CN103139795B - 增益因子上报方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增益因子上报方法和装置，该方法包括：将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比；根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；上报模拟固定增益值。通过本发明，BBU不用识别RRU类型，按照一种基准RRU定标公式就能够实时准确的计算出天线口信噪比。

Description

增益因子上报方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种增益因子上报方法和装置。
背景技术
目前基站在和用户设备(User Equipment，简称为UE)进行业务交互时都会进行闭环功控，保证小区覆盖半径内所有的UE能根据自身位置调节适当的功率发给基站，保证基站接收到的多UE信号功率水平相当。
对于基站，重要的闭环参数就是接收射频口的信噪比计算，得到信噪比结果换算成控制信息发送给UE进行上行功控调节。如果接收到的信噪比(Signal-Noise Ratio，简称为SNR)比较大，则说明传输路径状况很好，UE侧可以减少发射功率，反之，则说明传输路径状况较差，需要UE加大发射功率，保证信号接收的稳定性。
图1是根据相关技术的闭环功控路径的示意图，如图1所示，基站侧需要知道射频拉远单元(Radio Remote Unit，简称为RRU)天线口的真实准确接收射频功率，然而，基带接收的数字功率是经过RRU链路处理过的，因此就要通过RRU实时上报增益因子来推算天线口的真实准确射频功率的大小。
相关技术中采用的增益上报方法是：不同型号RRU都和基带资源池(Base BandUnit，简称为BBU)进行一次定标，将RRU空口的功率值对应到BBU侧接收的数字功率幅度。这样，在推算天线口的真实准确射频功率的大小的过程中，BBU侧要预先知道所连接RRU的型号，并对不同的RRU采用不同的定标系数，增益值通过插入到通用公共无线接口(CommonPublic Radio Interface，简称为CPRI)协议的控制字中上报。
发明内容
本发明提供了一种增益因子上报方法和装置，以至少解决相关技术中对不同的RRU采用不同的定标系数的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种增益因子上报方法，包括：将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、模数转换器(Analog to DigitalConventer，简称为ADC)量化增益和数字链路增益进行对比；根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；上报模拟固定增益值。
优选地，根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值包括：确定模拟固定增益值等于GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec，其中，GAINO是基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。
优选地，在基准RRU对应的ADC的满量程是2Vp-p，基准RRU的外阻是200欧姆的情况下，其中X是待上报增益因子的RRU的输入外阻。
优选地，在待上报增益因子的RRU相对于基准RRU低位扩展了N位的和对非0中频实数滤波下变频样情况下，DDC_dec＝20＊log2N-3db。
优选地，上报模拟固定增益值包括：将模拟固定增益值插入数据中；上报插入后的数据。
优选地，将模拟固定增益值插入数据中包括：将模拟固定增益值加RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中。
优选地，在将模拟固定增益值加RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中之前，还包括：测量自待上报增益因子的RRU射频输入到将模拟固定增益值插入数据中的时延值；根据时延值，延迟将RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中的操作，并加上起始判断和结束判断作为对齐调节数据的增益值提取标志。
根据本发明的另一方面，提供了一种增益因子上报装置，包括：对比模块，用于将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比；确定模块，用于根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；上报模块，用于上报模拟固定增益值。
优选地，确定模块包括：确定子模块，用于确定模拟固定增益值等于GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec-3db，其中，GAINO是基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。
优选地，在基准RRU对应的ADC的满量程是2Vp-p，基准RRU的外阻是200欧姆的情况下，其中X是待上报增益因子的RRU输入外阻。
通过本发明，对不同型号RRU硬件和链路处理差异进行归一化处理，解决了相关技术中对不同RRU采用不同定标系数的问题，进而BBU不用识别RRU类型，按照一种基准RRU定标公式就能够实时准确的计算出天线口信噪比。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的闭环功控路径的示意图；
图2是根据本发明实施例的增益因子上报方法的流程图；
图3是根据本发明优选实施例的RRU处理链路带来增益的三部分单元位置示意图；
图4是根据本发明优选实施例的移频处理和滤波带来的2倍增益损失的示意图；
图5是根据本发明优选实施例的增益因子插入数据上报的示意图；
图6是根据本发明优选实施例的增益因子缓存Tuldelay后插入数据上报的示意图；
图7是根据本发明实施例的增益因子上报装置的结构框图；
图8是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图二；
图9是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图三；
图10是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图四。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种增益因子上报方法，图2是根据本发明实施例的增益因子上报方法的流程图，包括如下的步骤S202至步骤S206。
步骤S202，将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比。
步骤S204，根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值。
步骤S206，上报模拟固定增益值。
相关技术中，增益因子上报方法采用的是不同型号RRU都和BBU进行一次定标，将RRU空口的增益值对应到BBU侧接收的数字功率幅度。本发明实施例中，通过对不同型号RRU硬件和链路处理差异进行归一化处理，BBU不用识别RRU类型，按照一种基准RRU定标公式就能够实时准确的计算出天线口信噪比。
优选地，根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子RRU的模拟固定增益值包括：确定模拟固定增益值等于GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec-3db，其中，GAINO是基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。本优选实施例中，通过GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec-3db直接计算模拟固定增益值，其计算过程简便、可靠。
优选地，在基准RRU对应的ADC的满量程是2Vp-p，基准RRU的外阻是200欧姆的情况下，其中X是待上报增益因子的RRU输入外阻。
优选地，在待上报增益因子的RRU相对于基准RRU低位扩展了N位的情况下，结合非0中频实数滤波下变频增益损失，DDC_dec＝20＊log2N-3db。
优选地，上报模拟固定增益值包括：将模拟固定增益值插入数据中；上报插入后的数据。本优选实施例中，通过将实时计算的增益因子插入数据中并上报，保证了增益因子和接收信号功率变化的同步性，使应用增益因子计算SNR的实时准确性提高。
优选地，将模拟固定增益值插入数据中包括：将模拟固定增益值加RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中。考虑到RXATT对于天线口输入大信号进行衰减调节，对于天线口输入小信号进行放大调节，而VGA调节增益使ADC的输入信号不饱和失真，因此，要推算出天线口接收到真实信号幅度，就需要将VGA和RXATT的调节值考虑进去。本优选实施例中，在基站接收瞬时幅度变化比较大的信号(例如UE在高速环境中移动)时，将RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中进行上报，保证计算出的信噪比准确、及时。
优选地，在将模拟固定增益值加RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中之前，还包括：测量自待上报增益因子的RRU射频输入到将模拟增益值插入数据中的时延值；根据时延值，延迟将RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中的操作，并加上起始判断和结束判断作为对齐调节数据的增益值提取标志。为保证上报的数据和增益的对应关系正确，本优选实施例中进行延时值测量，并根据该延时值延迟RXATT调节增益值和VGA调节增益值的插入。这样，可以确保插入的增益起始位置对应调节后的数据，保证了基带接收数据和增益因子的同步性。
本发明简化了BBU计算天线口SNR的流程，也就是只需和基准RRU定标后，BBU计算参数不用改变。其他所有RRU都不需要重新定标，通过归算增益差来校准，同时保证了增益因子上报和接收功率变化的同步，提高了功控的精确程度。
下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。包括步骤1至步骤3。
步骤1：本发明优选实施例首先将一款RRU作为基准和BBU进行定标，通过在天线口加固定的信号源功率，在基带侧进行功率统计，天线口输入的功率分贝值(dbm值)折算到基带侧的数字功率值后产生一个折算系数。这样对于每个BBU接收到的数字功率统计能够通过折算系数得到对应天线口的dbm值。
例如，在射频口输入-60dbm的单音信号，我们可以在基带BBU侧对应测试出一个数字值，假定数据的传输位宽为16位(bits)，-60dbm对应的基带接收数字功率为mdbFS，则天线口输入功率为Xdbm的话，对应的基带数字功率为(60+X+m)dbFS。计算出无量纲的数字功率为10＊[(60+X+A)+20lg32768]/20，这样我们就有了一个定标算法可以通过基带收到的数字无量纲功率计算出RRU天线接收口的模拟功率。
步骤2：将其他型号RRU按照射频链路设计预算，ADC量化，数字中频处理三部分增益值和基准RRU进行对比计算，对比计算差值统一折算到模拟增益中通过增益因子上报BBU。
例如，对于型号A的RRU，计算出和基准型号RRU的增益差异，增益差值通常包括3部分：射频链路预算增益差，ADC量化增益差和数字链路增益差(包括扩位和DDC(DigitalDown Converter)数字下变频)造成的增益差异，图3是根据本发明优选实施例的RRU处理链路带来增益的三部分单元位置示意图。
计算出了这三部分相对于基准定标RRU的增益差值，就可将该差值归一模拟链路db差值进行统一上报处理。例如对于型号A的RRU，链路模拟增益＝基准RRU增益+射频链路的设计差异+ADC接收量化差+数字处理增益差。
进一步地，射频链路预算设计值(在VGA和RXATT射频器件不衰减情况下)，对于RRU型号A，射频链路增益差值为RF_dec。
进一步地，ADC器件一般不带来增益，但ADC器件设计的硬件链路由于在其输入满量程对应的输入功率差异，会导致ADC模数量化的功率定标差异。ADC器件接收端的增益转换计算：
对于基准RRU，对应的ADC的满量程为2Vp-p，外阻为200欧姆，则ADC满量程为
，这时ADC的对应量化为包含峰均比非饱和最大值0dbFS，即数字位宽为11bits的ADC有效数据为10bits最大值723，对应的数字功率为7232＝522729。
这样假如A型号RRU，硬件设计ADC输入外阻为X，则对应ADC的满量程可通过1-1式进行计算，得出对应的dBm值为这样对于基准RRU的ADC量化差异为：
进一步地，DDC链路带来了增益变化，该变化主要来源于混频滤波与位宽变换，在11bits的ADC转换为16bits的IQ(In-phase&Quadrature，同相和偏移四分之一周期)数据，会带来位宽扩展的增益变化。根据不同的扩展位宽方式计算出位宽扩展差值(如果只扩展符号位，则没有增益差值，低位补0会带来增益变大)。相对于基准RRU，假如A型号RRU低位扩展了N位，则增益增加为20＊log2N。在进行数字移频时，基准RRU接收为ADC输出采样信号为0中频的复信号。而A型号RRU的ADC输出为非0中频的实信号，则移频后会有增益差。因为理论上的实信号进行频谱搬移滤波后镜像能量被滤掉，会造成2倍增益损失。图4是根据本发明优选实施例的移频处理和滤波带来的2倍增益损失的示意图，该图显示了在进行fs/4搬移滤波后损失能量的过程。
进一步地，通过对RRU设计带来的3部分增益差进行计算，就可以得出A型号RRU的相对于基准定标RRU的增益差为(-RF_dec-ADC_dec-20＊log2N-3db)，则A型号RRU上报的模拟固定增益GAINO-RF_dec-ADC_dec-20＊log2N-3db。其中GINO为基准RRU模拟增益预算值。
步骤3：测量RRU射频输入到数字处理插入增益因子模块链路时延值，根据可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，简称为VGA)和接收衰减器(RXAttenuator，简称为RXATT)调节的增益值，加上模拟增益后插入到当前数据中上报。
为了使模拟射频链路部分处理的信号保持在一定的功率水平(射频器件工作在线性区域，引入链路耦合噪声最小，信噪比最优)，RXATT会进行的衰减调节，对于天线口输入大信号进行衰减，小信号进行放大。而VGA调节增益使ADC的输入信号不饱和失真，所以要推算出天线口接收到真实信号幅度，就需要将VGA和RXATT的动态增益调节值考虑进去。在基站接收瞬时幅度变化比较大的信号时(UE在高速环境中移动)。需要RXATT和VGA做出不断将实时调节值归算到增益因子中进行上报，保证计算出的信噪比准确及时，要求调节值能够和被调节数据对齐。这样上报的增益因子就包含RRU固有模拟增益+VGA+RXATT三部分，固有模拟增益的折算前面已经描述。VGA和RXATT的上报按照调节的精度进行实时更新，经VGA和RXATT调节后的增益值插入数据中，保持和数据的同步变化。
在VGA或RXATT调节后，被调数据会经过一定的延时到达插入点。通过测量延时得到VGA或RXATT调节增益的缓存值，当前接收数据插入缓存增益值上报。仿真证明，上行信号IQ压缩至9bits传输不会对信号的解调产生影响，所以，可以采用16bits～10bits数据的最后1bit作为增益因子传输，目前RRU的增益范围不大于110dbm，考虑到控制精度0.5db，8bits即可完全表示增益因子。所以共需要8个数据长度即可将对应数据的增益调节值传输完毕，加上起始判断和结束判断需要的17个数据即可传完。图5是根据本发明优选实施例的增益因子插入数据上报的示意图，表示了用15bits数据+1bit增益因子的传输方法。第一组数据的前8bits为监测前导序列8个1，然后是8个数据的增益因子，接着一个数据增益因子位置填写0表示结尾。
进一步地，为保证上报的数据和增益的对应关系正确，需要进行延时测量。确保插入的增益起始位置对应与调节后的数据。由于模拟链路的延时几乎可以忽略，所以主要的数字域延时通过上行链路延时测量获得，延时值表示为Tuldelay。图6是根据本发明优选实施例的增益因子缓存Tuldelay后插入数据上报的示意图，示出了需要测试到的上行链路延时值。这样在每次VGA或是RXATT调节完成后。将调节增益缓存Tuldelay+VGA控制产生延时后插入到IQ中传送给基带侧使用，保证了VGA基带接收数据和增益因子的同步性。
通过这样处理，不用在BBU侧针对多型号RRU进行多次定标，BBU侧计算功控参数时只采用基准RRU的定标公式即可正确计算出SNR值。
将实时计算的增益因子通过插入数据中，保证了增益因子和接收信号功率变化的同步性，使应用增益因子计算SNR的实时准确性提高。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例还提供了一种增益因子上报装置，该装置可用于实现上述增益因子上报方法。图7是根据本发明实施例的增益因子上报装置的结构框图，如图7所示，包括对比模块72、确定模块74和上报模块76。下面对其结构进行详细描述。
对比模块72，用于将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比；确定模块74，连接至对比模块72，用于根据对比得到的增益差值和基准RRU的模拟增益预算值，确定待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；上报模块76，连接至确定模块74，用于上报模拟固定增益值。本发明实施例中，通过对不同型号RRU硬件和链路处理差异进行归一化处理，BBU不用识别RRU类型，按照一种基准RRU定标公式就能够实时准确的计算出天线口信噪比。
图8是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图二，如图8所示，增益因子上报装置还包括：确定子模块742，用于确定所述模拟固定增益值等于GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec-3db，其中，GAINO是所述基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。本优选实施例中，通过GAINO-RF_dec-ADC_dec-DDC_dec-3db直接计算模拟固定增益值，其计算过程简便、可靠。
图9是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图三，如图9所示，增益因子上报装置还包括：插入子模块762，用于将模拟固定增益值加VGA和RXATT调节动态增益值插入数据中；上报子模块764，连接至插入子模块762，用于上报插入子模块762插入固定和动态增益相加后的数据。本优选实施例中，通过将实时计算的增益因子插入数据中并上报，保证了增益因子和接收信号功率变化的同步性，使应用增益因子计算SNR的实时准确性提高。同时，考虑到RXATT对于天线口输入大信号进行衰减调节，对于天线口输入小信号进行放大调节，而VGA调节增益使ADC的输入信号不饱和失真，因此，要推算出天线口接收到真实信号幅度，就需要将VGA和RXATT的调节值考虑进去。本优选实施例中，在基站接收瞬时幅度变化比较大的信号(例如UE在高速环境中移动)时，将RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入数据中进行上报，保证计算出的信噪比准确、及时。
图10是根据本发明优选实施例的增益因子上报装置的结构框图四，如图10所示，增益因子上报装置还包括：测量子模块766，用于测量自待上报增益因子的RRU射频输入到将模拟固定增益值插入数据中的时延值；延迟子模块768，连接至测量子模块766，用于根据时延值，延迟将RXATT调节增益值和VGA调节增益值加上模拟固定增益一起插入数据中的操作，并加上起始判断和结束判断作为对齐调节数据的增益值提取标志。为保证上报的数据和增益的对应关系正确，本优选实施例中进行延时值测量，并根据该延时值延迟RXATT调节增益值和VGA调节增益值的插入。这样，可以确保插入的增益起始位置对应与调节后的数据，就保证了VGA基带接收数据和增益因子的同步性。
综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种增益因子上报方法和装置。通过本发明，对不同型号RRU硬件和链路处理差异进行归一化处理，解决了相关技术中对不同的RRU采用不同的定标系数的问题，进而BBU不用识别RRU类型，按照一种基准RRU定标公式就能够实时准确的计算出天线口信噪比。
需要说明的是，装置实施例中描述的增益因子上报装置对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增益因子上报方法，其特征在于包括：
将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比；
根据对比得到的增益差值和所述基准RRU的模拟增益预算值，确定所述待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；
上报所述模拟固定增益值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对比得到的增益差值和所述基准RRU的模拟增益预算值，确定所述待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值包括：确定所述模拟固定增益值等于GAIN0-RF_dec-ADC_dec–DDC_dec，其中，GAIN0是所述基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基准RRU对应的ADC的满量程是2Vp-p，所述基准RRU的外阻是200欧姆的情况下，
其中X是所述待上报增益因子的RRU输入外阻。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，ADC转换为同相和偏移四分之一周期IQ数据时会带来位宽扩展的增益变化，在所述待上报增益因子的RRU相对于所述基准RRU低位扩展了N位的情况下，结合非0中频实数滤波下变频带来的增益损失，DDC_dec＝20*log2N-3db。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，上报所述模拟固定增益值包括：
将所述模拟固定增益值插入数据中；
上报插入后的所述数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述模拟固定增益值插入数据中包括：将所述模拟固定增益值加RXATT调节增益值及VGA调节增益值插入所述数据中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在将所述模拟固定增益值加RXATT调节增益值和VGA调节增益值插入所述数据中之前，还包括：
测量自所述待上报增益因子的RRU射频输入到将所述模拟固定增益值插入所述数据中的时延值；
根据所述时延值，延迟将所述RXATT调节增益值和所述VGA调节增益值插入所述数据中的操作，并加上起始判断和结束判断作为对齐调节数据的增益值提取标志。
8.一种增益因子上报装置，其特征在于包括：
对比模块，用于将待上报增益因子的RRU与预先设定的基准RRU的射频链路预算增益、ADC量化增益和数字链路增益进行对比；
确定模块，用于根据对比得到的增益差值和所述基准RRU的模拟增益预算值，确定所述待上报增益因子的RRU的模拟固定增益值；
上报模块，用于上报所述模拟固定增益值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：确定子模块，用于确定所述模拟固定增益值等于GAIN0-RF_dec-ADC_dec–DDC_dec，其中，GAIN0是所述基准RRU的模拟增益预算值，RF_dec是对比得到的射频链路预算增益的增益差值，ADC_dec是对比得到的ADC量化增益的增益差值，DDC_dec是对比得到的数字链路增益的增益差值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述基准RRU对应的ADC的满量程是2Vp-p，所述基准RRU的外阻是200欧姆的情况下，
其中X是所述待上报增益因子的RRU输入外阻。
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