CN107210787A - Dl must中用于叠加信号的不同预编码器的使用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供当不同预编码器应用到叠加信号时,实施DL MUST的方法。对于DM‑RS传输模式,近端用户可以透过分离DM‑RS符号而估计远离用户的信道。对于CRS传输模式,近端用户可以盲检测码远离用户编码器,该远离用户编码器没有指示给该近端用户。所以即使DCI格式设计用于使用相同预编码器用于叠加信号的情况,MUST方案可行以及近端用户接收器可以为远离用户分离叠加信号。
Description
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求,2015年5月12日递交,号码为62/160,100,标题为“DL MUST中用于叠加信号的不同预编码器的使用(Use of Different Precoders forSuperposed Signals in Downlink Multiuser Superposition Transmission)”的美国临时申请优先权,上述申请的标的在此合并作为参考。
技术领域
所揭露实施例一般有关于移动通信网络,以及更具体地,有关于用于下行链路(DL)多用户叠加传输(Multiuser Superposition Transmission,MUST)中使用的不同预编码器(precoder)。
背景技术
LTE为改进的UMTS,其提供更高数据率,更低延迟以及改进的系统能力。在LTE系统中,演进的UTRAN包含与多个移动台通信的多个基站,称作演进节点B(evolved Node-B,eNB),移动台称作用户设备(UE)。UE可以与基站或者eNB透过DL以及UL进行通信。DL指从基站到UE的通信,UL指从UE到基站的通信。LTE通常市场旨在4G LTE,以及LTE标准为3GPP所开发。
在无线蜂窝通信系统中,MU-MIMO是显著增加小区容量的有希望的技术。在MU-MIMO中,给不同用户的信号同时使用正交(或者准正交)预编码器而发送。这之上,从发送器以及接收器角度的MU操作的联合优化的概念,对于进一步提高MU系统容量有可能性,即使传输以及预编码为非正交的。举例说明,大量非正交波束(beam)/层(lay)的同时传输是有可能的,其中在一个波束中有多于一个层数据传输。这样的非正交传输可以允许多个用户在没有空间分离(separation)的情况下共享相同资源,以及允许提高具有小数量发送天线(即,2,或者4,或者甚至1)的网络的多用户系统的容量,其中基于空间复用的MU-MIMO为典型的受到宽波束宽度的限制。与自适应TX功率分配以及码字级别干扰消除(CodeWordLevel Interference Cancellation,CW-IC)接收器关联的这样联合Tx/Rx优化,为近来显著的技术趋势,包含非正交多接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)以及其它基于DL MUST的方案。
当DL MUST方案使用时考虑无线蜂窝通信系统。在MUST中,用于两个用户的信号为叠加以及占据相同的时频无线资源。为了从MUST受益,两个共同调度(co-scheduled)用户一般需要具有在接收信号品质上有大差异,例如,根据接收信号强度噪声比(Signal-To-Interference-Plus-Noise Ratio,SINR)。在典型的场景中,多个用户其中之一地理上接近(close to)基站,以及其他用户地理上远离该基站。前者用户以及后者用户也分别称作为近端用户(near-user)以及远离用户(far-user)。
由于调度算法的复杂性以及信道状态信息(Channel State Information,CSI)反馈的开销,一般假设相同的预编码器在DL MUST方案中用于叠加信号。更具体地,对于相同预编码器用于已叠加信号的情况,聚焦以及优化用于MUST传输模式的下行链路控制信息(Downlink Control Information,DCI)以及信道状态信息(CSI)反馈的设计。但是,因为限制预编码器选择,由于受限的用户成对(pairing)机会,可能降低MUST的效能,叠加信号使用不同的预编码器可能不会被禁止,当在用户信道分布、干扰条件,以及等等的一些情况下,特别地设计用于使用相同预编码器情况,基于DCI格式以及CSI反馈的MUST方案是可行的(doable)(即,附近用户接收器可以与已叠加信号分离)。
当DCI格式以及CSI反馈设计用于使用相同预编码器用于已叠加信号的情况,寻求用于MUST方案的解法,以在不同的预编码器用于已叠加信号时正常工作。
发明内容
提供当不同的预编码器用于叠加信号时,实施DL MUST的方法。对于解调参考信号(Demodulation Reference Signal,DM-RS)传输模式,透过分离的DM-RS符号的方式,近端用户可以估计远离用户的信道。对于公共参考信号(Common Reference Signal,CRS)传输模式,近端用户可以盲检测远离预编码器,该远离预编码器不指示给近端用户。所以,即使DCI格式设计用于使用相同预编码器用于叠加信号的情况,MUST方案可行以及近端用户接收器可以为远离用户分离已叠加信号。
在一个实施例中,UE接收器从服务基站接收用于无线通信网络中的DL MUST的配置信息。UE测量来自基站的参考信号。在用于MUST的已分配时频无线资源,UE接收调度给第一UE的第一信号,以及调度给第二UE的第二信号。第一信号使用第一预编码器,第二信号使用第二预编码器。UE在第二叠加信号上使用参考信号实施干扰消除以及因此解码第一信号。在一个例子中,参考信号包含配置给第一UE的第一解调参考信号DM-RS,以及配置给第二UE的第二DM-RS。在另一个例子中,参考信号包含配置给第一UE以及第二UE的公共参考信号(CRS)。
下面详细描述其他实施例以及有益效果。发明内容不用于限定本发明。本发明保护范围以权利要求为准。
附图说明
图1为根据一个新颖方面,具有不同预编码器的移动通信网络的示意图,该不同预编码器用于DL MUST。
图2为实施本发明的实施例,基站以及UE的简化方块示意图。
图3为根据一个新颖方面,使用DM-RS传输模式,具有不同预编码器的DL MUST过程示意图。
图4为根据一个新颖方面,使用CRS传输模式,具有不同预编码器DL MUST过程的示意图。
图5为根据一个新颖方面,具有不同预编码器,用于MUST方案的第一实施例的示意图。
图6为根据一个新颖方面,具有不同预编码器,用于MUST方案的第二实施例的示意图。
图7为根据一个新颖方面,具有不同预编码器,用于MUST方案的第三实施例的示意图。
图8为根据一个新颖方面,从UE角度,具有不同预编码器实施MUST的方法流程图。
具体实施方式
下面详细参考本发明的实施例,伴随附图介绍本发明的例子。
图1为根据一个新颖方面,具有用于DL MUST方案的不同预编码器的移动通信网络100的示意图。移动通信网络100为OFDM网络,包含服务基站eNB101,第一用户设备UE102(UE#1)以及第二用户设备103(UE#2)。在基于OFDMA DL 3GPP LTE系统中,无线资源在时域中分为多个子帧,每一个子帧包含两个时隙。依赖于系统频宽,每一个OFDMA符号进一步包含频域中的多个OFDMA符号。资源栅格的基本单元称作资源粒子(Resource Element,RE)其分布在一个OFDMA符号的OFDMA子载波上。多个RE分组为多个资源区块(Resource Block,RB),其中每一个RB包含一个时隙中12个连续子载波。
定义几个物理DL信道以及参考信号以使用一组资源粒子,该组资源粒子中承载来自上层的信息。对于DL信号,物理下行共享信道(PDSCH)为LTE中主要的数据承载DL信道,而PDCCH用于承载LTE中的DCI。控制信息可以包含调度决策(scheduling decision)、与参考信号信息相关的信息、形成对应TB的规则,以及功率控制命令,该TB由PDSCH承载。对于参考信号,小区特定参考信号(Cell-specific reference signal,CRS)由UE使用在非预编码的控制/数据信道的解调,或者基于码书的预编码传输模式,无线链路监视以及CSI反馈的测量。UE特定参考信号DM-RS由UE用于非基于码书预编码传输模式中控制/数据信道的解调。
在图1的例子中,使用DL MUST方案。在MUST中,用于两个用户设备的信号叠加以及占据相同的时频无线资源。为了从MUST受益,两个共同调度的用户一般需要具有接收信号品质的大差异,例如,根据接收SINR。在典型的场景中,多个用户之一(例如,UE#1)地理上接近基站,以及另一个用户(例如UE#2)地理上远离基站。前者用户以及后者用户也分别称作近端用户以及远离用户。
考虑到MIMO广播信道,该MIMO广播信道建模蜂窝通信系统的DL。BS配置有Nt个发送天线,以及K个UE中每一个具有Nr个接收天线。在时频资源粒子中,透过线性预编码,BS在B(B<=Nt)个空间波束上实施MIMO传输给到L(L<=K)个UE。假设MUST方案应用在第一空间波束,该第一空间波束发送信号给两个UE。基于上述描述,已发送信号x可以表达为:
其中
-ui为应用在波束i的单位范数(unit-norm)预编码器
-Pi是波束i的发送功率分配
-0<αN<1近端用户的功率分配(allocated)因子(factor)
-αF=1-αN为用于远离用户的功率分配因子
-sN以及sF分别为近端用户以及远离用户的调制符号。
为波束i中承载的第j个(j-th)功率缩放调制符号
如图1所示,在相同服务小区中由于用于多个用户(例如,UE#2)的NOMA运作,UE#1接收从相同eNB101发出的小区内(intra-cell)参考无线信号。UE#1可以配置有干扰消除(Interference Cancellation,IC)接收器,其能够消除来自期望信号111的干扰信号112的贡献。对于NOMA运作,给两个UE的信号叠加以及预编码以及发送。在小区内干扰加噪声白化(whitening)之后,近端用户的接收信号yN以及如下公式给出:
其中
-在白化(whitening)之后,HN为近端用户的有效信道矩阵,hN,i=HNui其中,1<=i<=B
-ui为波束i应用的单位范数(unit-norm)预编码器
-Pi为波束i的发送功率分配
-0<αN<1为近端用户的功率分割(splitting)因子
-αF=1-αN为远离用户的功率分配因子
-sN以及sF分别为近端用户以及远离用户的调制符号
-为波束i承载的第j个(j-th)功率缩放(power-scaled)调制符号
-w表示干扰噪声加上热噪声的白化(whitened)贡献。项目w为零均值,独立以及一致分布(i.i.d)复值高斯(Gaussian)随机变量,方差为N0。
由于调度算法的复杂性以及CSI反馈的开销,一般假设相同预编码器用于DL MUST方案中以叠加信号。更具体地,对于相同预编码器用于叠加信号的情况,聚焦在以及优化用于MUST传输模式DCI以及CSI反馈。但是,由于受限的用户成对(pair)机会,限制预编码器选择可能降低MUST效能增益。
根据一个新颖方面,基于设计使用相同预编码器用于叠加信号的相同预编码器的情况,当不同预编码器用于叠加信号,MUST方案依然可用。如图1所示,既然不同的预编码器u1以及u2分别用于符号sF以及sN。对于解调参考信号DM-RS传输模式,透过分离DM-RS符号的方式,近端用户UE#1可以估计远离用户UE#2信道。对于公共参考信号传输模式,近端用户UE#1可以盲检测远离用户UE#2的预编码器,该远离用户UE#2的预编码器不指示给UE#1。所以,即使设计为使用相同预编码器用于叠加信号的DCI格式,MUST方案依然可行,以及近端用户接收器可以依然为远离用户分离叠加信号。
图2为实施本发明的实施例,移动通信网络200中基站201以及用户设备211的简化方块示意图。对于基站201,天线221发送以及接收无线信号。RF收发器模块208,耦接到天线,从天线接收RF信号,将其转换为基频信号以及发送给处理器203。RF收发器208也将从处理器接收的基频信号进行转换,将其转换为RF信号以及发送给天线221。处理器203处理已接收基频信号以及调用不同功能模块以实施基站201中的功能。存储器202存储程序指令以及数据209以控制基站的运作。相似的配置存在于UE211中,其中天线231发送以及接收RF信号。RF收发器模块218耦接到天线,从天线接收RF信号,将其转换为基频信号以及发送给处理器213。RF收发器218也将从处理器接收的基频信号进行处理,将其转换为RF信号以及发送给天线231。处理器213处理已接收基频信号以及调用不同功能模块实施UE211中的功能。存储器212存储程序指令以及数据219以控制UE的运作。
基站201以及UE211也包含几个功能模块以及电路以实施本发明的实施例。不同功能模块为可以配置以及实现为软件、固件,硬件,或者上述几者的任意组合的电路。功能模块,当被处理器203以及213所执行时(例如,透过执行程序代码209以及219),例如,允许基站201调度(透过调度器204),编码(例如编解码器205),映射(透过映射电路206),以及发送控制/配置信息以及数据(透过控制/配置电路207)给UE211,以及允许UE211接收解映射(透过解映射器216),以及解码(透过编解码器215)控制/配置信息以及数据(透过控制/配置电路217),相应地具有干扰消除能力。在一个例子中,基站201提供辅助信息,该辅助信息包含对UE211的干扰有关的参数。在接收到相关参数之后,然后UE211能够透过干扰消除器(IC)214而实施干扰消除以相应地消除干扰信号的贡献。在另一个例子中,UE211透过测量/估计模块220实施干扰信号检测以及信道估计。在MUST机制下,当不同预编码器用于近端用户以及远离用户时,UE211(例如,近端用户),能够透过分离DM-RS符号,或者盲解码远离用户预编码器,而使用CRS估计远离用户的信道。
图3为根据一个新颖方面,使用DM-RS传输模式,具有不同预编码器,DL MUST过程的示意图。在LTE系统的基于DM-RS传输模式,用于数据检测的信道估计在DM-RS上实施。DM-RS资源粒子上承载的DM-RS导频信号sDM-RS,,由预编码器ui所预编码,预编码器ui应用在空间波束i上。这是在在发送天线上发送到空中接口的信号,以及透过接收天线接收,HuisDM-RS为用于信道H的。使用已知导频信号sDM-RS,接收器可以估计有效的信道矩阵Hui。
在图3的例子中,BS301实施MIMO传输给UE302(近端用户)以及UE303(远离用户)。假设MUST方案用在第一空间波束,该第一空间波束发送信号给两个UE。步骤310中,透过上层信令(例如,透过RRC)BS301发送MUST配置信息给近端UE302。MUST配置信息告知UE302,该UE302配置有MUST以及告知对应传输模式。可替换的,BS301可选择地也发送MUST配置给远离UE303,如虚线(dashed line)描述。步骤311中,BS301发送DM-RS参考信号给UE302以及UE303。步骤312中,BS301分配用于MUST的时频无线资源给UE302以及UE303。步骤313中,BS301将叠加干扰信号的信息指示给UE(例如,透过PDCCH/DCI)。步骤321中,透过使用远离用户的DM-RS,UE302使用远离用户的信号而实施信道估计。步骤322中,UE302实施远离用户信号的干扰消除以及因此解码自己的信号。
在上述例子中,近端用户302的接收信号可以透过公式(2)所表示。根据公式(2),近端用户接收器,用于近端以及远离用户的符号sN以及sF经历(experience)相同的有效信道hN,1。因此,看起来就像是一个公共导频符号可以用于hN,1的估计。但是,既然符号检测需要功率信息以及建议承载在DM-RS RE中的两个分离的导频符号,配置用于近端用户以及远离用户的信道矢量以及的估计。具有分离的DM-RS导频符号,盲估计功率分割因子(power split factor),不需要透过DCI指示。近端用户可以在不同预编码器的情况下为远离用户的信号做信道估计。没有必要检测远离用户的预编码器。
基于这样的设计,考虑到截然不同的预编码器u1以及u2分别用于符号sF以及sN,如图1所示。近端用户的接收信号给出如下:
其中
-hN,i=HNui,其中i=1,2。信道矢量以及可以透过
DM-RS中承载的分离导频符号而估计。
当UE302透过DM-RS中承载的导频符号而实施信道估计信道估计的质量可能不好,当功率分割因子αN小时。eNB可以在导频符号上乘上UE302已知的功率提升(boosting)因子γ>1,这样,信道估计质量可以提高。
图4为根据一个新颖方面,使用CRS传输,具有不同预编码器的DL MUST过程示意图。在基于LTE CRS传输模式中,用于数据检测的信道估计在CRS上实施。承载在CRS资源粒子上的CRS导频符号不被预编码器所预编码。因此,用户透过CRS导频符号估计信道矩阵H,以及应用到数据的预编码器的信息需要被额外指示给用户用于数据检测。
考虑到图1的场景。既然MUST的信令设计,假设相同的预编码器用于叠加信号,只有多个预编码器之一的信息(例如,u2,既然其为用于sN的预编码器)指示给近端用户。但是,不知道u1,近端用户不能检测干扰符号sF。建议,当配置有基于的CRS的MUST传输模式,为信令信息中没有包含的其他预编码器,近端用户在接收信号上实施盲检测,该信令信息例如,LTE中PDCCH的DCI。
在图4的例子中,BS401实施给UE402(近端用户)以及UE403(远离用户)的MIMO传输。假设,MUST方案应用在第一空间波束上,其中该第一空间波束发送信号给两个UE。步骤410中,BS401透过上层信令(例如,透过RRC)发送MUST配置信息给近端用户UE402。MUST配置信息告知UE402,其配置有MUST以及告知对应传输模式。可替换地,BS401可选择地也发送MUST配置给远离UE403,如虚线所示。步骤411中,BS401发送CRS参考信号给UE402以及UE403。步骤412中,BS411分配用于MUST的时频无线资源给UE402以及UE403。步骤413中,BS401将叠加干扰信号的信息指示给UE(例如,透过PDCCH/DCI)。既然其假设相同预编码器用于叠加信号,这样的信令信息不包含其他UE的预编码器。步骤421中,UE402盲检测UE403的预编码器。步骤422中,UE402实施远离用户信号的干扰抑制以及检测自己的信号。
当发送天线的数量Nt不大时,其他UE预编码器的盲检测是不适当的。以LTE为例子。基于CRS的传输模式中预编码器选择为基于码书。当Nt=2,预编码器的数量不大于4,以及预编码器盲检测的复杂性以及效能可能不是问题。基于一些额外信息,近端用户可以决定是否相信不同预编码器用于叠加信号,该额外信息例如,被指示预编码器上的接收功率和已检测到预编码器上接收功率的比;已检测预编码器上信号检测的可信度(confidence);以及已检测预编码器上的信号检测的可靠性(reliability)。
图5为根据一个新颖方面,使用不同预编码器MUST方案的第一实施例的示意图。在图5的实施例中,BS501应用MUST调度方案到近端用户502以及远离用户503。两个截然不同预编码器u1以及u2分别应用到近端用户UE502以及远离用户UE503。在多数情况下,近端用户可以检测预编码器u1,预编码器u1比已指示出预编码器u1具有更高功率。请注意,在此场景中,预编码器u1以及u2的方向一般相当对齐(aligned),这样近端用户可以从u1的波束1接收强功率。因此,一般说来,u1的信号检测的可靠性高。
图6为根据一个新颖方面,使用不同预编码器用于MUST的第二实施例的示意图。在图6的实施例中,BS601应用MUST调度方案到近端用户UE602,以及远离用户UE603。相同预编码器u1应用到波束1的近端用户以及远离用户。但是,在MU-MIMO下,BS601也应用预编码器u2到波束2的另一个用户。在近端用户接收器侧,来自u2的波束2的功率一般比已指示出预编码器u1的功率更弱。预编码器u2承载的信号的抑制(cancelling)的行为,等效于MU-MIMO中波束内干扰消除。
图7为根据一个新颖方面,使用不同预编码器用于MUST的第三实施例的示意图。在图7的实施例中,BS701应用MUST调度机制到近端用户UE702以及远离用户UE703。相同的预编码器u1应用到波束1的近端用户以及远离用户。但是,另一个BS704应用预编码器u2到波束2的另一个用户。这是,网络辅助干扰消除以及抑制(Network Assisted InterferenceCancellation and Suppression,NAICS)感兴趣的场景。近端用户可以尝试在网络辅助下消除干扰信号。
图8为根据一个新颖方面,从UE角度使用不同预编码器实施MUST的流程图。步骤801中,UE从服务基站接收用于无线通信网络中的DL MUST的配置信息。步骤802中,UE测量来自基站的参考信号。步骤803中,在已分配时频无线资源上,UE接收用于MUST,调度给第一UE的第一信号以及调度给第二UE的第二叠加信号。第一信号应用于使用第一预编码器,以及第二信号用于使用第二预编码器。步骤804中,UE在第二叠加信号上使用参考信号实施干扰消除以及因此解码第一信号。在一个例子中,参考信号包含配置给第一UE的第一DM-RS,以及配置给第二UE的第二DM-RS,参考信号包含配置给第一UE以及第二UE的公共参考信号(CRS)。
虽然结合特定实施例用于说明书描述本发明,本发明保护范围不以此为限。相应地,所属领域技术人员在不脱离本发明精神范围内可以对所描述实施例的多个特征进行修改、润饰以及组合,本发明保护范围以权利要求为准。
Claims (20)
1.一种方法,包含:
无线通信网络中,透过第一用户设备从服务基站接收配置信息,其中该配置信息用于下行链路多用户叠加传输;
透过该第一用户设备测量来自该基站的参考信号;
接收调度给该第一用户设备的第一信号,以及调度给该第二用户设备的第二叠加信号,在用于多用户叠加传输的已分配时频无线资源上,其中该第一信号用于使用第一预编码器以及该第二信号为用于使用该第二预编码器;以及
在该第二叠加信号上使用该参考信号而实施干扰消除以及因此解码该第一信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该参考信号包含配置该第一用户设备的第一解调参考信号以及配置该第二用户设备的第二解调参考信号。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该第一以及该第二解调参考信号为分别使用该第一以及该第二预编码器。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该第一以及该第二解调参考信号应用该第一用户设备以及该第二用户设备之间用于多用户叠加传输的功率分割因子。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,功率提升因子用于该第一解调参考信号,以增强用于该第一用户设备的信号估计。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,基于该第二解调参考信号,没有检测该第二预编码器,该第一用户设备估计该第二用户设备的有效信道响应矩阵。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该参考信号包含配置该第一用户设备以及该第二用户设备的公共参考信号。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,该配置信息包含该第一预编码器但是不包含该第二预编码器。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,该第一用户设备基于该公共参考信号估计该第二用户设备的信道响应矩阵,以及其中该第一用户设备盲检测该第二预编码器。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,基于额外信息,该第一用户设备决定是否盲检测预编码器为准确,该额外信息包含该第一信号以及该第二信号之间的接收功率比。
11.一种用户设备,包含:
控制器,用于在无线通信网络中处理来自服务基站的用于多用户叠加传输的配置信息;
测量电路,用于透过该用户设备测量来自该基站的参考信号;
接收器,用于在用于多用户叠加传输的已分配时频无线资源上接收调度该用户设备的第一信号以及调度第二用户设备的第二叠加信号,其中该第一信号使用第一预编码器,以及该第二信号使用第二预编码器;以及
干扰消除器,在该第二叠加信号上使用该参考信号实施干扰消除,以及因此解码该第一信号。
12.如权利要求11所述的用户设备,其特征在于,该参考信号包含配置给该用户设备的第一解调参考信号以及配置给该第二用户设备的第二解调参考信号。
13.如权利要求12所述的用户设备,其特征在于,该第一以及该第二解调参考信号分别应用该第一以及该第二预编码器。
14.如权利要求12所述的用户设备,其特征在于,该第一以及该第二解调参考信号应用,在该用户设备以及该第二用户设备之间用于多用户叠加传输的功率分割因子。
15.如权利要求12所述的用户设备,其特征在于,功率提升因子用于该第一解调参考信号,以增强用于该用户设备的信道估计。
16.如权利要求12所述的用户设备,其特征在于,该用户设备基于该第二解调参考信号,没有检测该第二预编码器,估计该第二用户设备的有效信道响应矩阵。
17.如权利要求11所述的用户设备,其特征在于,该参考信号包含配置给该第一用户设备以及该第二用户设备的公共参考信号。
18.如权利要求17所述的用户设备,其特征在于,该配置信息包含该第一预编码器,但是不包含该第二预编码器。
19.如权利要求17所述的用户设备,其特征在于,该用户设备基于该公共参考信号而估计该第二用户设备的信道响应矩阵,以及其中该用户设备盲检测该第二预编码器。
20.如权利要求19所述的用户设备,其特征在于,基于额外信息,该用户设备决定是否盲检测预编码器为准确,该额外信息包含该第一信号以及该第二信号之间的接收功率比。
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