CN1167221C - 无线通信终端装置和干扰消除方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信终端装置和干扰消除方法,采用共用中置码作为已知信号,在BS与包括MUD的MS进行通信的CDMA无线通信***中应用发送选择分集,减轻来自其他用户的干扰和衰落的影响。接收从包括多个天线分支进行发送选择分集的基站装置(101)发送的信号,在码元功率计算单元(150)中,对每个所述天线分支计算除了分配给装置本身的代码以外的所有代码的码元功率,在代码数检测部(208)中参照接收信号中包含的已知信号来对每个天线分支检测干扰码数,在干扰码选择部(209)中,对每个天线分支,参照算出的码元功率来选择干扰码数目的干扰码,用MUD(210)通过干扰消除处理来除去选择出的干扰码造成的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及在使用CDMA方式的无线通信***(以下称为‘CDMA无线通信***’)中减轻来自其他站的干扰影响的干扰消除器,特别涉及多用户型的干扰消除器。
背景技术
作为多个无线通信装置相互进行通信的多址接入(Multiple Access)方式之一,有使用频谱扩展通信的CDMA(Code Division Multiple Access;码分多址)方式。CDMA方式与TDMA(Time Division Multiple Access;时分多址)方式或FDMA(Frequency Division Multiple Access;频分多址)方式相比,具有可以实现高频率效率、容纳更多的用户的特征。
在CDMA方式中,根据来自小区自身内的其他用户的干扰来决定信道容量的界限。因此,为了增加信道容量,需要用任何方法来减轻干扰。作为减轻干扰的处理,可列举出干扰消除器(IC:Interference Canceller),特别是多用户型的干扰消除器(以下,简记为‘MUD’(Multi User Detection))具有代表性。在CDMA方式中,分配给装置本身的扩频码以外的扩频码(以下称为‘干扰码’)都成为干扰原因,所以MUD进行减轻干扰码造成的干扰影响。即,MUD使用干扰码对接收信号进行相关处理,接着通过将该相关处理结果与乘以了该干扰码的信号的信道估计值进行复数乘法,来对每个干扰码生成复制解调数据(干扰复本),从接收信号中减去该干扰复本,从而减轻干扰码造成的干扰影响。
在现有的CDMA方式中,作为用于信道估计等的已知信号,采用中置码。将按规定的码片周期循环的已知的基本码每次移动规定的码片单位来生成中置码。
在图1中,表示采用中置码作为已知信号,基站装置(以下称为‘BS’)与配备MUD的无线通信终端装置(以下称为‘MS’)按照CDMA方式进行无线通信的CDMA无线通信***。BS11与MS21~28进行CDMA无线通信。MS21~28分别配备MUD31~38。在图1所示的CDMA无线通信***中,假设使用16个扩频率的扩频码(扩频码#1至扩频码#16)。因此,在BS11中最大可容纳16个用户。
图2是表示CDMA无线通信***中的中置码的形成步骤的说明图。这里,说明使用8个相互不同的块的情况下的中置码的形成步骤。
如图2所示,使用按456(=8W)码片周期循环的基本码根据以下所示的步骤来形成中置码的各图案(以下称为‘中置码图案’)。该基本码是基站装置和无线通信终端装置双方已知的代码,包含A~H的8个相互不同的块。块A~H的码片长度分别为57(=W)。
首先,在第1步骤中,上述基本码的相位从基准时间向图中右方向位移{W×(n-1)}码片。这里,n是基本代码的位移数(中置码位移)。如图2所示,位移的码片数在中置码位移1、中置码位移2、…、中置码位移8的情况下分别为0、W、…、7W。
在第2步骤中,对于位移后的各基本码,以某个块作为基准,从该块的前端部其剩余456码片并将除此以外的部分消除。这里,作为一例,以块A作为基准。
在第3步骤中,将剩余码片长度为456的各代码向图中左方向循环{W×(n-1)}码片。例如,中置码位移2的情况下,将剩余码片长度为456的代码向图中左方向循环W码片,块B处于代码的左端,以下沿图中右方向继续循环C、D、E、F、G、H,变为块A处于代码的末端(右端)。
在第4步骤中,与循环后的各代码中的前端块相同的块被附加在末端,作为整体成为码片长度为512的代码,该代码成为各中置码位移的中置码图案。例如,在中置码位移2的情况下,与循环后的开头块B相同的块B’被附加在末端,成为中置码位移2的中置码图案。
但是,上述的中置码着眼于下行线路的中置码的传输方式被分类为两种。一种中置码是在每个扩频码中分配不同图案的中置码来进行发送的个别中置码,另一种中置码是向所有的无线通信终端装置通知相同的(共用的)中置码的共用中置码。
下面,对于图1所示的CDMA无线通信***的工作情况,分别说明采用个别中置码作为中置码的情况和采用共用中置码的情况。
首先,说明采用个别中置码作为中置码的情况。这种情况下,从中置码位移1至中置码位移8分别与扩频码#1至扩频码#8对应,该对应关系对于BS和MS双方来说是已知的。对于扩频码#9至扩频码#16,不存在要分配的中置码,所以不使用。BS11将对每个扩频码分配的中置码附加在数据部之间设置的中置码部,构成MS21~28用的传输信号,对该传输信号进行复用,分别发送到MS21~28。
MS21~28接收从BS11发送的信号,参照接收信号中包含的中置码,判定接收信号与哪个扩频码相乘所得的信号被复用,将判定结果通知装置本身包括的MUD31~38。MUD31~38从判定结果中知道哪个扩频码成为干扰码,用成为干扰码的扩频码对接收信号进行相关处理。接着,通过将该相关处理结果与信道估计值进行复数乘法运算来生成干扰复本,从接收信号中扣除该干扰复本。在CDMA方式中,分配给装置本身的扩频码以外的扩频码成为干扰码。MUD31~38对所有的干扰码进行从接收信号中扣除干扰复本的处理,获得期望的解调数据。
但是,在采用个别中置码作为已知信号的情况下,如果容纳于基站装置的MS增加,则中置码长度增长,传输时隙中数据部分所站的比例减少,所以存在通信效率恶化的问题。相反,如果确保通信效率,则可以使用的中置码的图案被限制,存在不能有效地利用分配给小区的扩频码的问题。因此,在请求高速通信的***中,要求采用共用中置码作为已知信号。
下面,说明采用共用中置码作为中置码的情况。BS11将从中置码位移1至中置码位移8的某一个中置码附加在数据部之间设置的中置码部,并通知各MS21~28。在共用中置码中,复用的代码的数与中置码位移相对应。将该对应关系示于图3。该图所示的对应关系在BS和MS双方中是已知的。图3是表示从共用中置码的基准时间起的位移数和复用的扩频码数的对应关系的图。
MS21~28接收从BS11发送的信号,检测在接收信号中包含的中置码位移,参照图3所示的表来检测与检测出的中置码位移对应的发送端复用的扩频码数。另一方面,MS21~28对接收信号用各MS21~28中固有的扩频码分别实施相关处理并进行RAKE合成,将RAKE合成结果在一定期间进行加法运算来计算码元功率。然后,从码元功率大的起依次选择检测出的扩频码数量的扩频码作为干扰码。码元功率对于复用在BS的发送信号上的扩频码大约为1,对于未复用的扩频码大约为0。将选择结果通知装置自身包括的MUD31~38。MUD31~38与个别中置码的情况同样生成干扰复本,进行从接收信号中扣除干扰复本的处理,得到期望的解调数据。
但是,近年来,在无线通信***中,采用在基站装置中配有多个天线分支来确保多个路径的空间分集。作为空间分集之一,有按照传播状态来选择最合适的天线分支的选择分集。以下,将在发送端使用选择分集的技术称为发送选择分集。该发送选择分集可以从多个传播路径中选择传播环境最好的传播路径来传输信号,所以可以减轻衰落的影响。
但是,在采用共用中置码作为已知信号,BS与包括MUD的MS按CDMA方式进行无线通信的现有的CDMA无线通信***中应用发送选择分集的情况下,不清楚干扰码从哪个天线分支发送,所以不能计算乘以了该干扰码的信号的信道估计值,存在不能生成干扰复本的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通信终端装置和干扰消除方法,使用共用中置码作为已知信号,将发送选择分集应用于BS与包括MUD的MS按CDMA方式进行无线通信的CDMA无线通信***,可以减轻来自其他用户的干扰和衰落的影响。
根据本发明的一形态,提供一种无线通信终端装置,与配有多个天线分支进行发送选择分集的基站装置按CDMA方式进行无线通信,该无线通信终端装置包括:码元功率计算部件,对每个天线分支计算分配给装置本身的扩频码以外的扩频码的码元功率;干扰码数检测部件,参照接收信号中包含的共用已知信号,对每个天线分支检测干扰码数;干扰码选择部件,对每个天线分支,参照算出的码元功率来选择所述干扰码数目的干扰码;以及干扰消除器,除去所述干扰码选择部件选择出的干扰码造成的干扰。
根据本发明的另一形态,通过一种干扰消除方法,该方法包括:从配有多个天线分支进行发送选择分集的基站装置接收按CDMA方式发送的信号的步骤;对每个天线分支计算分配给装置本身的扩频码以外的扩频码的码元功率的步骤;参照接收信号中包含的共用已知信号,对每个天线分支检测干扰码数的步骤;对每个天线分支,参照算出的码元功率来选择所述干扰码数目的干扰码的步骤;以及除去选择出的干扰码造成的干扰的步骤。
附图说明
图1表示基站装置与配有MUD的无线通信终端装置按CDMA方式进行无线通信的现有的CDMA无线通信***的图;
图2表示CDMA无线通信***中的中置码的形成步骤的说明图;
图3表示从共用中置码的基准时间起的位移数和复用的扩频码数的对应关系的图;
图4表示本发明一实施例的CDMA无线通信***的方框图;
图5表示本发明一实施例的无线通信终端装置的结构方框图;
图6A表示从共用中置码的基准时间起的位移数和天线分支的扩频码数的对应关系的图;
图6B表示从共用中置码的基准时间起的位移数和另一天线分支103的扩频码数的对应关系的图;
图7表示每个路径的码元功率的计算结果的图。
具体实施方式
本发明的主题是,在由配有多个天线分支进行发送选择分集的基站装置和与该基站装置进行无线通信的无线通信终端装置构成的蜂窝***中,无线通信终端装置对每个天线分支计算分配给装置本身的扩频码以外的所有扩频码的码元功率,参照接收信号中包含的共用中置码,根据算出的码元功率对每个天线分支选择每个天线分支检测出的装置本身以外的干扰站数目的干扰码,使用MUD来减轻选择出的干扰码造成的干扰。
以下,参照附图来说明本发明的一实施例。
图4是表示本发明一实施例的CDMA无线通信***的方框图。本实施例是在蜂窝***中,在进行发送选择分集的基站装置(BS)和配有多用户型的干扰消除器(MUD)的无线通信终端装置(MS)之间采用共用中置码作为已知信号,按CDMA方式进行无线通信的实例。发送选择分集是基站装置中配有多个天线分支来确保多个传播路径的空间分集的一个分集,是在发送端使用按照传播状态选择最合适的天线分支的选择分集技术。共用中置码是所有的无线通信终端装置中共用的中置码。共用中置码如图2所示构成,从基准时间起的位移数和复用在由各个天线分支发送的信号上的扩频码数相对应。
如图4所示,BS101包括天线分支102和天线分支103,与MS111-1~111-10按CDMA方式进行无线通信。在图4所示的CDMA无线通信***中,假设例如使用16个扩频码(扩频码1至扩频码16)。因此,在BS101中最大可容纳16个用户。这里,将扩频码#1分配给MS111-1,将其他的扩频码#2至扩频码#16分配给MS111-2~111-10的某一个。BS101在发送选择分集中对每个MS选择最合适的天线分支,将相同的天线分支选择出的MS之间的信号进行复用并发送。在本实施例中,采用共用中置码作为已知信号。BS101将共用中置码附加于设置在数据部之间的中置码部,来构成各MS111-1~111-10用的传输信号,该传输信号分别与相互垂直的扩频码进行乘法运算并进行复用,发送到各MS111-1~111-10。即,在BS101的发送信号中复用多个扩频码。
如图6A和图6B所示,共用中置码的位移数(中置码位移)与复用的扩频码数相对应,所以在从各天线分支发送的信号中,附加与从该天线分支的发送信号进行复用的扩频码数对应的位移数(中置码位移)的中置码。图6A是在从天线分支102发送的信号上复用的扩频码数和中置码的位移数(中置码位移)的对应关系,图6B表示在从天线分支103发送的信号上复用的扩频码数和中置码的位移数(中置码位移)的对应关系。该图6A和图6B在BS101和各MS111-1~111-10中是已知的,所以各MS111-1~111-10通过检测中置码位移,可以知道在接收信号中复用的扩频码数的候选。
在本实施例中,示出了在BS101中包括两个天线分支的情况,但天线分支的数目也可以是几个。此外,BS101的小区中收容的MS的数目在该***中也可以适当变更。而且,图4所示的CDMA无线通信***中使用的扩频率也可以适当变更。
MS111-1~1110-10分别包括MUD。MS111-1~1110-10接收从BS101发送的信号,对每个天线分支计算在复用在接收信号上的扩频码中除分配给装置自身的扩频码以外的所有扩频码的码元功率,参照算出的码元功率和接收信号中包含的共用中置码,来选择对每个天线分支成为干扰的扩频码,使用MUD减轻选择出的扩频码造成的干扰。
在图5中表示MS111-1的结构。MS111-2~111-10的结构与MS111-1的结构相同。
如该图所示,MS111-1包括:无线接收部202,对天线201接收的信号实施下变频、A/D变换等规定的无线接收处理;码元功率计算单元150,对BS101包括的天线分支102和103分别计算在该***中使用的16个扩频码中除分配给装置自身的扩频码以外的所有扩频码的码元功率;天线分支选择部207,对每个天线分支比较码元功率,选择比较结果最大的天线分支;代码数检测部208,检测与中置码位移对应的扩频码数的候选;干扰码选择部209,从复用在接收信号上的扩频码中选择干扰码;以及MUD210,从接收信号中扣除干扰复本来减轻干扰。
码元功率计算单元150包括:位移数测定部203,测定从接收信号中包含的中置码的基准时间起的位移数(中置码位移);信道估计部204,使用接收信号中包含的中置码来进行信道估计;相关处理部205,用各个MS111-1~111-10中固有的扩频码来进行相关处理;以及RAKE合成部206,对相关处理部205的相关处理结果进行RAKE合成,对该RAKE合成结果在规定期间内进行加法运算来求码元功率。将从相关处理部205至RAKE合成部206的这些处理***设置有与该扩频码数相同的个数,以便对该***中使用的所有16个扩频码计算码元功率。即,在本实施例中设置16个***。码元功率计算单元150设置用于基站装置的发送分集的天线分支数、即传播路径数(在本实施例中为两个),所以MS111-1对于所有的天线分支,可以计算在该***中使用的所有16个扩频码的码元功率。
下面,详细说明以上述构成的MS中的干扰消除操作。各MS中的操作相同,所以这里以MS111-1的操作为例来说明。
首先,由BS101将发送到各MS111-1~111-10的信号通过发送选择分集使选择了相同的天线分支的信号之间进行复用来发送。在该发送信号中,附加与复用的扩频码数对应的位移数(中置码位移)的中置码。该对应关系示于图6A和图6B。
在MS111-1中,天线201接收的接收信号由无线接收部202实施规定的无线接收处理,输出到位移数测定部203和相关处理部205。位移数测定部203测定接收信号中包含的共用中置码的位移数(中置码位移)。信道估计部204参照中置码进行信道估计,将信道估计值输出到RAKE合成部206。在相关处理部205中,进行分别与该***中使用的16个扩频码的乘法运算的相关处理来获得接收码元。在RAKE合成部206中,将接收码元与信道估计值进行复数乘法运算并进行同步检波,将接收码元进行RAKE合成。将RAKE合成结果在规定期间内进行加法运算来获得码元功率。码元功率显示乘法运算后的扩频码和接收信号的相关程度的高低。将码元功率归一化,对于复用在BS的发送信号上的扩频码来说,由于相关高而大约为1,对于未复用的扩频码来说,由于相关低而大约为0。码元功率被分别输出到各个天线分支选择部207。
在天线分支选择部207中,对于该***中使用的16个扩频码,将对每个天线分支算出的码元功率与每个扩频码进行比较,将码元功率最大的天线分支作为发送了与该扩频码进行乘法运算所得信号的天线分支来选择。由此,MS111-1可以知道与分配给装置自身的扩频码进行乘法运算所得的信号由哪个天线分支来发送。此外,还可以知道与成为干扰的扩频码(干扰码)进行乘法运算所得的信号从哪个天线分支发送。天线分支的选择结果被输出到代码数检测部208。在代码数检测部208中,参照图6A和图6B来检测与位移数测定部203中测定出的中置码的位移数对应的复用的扩频码数的候选。图6A和图6B是表示从共用中置码的基准时间起的位移数和复用在由各个天线分支发送的信号上的扩频码数的对应关系的图。在复用在从各天线分支发送的信号上的扩频码中,分配给装置自身的扩频码以外的所有扩频码都成为干扰的原因。因此,在天线分支选择部207中,复用在从作为与分配给装置自身的扩频码进行乘法运算所得的信号的发送源选择的天线分支发送的信号上的干扰码数,是从复用的所有扩频码数中扣除分配给装置自身的扩频码数所得的数。此外,复用在从未作为与分配给装置自身的扩频码进行乘法运算所得的信号的发送源选择的天线分支发送的信号上的干扰码数,与复用的所有扩频码数相同。
这里,假设将天线分支102选择为与分配给装置自身的扩频码相乘所得的信号的发送源。因此,复用在从天线分支102发送的信号上的干扰码数是从复用在从天线分支102发送的信号上的所有干扰码数中扣除分配给装置自身的干扰码数所得的数。另一方面,复用在从天线分支103发送的信号上的干扰码数是复用在从天线分支103发送的信号上的扩频码数本身。
在干扰码选择部209中,参照代码数检测部208中选择出的干扰码数的候选,来比较对该***中使用的16个扩频码算出的码元功率,从该***使用的所有扩频码中选择干扰码。对每个天线分支进行这种选择。
以下,参照图7来说明天线分支选择部207、代码数检测部208、及干扰码选择部209中的干扰码的选择步骤。图7是表示每个路径的码元功率的计算结果的图。这里,作为一例,假设从天线分支102发送的信号中包含的中置码的位移数为0,从天线分支103发送的信号中包含的中置码的位移数为5。根据图6A,在中置码的位移数为0的情况下,复用的扩频码数为1、5、9、及13的某一个,根据图6B,在位移数为5的情况下,复用的扩频码数为2、6、10、及14的某一个。
在图7中,比较天线分支102和天线分支103的码元功率时,对于扩频码#1,天线分支102的码元功率最大,所以MS111-1判断为与分配给装置自身的扩频码相乘所得的信号由天线分支102发送。如果考虑到与分配给装置自身的扩频码相乘所得的信号由天线分支102发送,是分配给装置自身的扩频码之一,则天线分支102的干扰码数的候选是0、4、8、及12的某一个,天线分支103的干扰码数的候选是2、6、10、及14的某一个。
参照图7,在干扰码中,对于扩频码#3、扩频码#4、扩频码#6、扩频码#10、扩频码#11、扩频码#12、扩频码#14、及扩频码#15,天线分支102的码元功率增大。另一方面,对于扩频码#2、扩频码#5、扩频码#7、扩频码#8、扩频码#9、扩频码#13、及扩频码#16,天线分支104的码元功率增大。这种情况下,天线分支选择部207判断为将与扩频码#3、扩频码#4、扩频码#6、扩频码#10、扩频码#11、扩频码#12、扩频码#14、及扩频码#15相乘所得的信号从天线分支102发送。即,对于这些扩频码,选择天线分支102作为发送源。另一方面,将与扩频码#2、扩频码#5、扩频码#7、扩频码#8、扩频码#9、扩频码#13、及扩频码#16相乘所得的信号判断为由天线分支103发送。即,对于这些扩频码,选择天线分支103作为发送源。
接着,在天线分支102选择的扩频码中将扩频码#3、扩频码#6、扩频码#11、及扩频码#12的码元功率取接近1的值,将除此以外的扩频码取接近0的值,所以考虑在干扰码数的候选中包含4个扩频码,干扰码选择部209选择这4个扩频码(扩频码#3、扩频码#6、扩频码#11、及扩频码#12)作为复用在从天线分支102发送的信号上的干扰码。参照图6,作为干扰码数的候选,除了4以外还有0、8、及12,但在天线分支102选择的8个扩频码、即扩频码#3、扩频码#4、扩频码#6、扩频码#10、扩频码#11、扩频码#12、扩频码#14、及扩频码#15中,扩频码#3、扩频码#6、扩频码#11、及扩频码#12的码元功率大约为1,除此以外的扩频码#4、扩频码#10、扩频码#14、及扩频码#15的码元功率大约为0,所以从候选中容易选择4作为干扰码数。
另一方面,在天线分支103选择的扩频码中,扩频码#5、及扩频码#16的码元功率取接近1的值,除此以外的扩频码取接近0的值,所以考虑在干扰码数的候选中包含2,选择这两个扩频码(扩频码#5、及扩频码#16)作为复用在从天线分支103发送的信号上的干扰码。这种情况下,作为干扰码数,没有选择2以外的余地。
在本实施例中,说明了在BS101中配备两个天线分支的情况,但本发明不限于此,天线分支配备三个以上也可以。即使在天线分支配备三个以上的情况下,同样可以选择干扰码。
这样选择出的干扰码的信息被输出到MUD210。MUD210根据干扰码选择部209的输出可以知道每个天线分支在该***中使用的所有扩频码中哪个扩频码成为干扰码。MUD210使用作为干扰码选择出的扩频码来对接收信号进行相关处理,接着,对于相关处理结果,通过将与该干扰码相乘所得的信号与发送的天线分支对应的传播路径的信道估计值进行复数乘法运算,来补偿线路中的失真,生成复制的干扰站的解调数据(干扰复本),通过从接收信号中扣除该干扰复本来减轻干扰的影响。
如以上说明,根据本实施例,MS对每个天线分支计算分配给装置自身的扩频码以外的扩频码的码元功率,根据算出的码元功率来对每个天线分支选择干扰码,从而可以指定与发送了乘以各干扰码所得的信号的天线分支对应的传播路径。由此,可以使用通过各干扰码的传播路径的信道估计值来进行干扰消除处理。
在本实施例中,说明了作为干扰消除器使用多用户型(MUD)的情况,但本发明并不限于此,也可以是单用户型。
本说明书基于2000年9月6日申请的(日本)特愿2000-269984。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性
本发明涉及在使用CDMA方式的无线通信***(以下称为‘CDMA无线通信***’)中减轻来自其他站的干扰影响的干扰消除器,特别适用于多用户型的干扰消除器。
Claims (5)
1.一种无线通信终端装置,与配有多个天线分支进行发送选择分集的基站装置按CDMA方式进行无线通信,该无线通信终端装置包括:
码元功率计算部件,对每个天线分支计算分配给装置本身的扩频码以外的扩频码的码元功率;
干扰码数检测部件,参照接收信号中包含的共用已知信号,对每个天线分支检测干扰码数;
干扰码选择部件,对每个天线分支,参照算出的码元功率来选择所述干扰码数目的干扰码;以及
干扰消除器,除去所述干扰码选择部件选择出的干扰码造成的干扰。
2.如权利要求1所述的无线通信终端装置,其中,所述干扰码数检测部件参照从基准时间起的位移数和与各个天线分支的干扰码数对应的共用中置码,来对每个天线分支检测干扰码数。
3.如权利要求1所述的无线通信终端装置,其中,所述干扰码选择部件对于分配给装置本身的扩频码以外的所有扩频码比较每个天线分支的码元功率,从所述所有扩频码中的码元功率最大的天线分支的扩频码按照码元功率大小选择所述干扰码数量作为干扰码。
4.如权利要求1所述的无线通信终端装置,其中,干扰消除器使用由干扰码选择部件选择的干扰码来对接收信号进行相关处理,接着,将相关处理结果与发送该干扰码的天线分支的信道估计值进行复数乘法运算,生成干扰复本。
5.一种干扰消除方法,包括:
从配有多个天线分支进行发送选择分集的基站装置接收按CDMA方式发送的信号的步骤;
对每个天线分支计算分配给装置本身的扩频码以外的扩频码的码元功率的步骤;
参照接收信号中包含的共用已知信号,对每个天线分支检测干扰码数的步骤;
对每个天线分支,参照算出的码元功率来选择所述干扰码数目的干扰码的步骤;以及
除去选择出的干扰码造成的干扰的步骤。
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