CN110190930B - 一种发射信号的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出一种发射信号的方法和装置,在该方案中,发射端在发射信号之前,先判断发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境是否一致,具体通过“根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值”实现频谱环境是否一致的判断,在判断出发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境一致的情况下,才向接收端发射信号,避免了发射端发射的调制信号和接收端得到的解调信号不一致而导致的误码率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种发射信号的方法及装置。
背景技术
TDCS(Transform Domain Communication System,变换域通信系统)发射端采用CR(Cognitive Radio,认知无线电)技术感知发射频段的频谱环境,构造与干扰相互正交的传输波形,仅将信号能量分配在可用频段上,从而避开干扰。由于TDCS发射端不使用载波调制,而是通过一个具有类噪声特性的基带波形对信号进行调制,因此TDCS信号具有低检测、低截获概率的优点,一般适用于在干扰环境下传输信号。
但是,由于不能保证系统接收端和发射端处在一致的频谱环境中,在接收端和发射端处在不一致的频谱环境中时,发射端发射的调制TDCS信号和接收端接收到的解调TDCS信号不相同,影响信号的解调结果,增加系统的BER(Bit Error Rate,误码率)。
发明内容
本发明实施例提供一种发射信号的方法及装置,用以解决现有技术中传输的信号误码率较高的缺陷。
为了实现上述目的,本发明实施例采用以下技术手段:
第一方面,本发明实施例提供一种发射信号的方法,包括:
确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
判断所述相关系数是否达到第一阈值,当判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。
可选地,根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数,包括:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数。
可选地,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
可选地,确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号,包括:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
可选地,根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,包括:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
第二方面,本发明实施例提供一种发射信号的装置,包括:
确定单元,用于确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
确定单元还用于,确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
计算单元,用于根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
判断单元,用于判断所述相关系数是否达到第一阈值;
发射单元,用于当所述判断单元判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。
可选地,所述计算单元具体用于:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数。
可选地,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
可选地,所述确定单元具体用于:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
可选地,所述确定单元具体用于:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
本发明实施例中,提出一种发射信号的方法,包括:确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值,当判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。在该方案中,发射端在发射信号之前,先判断发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境是否一致,具体通过“根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值”实现频谱环境是否一致的判断,在判断出发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境一致的情况下,才向接收端发射信号,避免了发射端发射的调制信号和接收端得到的解调信号不一致而导致的误码率。
附图说明
图1A为本发明实施例提供的发射信号的方法示意图;
图1B为本发明实施例提供的第一频谱采样信号和第一频谱估计信号的对比示意图;
图1C为本发明实施例提供的发射信号的详细方法示意图;
图2为本发明实施例提供的发射信号的装置示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的发射信号的方法及装置进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例,但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之,提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整,并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例,且不意欲限制本公开。如本文所使用的,单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式,除非上下文另外清楚指出。还将理解的是,当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时,指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此,可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此,实施例不限于附图中所示的实施例,而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此,附图中例示的区具有示意性属性,并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状,但并不旨在是限制性的。
除非另外限定,否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解,诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义,且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义,除非本文明确如此限定。
参阅图1所示,本发明的实施例中,提供一种发射信号的方法10,包括:
步骤100:确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
步骤110:确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
步骤120:根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
步骤130:判断所述相关系数是否达到第一阈值,若是,执行步骤140;
步骤140:当判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。
本发明实施例中,为了进一步提高判断的准确度,可选地,根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数,包括:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数。
本发明实施例中,归一化相关系数可以采用如下公式计算:
其中,Rbd(n)表示归一化系数,b(n)代表频谱调制信号,d(m+n)表示频谱解调信号,N表示发射信号的点数,n表示频谱调制信号的值的序号。
如b(0)是频谱调制信号的第一个值,b(1)是频谱调制信号的第2个值,依次类推。
当n=0时:
R(0)=[b(0)*d(0)+b(0)*d(1)+b(0)*d(2)+...+b(0)*d(N-1)]/N
={b(0)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)]}/N
当n=1时:
R(1)=[b(1)*d(0)+b(1)*d(1)+b(1)*d(2)+...+b(1)*d(N-1)]/N
={b(1)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)]}/N
当n=N-1时:
R(N-1)=[b(N-1)*d(0)+b(N-1)*d(1)+...+b(N-1)*d(N-1)]/N
={b(N-1)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)]}/N
本发明实施例中,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
本发明实施例中,可选地,确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号,包括:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
本发明实施例中,可选地,根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,包括:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
本发明实施例中,判断出采样点的功率值达到所述第二阈值时,认为采样点的频率被占用,此时,功率值可以设置为0,判断出采样点的功率值未达到所述第二阈值时,认为采样点的频率未被占用,此时,功率值可以设置为1,当然,频点未被占用,功率值设置为1,频点已经被占用,功率值设置为0,是两种具体示例,并不限定于此,还可以是其他数值,在此不再进行详述。
本发明实施例中,还给出了第一频谱采样信号和第一频谱估计信号的示意图,如图1B所示,其中,A'(ω)为第一频谱采样信号的功率,A(ω)为第一频谱估计信号的功率,图1B只是一种示例,并不限定于此。
本发明实施例中,将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号,包括:
将第一频谱估计信号A(ω)与随机相位发生器产生的相位序列ejθ对应点乘(用符号⊙表示);
将经过点乘的A(ω)进行功率调整;
将经过功率调整的A(ω)通过IFFT(Inverse Fast Fourier Transform,快速傅里叶逆变换)进行时域变换,得到原始时域传输信号b(n);
其中,原始时域传输信号如下面公式所示:
将原始时域发射信号b(n)经过调制,得到所述频谱调制信号。
本发明实施例中,第一阈值为0.5,即当相关系数达到0.5时,认为发射端的频谱环境和接收端的频谱环境一致,发射端发射信号;当相关系数未达到0.5时,认为发射端的频谱环境和接收端的频谱环境不一致,发射端不发射信号。
当然,第一阈值还可以是其他具体数值,在此不做具体限定。
本发明实施例中,可选地,确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号,包括:
对所述接收端的频谱环境进行采样,得到第二频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第三阈值对所述第二频谱采样信号进行处理,得到第二频谱估计信号;
将所述第二频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱解调信号。
其中,根据采样点的功率值和第三阈值对所述第二频谱采样信号进行处理,包括:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第三阈值,将对应的功率值达到所述第三阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第三阈值采样点的功率值调整至1。
本发明实施例中,将所述第二频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱解调信号,包括:
将第二频谱估计信号C(ω)与随机相位发生器产生的相位序列ejθ对应点乘(用符号⊙表示);
将经过点乘的C(ω)进行功率调整;
将经过功率调整的C(ω)通过IFFT进行时域变换,得到频谱解调信号d(n);
其中,频谱解调信号d(n)如下面公式所示:
需要说明的是,接收端在接收到发射端发射的信号后,不需要进行解调,只需要对接收到的频谱调制信号做功率调整后,将频谱调制信号和频谱解调信号做相关运算,如图1C所示,发射端的第一频谱采样信号A'(ω)经过处理,得到第一频谱估计信号A(ω),再经过IFFT进行时域变换得到b(n),b(n)经过调制,进行发射,接收端接收到调制的信号后,进行功率调整得到b(n),接收端再采用前面的方法处理得到d(n),然后根据b(n)和d(n)计算相关系数。
本发明实施例中,提出一种发射信号的方法,包括:确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值,当判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。在该方案中,发射端在发射信号之前,先判断发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境是否一致,具体通过“根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值”实现频谱环境是否一致的判断,在判断出发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境一致的情况下,才向接收端发射信号,避免了发射端发射的调制信号和接收端得到的解调信号不一致而导致的误码率。
参阅图2所示,本发明实施例中,提出一种发射信号的装置20,包括:
确定单元200,用于确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
确定单元200还用于,确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
计算单元210,用于根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
判断单元220,用于判断所述相关系数是否达到第一阈值;
发射单元230,用于当所述判断单元220判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号。
本发明实施例中,为了进一步提高判断的准确度,可选地,所述计算单元210具体用于:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数。
本发明实施例中,归一化相关系数可以采用如下公式计算:
其中,Rbd(n)表示归一化系数,b(n)代表频谱调制信号,d(m+n)表示频谱解调信号。
如b(0)是频谱调制信号的第一个值,b(1)是频谱调制信号的第2个值,依次类推。
当n=0时:
R(0)=[b(0)*d(0)+b(0)*d(1)+b(0)*d(2)+...+b(0)*d(N-1)]
=b(0)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)];
当n=1时:
R(1)=[b(1)*d(0)+b(1)*d(1)+b(1)*d(2)+...+b(1)*d(N-1)]
=b(1)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)]
当n=N-1时:
R(N-1)=[b(N-1)*d(0)+b(N-1)*d(1)+...+b(N-1)*d(N-1)]
=b(N-1)*[d(0)+d(1)+...+d(N-1)]。
本发明实施例中,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
所述确定单元200具体用于:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
可选地,所述确定单元200具体用于:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
本发明实施例中,判断出采样点的功率值达到所述第二阈值时,认为采样点的频率被占用,此时,功率值可以设置为0,判断出采样点的功率值未达到所述第二阈值时,认为采样点的频率未被占用,此时,功率值可以设置为1,当然,频点未被占用,功率值设置为1,频点已经被占用,功率值设置为0,是两种具体示例,并不限定于此,还可以是其他数值,在此不再进行详述。
本发明实施例中,还给出了第一频谱采样信号和第一频谱估计信号的示意图,如图1B所示,其中,A'(ω)为第一频谱采样信号的功率,A(ω)为第一频谱估计信号的功率,图1B只是一种示例,并不限定于此。
本发明实施例中,所述确定单元200将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号时,具体为:
将第一频谱估计信号A(ω)与随机相位发生器产生的相位序列ejθ对应点乘(用符号⊙表示);
将经过点乘的A(ω)进行功率调整;
将经过功率调整的A(ω)通过IFFT进行时域变换,得到原始时域传输信号b(n);
其中,原始时域传输信号如下面公式所示:
将原始时域发射信号b(n)经过调制,得到所述频谱调制信号。
本发明实施例中,第一阈值为0.5,即当相关系数达到0.5时,认为发射端的频谱环境和接收端的频谱环境一致,发射端发射信号;当相关系数未达到0.5时,认为发射端的频谱环境和接收端的频谱环境不一致,发射端不发射信号。
当然,第一阈值还可以是其他具体数值,在此不做具体限定。
本发明实施例中,可选地,确定单元200确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号时,具体为:
对所述接收端的频谱环境进行采样,得到第二频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第三阈值对所述第二频谱采样信号进行处理,得到第二频谱估计信号;
将所述第二频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱解调信号。
其中,确定单元200根据采样点的功率值和第三阈值对所述第二频谱采样信号进行处理,具体为:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第三阈值,将对应的功率值达到所述第三阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第三阈值采样点的功率值调整至1。
本发明实施例中,确定单元200将所述第二频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱解调信号,具体为:
将第二频谱估计信号C(ω)与随机相位发生器产生的相位序列ejθ对应点乘(用符号⊙表示);
将经过点乘的C(ω)进行功率调整;
将经过功率调整的C(ω)通过IFFT进行时域变换,得到频谱解调信号d(n);
其中,频谱解调信号d(n)如下面公式所示:
需要说明的是,接收端在接收到发射端发射的信号后,不需要进行解调,只需要对接收到的频谱调制信号做功率调整后,将频谱调制信号和频谱解调信号做相关运算,如图1C所示,发射端的第一频谱采样信号A'(ω)经过处理,得到第一频谱估计信号A(ω),再经过IFFT进行时域变换得到b(n),b(n)经过调制,进行发射,接收端接收到调制的信号后,进行功率调整得到b(n),接收端再采用前面的方法处理得到d(n),然后根据b(n)和d(n)计算相关系数。
在该方案中,发射端在发射信号之前,先判断发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境是否一致,具体通过“根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;判断所述相关系数是否达到第一阈值”实现频谱环境是否一致的判断,在判断出发射端所处的频谱环境和接收端所处的频谱环境一致的情况下,才向接收端发射信号,避免了发射端发射的调制信号和接收端得到的解调信号不一致而导致的误码率。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
本文已经公开了示例实施例,并且虽然采用了具体术语,但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义,并且不用于限制的目的。在一些实例中,对本领域技术人员显而易见的是,除非另外明确指出,否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素,或可与其他实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此,本领域技术人员将理解,在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下,可进行各种形式和细节上的改变。
Claims (8)
1.一种发射信号的方法,其特征在于,用于发射信号的装置,所述方法包括:
确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
判断所述相关系数是否达到第一阈值,当判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号;
所述根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数,包括:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数;
所述归一化相关系数采用如下公式计算:
其中,Rbd(n)表示归一化系数,b(n)表示频谱调制信号,d(m+n)表示频谱解调信号,N表示发射信号的点数,n表示频谱调制信号的值的序号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号,包括:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,包括:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
5.一种发射信号的装置,其特征在于,包括:
确定单元,用于确定发射端的频谱环境中的频谱调制信号;
确定单元还用于,确定接收端的频谱环境中的频谱解调信号;
计算单元,用于根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的相关系数;
判断单元,用于判断所述相关系数是否达到第一阈值;
发射单元,用于当所述判断单元判断所述相关系数达到所述第一阈值时,向所述接收端发射信号;
所述计算单元具体用于:
根据表征功率的参数计算所述频谱调制信号和所述频谱解调信号的归一化相关系数;
所述归一化相关系数采用如下公式计算:
其中,Rbd(n)表示归一化系数,b(n)表示表频谱调制信号,d(m+n)表示频谱解调信号,N表示发射信号的点数,n表示频谱调制信号的值的序号。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述表征功率的参数包括振幅参数和/或相位参数。
7.如权利要求5或6所述的装置,其特征在于,所述确定单元具体用于:
对所述发射端的频谱环境进行采样,得到第一频谱采样信号;
根据采样点的功率值和第二阈值对所述第一频谱采样信号进行处理,得到第一频谱估计信号;
将所述第一频谱估计信号进行时域转换,得到所述频谱调制信号。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述确定单元具体用于:
判断各个采样点的功率值是否达到所述第二阈值,将对应的功率值达到所述第二阈值采样点的功率值调整至0,将对应的功率值未达到所述第二阈值采样点的功率值调整至1。
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频谱失配情况下TDCS性能分析及感知结果交换机制彪;何世彪;《电讯技术》;20081228;第48卷(第12期);正文第1-5页 * |
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