例中,当存在多个允许的HS-DSCH传输格式时,接收机10通过确定传输格式的候选集合(其排除了一个或多个允许的传输格式)来减轻盲解码任务。给定BS调度器所应用的传输格式选择的预期一致性,最近或者最经常使用的传输格式更有可能再次被使用。因此,接收机10在该候选集合中包括一个或多个最近被使用的格式,并从候选集合中忽略一个或多个最近未被使用的格式。例如,接收机10可忽略在先前的传输时间间隔(TTI)中使用的传输格式。从候选集合中排除的传输格式可按照常规的、伪随机的、或随机模式来选择。常规模式的一个示例是循环(round-bin)方案。可替换地,接收机10可维持BS使用的传输格式的统计,并在候选集合中包括最经常使用的一个或多个格式。只有相当近的统计应被维持,因为随着小区负载和通信量模式变化,优选的传输格式可随着时间而变化。
图2描述了按照该实施例的盲解码的方法100。HS-SCCH削减数据传输被接收(框102)。接收机10例如通过接收和存储来自BS的允许的格式列表,来确定允许的传输格式集合(框104)。接收机10从该允许的集合中忽略至少一个最近未使用的传输格式,以制定传输格式的候选集合(框106)。接收机10从该候选集合中选择传输格式(框108),并按照所选择的传输格式对所接收的传输进行编码(框110)。接收机还能产生与所选择的传输格式相关联的质量度量(框113),如CRC校验、误比特率(BER)等等。该过程针对候选集合中的每个传输格式重复进行(框114)。该质量度量随后被比较以确定正确的解码,即所接收的数据传输按照该正确的传输格式解码(框116)。
在一些实施例中,解码器16是最大后验(MAP)解码器16,如图3所示。MAP解码器执行针对每个数据比特形成后验概率(APP)的算法(如Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv(BCJR)算法),然后选择数据比特值,其对应于针对该数据比特的最大后验概率。在接收被破坏的码比特序列后,利用APP的决策过程允许MAP算法确定在每个比特时间已被传输的最可能的信息比特。MAP卷积解码类似于维特比(Viterbi)解码;不过,MAP解码器输出软决策值,该值不仅指示比特是否被解码成1或0,而且还另外指示该决策的强度或置信度。软值可被认为是每个解码过程的质量度量。
参考图2,其描述了MAP解码器模块16及其输入和输出,与迭代n有关的针对比特i的软值由Pn(xi,Y)来标注,其中x是c(来自先前迭代的编码或解调比特)或u(来自先前迭代的未编码的、或者信息比特),并且Y是I(输入)或O(输出)。真实数量P(c,*)和P(u,*)的质量可以按照它们的量值来测量。对于比特i,针对P(xi,Y)的大的正值或负值指示在很大概率上该比特分别是0或1。另一方面,接近0的似然值指示该比特的值是未确定的。
估计针对长度I块的总软值质量的一种方式是计算软值量值的平均。于是质量度量为:
C n ( x , Y ) = 1 I Σ i = 1 l | P n ( x l , Y ) | .
当然,本发明不限于这种具体的解码质量度量表述,本领域的普通技术人员将易于认识到在本发明范围内可制定其它质量度量。
对于正确的传输格式假定并且在足够高的SINR情况下,随着解码的进步,P(c)和P(u)都得到改进,(平均Cn(x,O)>Cn(x,I))。另一方面,如果假定了错误的传输格式,格形编码在应用MAP解码迭代后不能改进比特似然值。典型地,Cn(u,O)≈Cn(u,I),具有较小值,且由于试图对所接收的没有那样编码的序列执行该码结构而导致Cn(c,O)<Cn(c,I)。因此,软值质量度量可被用于确定恰当的传输格式以便应用在对所接收的HS-SCCH削减传输进行盲解码中。
在一个实施例中,利用软值质量度量,按照多个候选传输格式对所接收传输的解码用两个步骤来执行。在第一步骤中,利用每个候选格式来仅运行一个或一些解码器迭代,以便选择一个或多个最可能的候选——那些具有最大的Cn (k)(c,O)和/或Cn (k)(u,O)。在第二步骤中,利用全部数量的迭代对在所有候选格式中具有最佳质量度量的数量减少的候选格式进行解码。例如,用于一些候选k*的完全解码的准则可以是
Figure A20088002234200111
其中τ是实施特有门限。
如果没有候选的质量度量明显优于其它的,和/或被编码比特似然性表明该码结构和所接收的信号结构不匹配,即Cn(c,O)<Cn(c,I),所接收的传输不按照任何候选传输格式来解码。在一个实施例中,接收机10可强迫一个或多个最近的或最经常使用的候选传输格式k*总是被解码而不管其
Figure A20088002234200112
除非另一候选已经被成功解码或者给出足够清楚的具有正确格式的指示。
在一个实施例中,所接收的传输按照多种候选传输格式以交织方式、一次一个或多个迭代来解码。用N表示一次应用的迭代数量;N<Nmax,Nmax为迭代的最大数量。对于每种候选格式k,解码质量度量是其软值在最近的解码迭代集合期间的变化,例如:
Figure A20088002234200113
(当然,也可以使用其它度量。)在处理一个候选之后,其质量度量Δ(k)与其它候选的质量度量相比较。如果它较高,以与正确候选的行为(其向一个解会聚)一致的方式,另外的N个解码迭代可被应用于该候选。否则,按照循环方案或某种其它的公平选择过程,处理下一个候选。由于该正确的候选通常将显示其质量度量的快速增加,并且从而将接收持续的业务直到其解码完成,因此与完全处理所有候选相比,解码迭代的总数下降。另一方面,通过观察其Cn (k)(u,O)不在增长,或者增长慢于另一候选,和/或其Cn (k)(c,O)正在下降,即其Δ(k)变小或变负,处理不正确的候选被快速地检测到。在那种情况下,接收机10转变成按照不正确的候选格式处理下一候选,使在解码所接收的传输中花费的时间和精力最小。
图4描述了按照该实施例进行盲解码的方法200。HS-SCCH削减数据传输被接收(框202)。接收机10确定传输格式的候选集合(框104),其可包括所允许的传输格式的全部或子集。接收机10从该候选集合中选择传输格式(框206),并按照所选择的传输格式以预定数量的迭代对所接收的传输进行部分解码(框208)。然后,接收机10检查与所选择的传输格式相关联的质量度量(框210),例如MAP解码器的软值输出的变化。如果该质量度量从最后的迭代集合以后得到改进(框210),则利用相同的传输格式对所接收的传输进一步部分解码(框208)。如果质量度量未得到改进(框210),如果所接收的传输尚未被完全解码(框112),则按照某一公平算法(如循环法)从候选集合中选择另一传输格式(框206),且所接收的传输按照该新传输格式进行部分解码(框208)。该方法将按照正确的传输格式对所接收的传输进行快速完全解码(框112),花费最少的时间和精力按照不正确的传输格式对所接收的传输进行部分解码。然后,该方法在框214结束。
在一个实施例中,附加的候选被添加到候选传输格式集合,以在错过的HS-SCCH检测情况下改善吞吐量。在这种情况下,HS-PDSCH利用不同的冗余版本构建重传,并且因此利用标准盲解码格式集合将不被正确解码。按照该实施例,候选传输格式集合首先被测试。如果没有一个候选指示有改进(Δ(k)<α,其中α是实施相关门限;如果期望更具鲁棒性的条件,设置α≤0),则接收机10断定该TTI不包含第一HS-SCCH削减传输。相反,它断定与第一重传相关联的HS-SCCH已经错过,并执行混合自动重复请求(HARQ),其组合了当前和先前的HS-PDSCH传输。在这种情况下通过错过HS-SCCH,接收机10已丢失了有关传输格式(最多四个中之一)以及先前传输所发生之处(6-13个子帧之前)的信息。
仅仅应考虑最可能的一个或多个候选,以便减少将被测试的候选的数量。例如通过利用最近使用的传输格式和延时可选择被考虑的一个或多个候选。注意,在每个子帧中仅能够传输任意类型的一个HS-DSCH。这应该被考虑以便除去对应于HS-DSCH已被正确接收的子帧的候选。使用强制性的13子帧长的缓存,可应用该方法。在HARQ组合之后,以类似方式来测试附加的候选,检查它们的Δ(k)和显示了足够高值的候选利用全部数量的迭代来解码。
在假定已经发生了三次传输但没有成功地接收伴随有两次数据重传的两次HS-SCCH传输中的任一次的情况下,通过增加附加的候选传输格式,该方法得到了扩展。该情况下,可能的候选数量是4×8×8。仅仅应考虑最可能(以及可能的)候选。该方法的扩展需要26个子帧长的缓存。
图5的流程图300描述了这些实施例。接收机10接收数据传输而不接收伴随的HS-SCCH传输(框302)。接收机10通过图4描述的方法200制定并测试传输格式的候选集合。如果候选传输格式产生优良的质量度量(框306),则该传输被完全解码,且该方法300终止(框308)。然而,如果没有候选传输格式产生优良的质量度量(框306),则接收机10假定所接收的数据传输实际上是第一或第二重传,且它错过了一次或两次伴随的HS-SCCH传输。因此,通过增加定位在缓存中先前传输(或传输和第一重传)的格式,来修改传输格式的候选集合(框310)。还可通过排除不可能的或未必有的传输格式来修改该候选集合。接收机10然后将所接收的传输与先前的传输(或者传输以及第一重传)进行HARQ组合(框312),并继续利用所修改的传输格式集合来对组合的传输进行解码(框314)。
在相关实施例中,传输格式被添加到候选集合中,以便改进以下情形下的吞吐量,该情形中,接收机10针对第二重传而不是针对第一重传来接收HS-SCCH,且其中基于两次重传的解码不成功。该情况下错过的信息是第一传输的时间常数(先于第一重传的6-13个子帧)。接收机10能够选择考虑所有八个候选或子集。一种可能性是假定重传之间的时间是常数,这将候选数量减小到1。注意,该实施例需要存储至少26个子帧的缓存。
该方法400在图6的流程图中进行了描述。接收机10接收第二数据重传以及伴随的第二HS-SCCH,已错过了第一HS-SCCH。接收机10进行HARQ组合,并试图对两次重传解码(框404)。如果这是成功的,产生优良的质量度量(框406),该方法400终止(框408)。如果接收机10不能对该两次重传解码(框406),则它修改传输格式的候选集合,以包括在缓存中定位原始传输的格式(框410)。该候选集合还可通过排除不可能的或未必有的传输格式来修改。然后,接收机10将原始传输和两次重传进行HARQ组合(框412),并继续利用所修改的传输格式集合对所组合的传输解码(414)。
本发明的实施例提供了在版本7环境中执行盲解码的方法,其减少了所需要的盲解码数量,且增加了HS-SCCH削减操作中的吞吐量。这允许接收机10硬件被设计得更为有效,节省芯片面积以及由此的费用,并允许更高级别的集成和/或减小设备大小。它还减小了接收机10的功耗,增加了在电池再充电/置换循环之间的设备可用寿命。通过避免进一步的重传,它还改进了分组数据吞吐量,增加了小区容量,和/或降低小区中的干扰电平。此外,接收机10可调节被考虑的候选的数量和门限,以实现吞吐量和功耗之间期望的平衡。
尽管在HSDPA的CPC模式下的HS-SCCH削减操作中的盲解码的上下文中对本发明的实施例进行了描述,但是本发明不限于该上下文或技术,而是可能被有利地应用于其它情形,该情形下,盲迭代解码被用于在有限数量的候选传输块格式之间进行选择。
当然,在不背离本发明的实质特征的情况下,本发明可以以除这里具体阐述的方式之外的其它方式来执行。本实施例在各个方面应被认为是说明性的而非限制性的,并且落在所附权利要求的含义及其等同物范围内的所有变化都意图包括在此。

Claims (21)

1.一种对通过无线通信接收机在高速下行链路共享信道(HS-DSCH)上接收的传输进行解码的方法,其中所述接收机首先不接收关于高速共享控制信道(HS-SCCH)传输的传输格式规范,包括:
确定传输格式的候选集合;
按照候选集合中的每个传输格式对所接收的传输进行部分解码;
基于所述部分解码,把质量度量与每个传输格式相关联;以及
按照基于所述质量度量所选择的传输格式对所接收的传输进行完全解码。
2.如权利要求1所述的方法,其中确定传输格式的候选集合包括:
确定允许的传输格式集合;以及
从所允许的集合中忽略至少一个传输格式以形成所述候选集合。
3.如权利要求2所述的方法,其中从所允许的集合中忽略至少一个传输格式以形成所述候选集合包括:忽略在先前的传输时间间隔(TTI)中没有使用的传输格式。
4.如权利要求2所述的方法,其中按照每个传输格式对所接收的传输进行部分解码还包括:按照每个传输格式对所接收的传输进行完全解码
5.如权利要求4所述的方法,其中所述质量度量包括在被解码的传输上错误测试的结果。
6.如权利要求1所述的方法,其中按照每个传输格式对所接收的传输进行部分解码包括:按照每个传输格式计算最大后验(MAP)解码算法的一个或多个迭代。
7.如权利要求6所述的方法,其中按照候选集合中的每个传输格式对所接收的传输进行部分解码包括:按照每个传输格式以预定数量的迭代对所接收的传输进行解码。
8.如权利要求7所述的方法,其中按照每个传输格式以预定数量的迭代对所接收的传输进行解码包括:
按照第一传输格式以预定数量的迭代对所接收的传输进行解码;
如果通过按照所述第一传输格式对所接收的传输进行解码产生的质量度量表明第一格式是正确的,则继续按照所述第一传输格式对所接收的传输进行解码;
如果所述质量度量表明所述第一格式是不正确的,则按照预定模式从剩余的候选传输格式中选择第二传输格式;以及
按照所述第二传输格式以预定数量的迭代对所接收的传输进行解码。
9.如权利要求6所述的方法,其中所述质量度量包括通过MAP解码器输出的软值量值。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述质量度量包括:
C n ( x , Y ) = 1 I Σ i = 1 l | P n ( x l , Y ) |
其中,Pn(xi,Y)是与迭代n有关的针对比特i的软值,
x是c(来自先前迭代的被编码或被解调的比特)或u(来自先前迭代的被解码或信息比特),
Y是I(输入)或0(输出),以及
所述度量在I长度块上计算。
11.如权利要求9所述的方法,其中所述质量度量包括由MAP解码器在连续解码迭代上输出的软值量值的变化。
12.如权利要求11所述的方法,其中软值的变化是:
Δ ( k ) = C n ( k ) ( u , O ) - C n - N + 1 ( k ) ( u , I ) + C n ( k ) ( c , O ) - C n - N + 1 ( k ) ( c , I )
其中N是一次应用的迭代数量,以及
k表示每个候选传输格式。
13.如权利要求8所述的方法,还包括:如果在预定数量的解码迭代之后,没有质量度量超过预定门限,则
假定第一重传以及错过的HS-SCCH传输;
将当前接收的数据传输和先前所接收的数据传输进行混合自动重复请求(HARQ)组合;
按照多个候选传输格式对所组合的传输进行部分解码;
基于所述部分解码,把质量度量与每个传输格式相关联;以及
按照基于所述质量度量所选择的传输格式对所组合的传输进行完全解码。
14.如权利要求13所述的方法,其中将当前所接收的数据传输与先前所接收的数据传输进行组合包括:利用最近的重传延时来定位先前所接收的数据传输。
15.如权利要求13所述的方法,还包括:如果在预定数量的解码迭代之后,没有质量度量超过预定门限,则
假定第二重传以及错过的第一和第二HS-SCCH传输;
将当前接收的数据传输和先前所接收的两次数据传输进行混合自动重复请求(HARQ)组合;
按照多个候选传输格式对所组合的传输进行部分解码;
基于所述部分解码,把质量度量与每个传输格式相关联;以及
按照基于所述质量度量所选择的传输格式对所组合的传输进行完全解码。
16.如权利要求15所述的方法,其中将当前接收的数据传输和先前所接收的两次数据传输进行组合包括:假定常数重传延时。
17.一种无线通信系统接收机,包括:
接收机前端,操作时接收高速下行链路共享信道(HS-DSCH)传输;
最大后验(MAP)解码器,操作时对所接收的HS-DSCH传输进行至少部分解码;
存储器,存储多个质量度量,每个质量度量与用于对所接收的HS-DSCH传输进行解码的候选传输格式相关联;以及
控制器,操作时选择传输格式,以响应于所述质量度量对所接收的HS-DSCH传输进行完全解码。
18.如权利要求17所述的接收机,其中候选传输格式包括少于由无线通信系统控制器指定的允许的传输格式的传输格式。
19.如权利要求18所述的接收机,其中候选传输格式包括:由无线通信系统控制器指定的最近使用的允许的传输格式。
20.如权利要求17所述的接收机,其中MAP解码器另外操作时输出软值,且其中,所述质量度量是与使用每个候选传输格式的至少一个解码迭代集合相关联的软值量值。
21.如权利要求20所述的接收机,其中所述质量度量是在使用每个候选传输格式的连续解码迭代集合上软值量值的变化。
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