CN1930804B - 宽带无线通信系统中通过基站减小突发分配信息的大小的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在宽带无线通信系统中由基站发送突发分配信息的方法，在该宽带无线通信系统中，发送帧包括码元，以及频率轴上的正交子载波基于预定时间单元组成每一个码元。所述方法包括如下步骤：当在预先设置范围内存在基本CID时，通过减小连接到基站的移动终端的基本CID来产生减小的连接标识符(CID)；以及将包括表示减小的CID和该减小的CID的使用和不使用之一的使能字段的MAP插入到所述帧中，且将所述帧发送到移动终端。

Description

宽带无线通信系统中通过基站减小突发分配信息的大小的方法
技术领域
本发明涉及一种宽带正交频率多路复用接入系统，更特别地，本发明涉及一种用于将突发数据分配到移动用户站(MSS)的方法。 
背景技术
已经开发了传统的移动通信网络来提供基于语音的业务，即，语音通信。移动通信网络存在内在的如下缺点：由于仅仅发送语音数据不需要很多的带宽所以数据发送带宽相对窄，且服务费用昂贵。但是，近年来，随着包括因特网接入和多媒体内容的无线业务需求的增长，传统的移动通信网络就不能满足用户需求。 
IEEE的电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e标准组(一个国际标准组织)正在游说采用IEEE 802.16d来作为用于将无线宽带因特网业务提供给固定用户站的标准。 
与传统的无线技术相比，IEEE 802.16d标准通过为数据提供宽带宽来允许大量的存储数据在短时间内被发送以及通过由所有用户共享信道来允许信道被有效率地使用。但是，在IEEE 802.16d标准中，连接到基站的所有用户共享和使用公共信道。而且，由于通过基站分配每一个用户使用信道的使用间隔，所以基站必须将表示突发分配信息的(MAP)通知给每一个用户，以便每一个用户在每一个帧都能共享和使用信道。在IEEE 802.16d标准中，该MAP被分类成UL_MAP和DL_MAP，其被包含在每一个帧的前面部分中，且然后被发送到所有用户。 
图1是显示根据现有技术的IEEE 802.16d中的下行链路和上行链路的帧结构的图。参照图1，垂直轴表示多个子信道数量147以及水平轴表示正交频分复用接入(OFDMA)码元数量145。 
首先，将描述下行链路149。前同步码111位于组成下行链路的子信道的前部。诸如帧控制头(FCH)113、DL_MAP 115和UL_MAP 117的广播数据信息位于前同步码111之后。另外，DL突发串121、123、125、127和129位于广播数据信息之后。 
接着，在上行链路153中，前同步码131、133和135利用距离调整子信道(ranging subchannel)143分别存在于UL突发串137、139和141的前部。 
DL_MAP 115和UL_MAP 117包括关于DL突发串121、123、125、127和129和UL突发串137、139和141的位置和分配的信息。将该信息从基站发送到MSS。然后，MSS利用在DL_MAP 115和UL_MAP 117中包含的UL突发串137、139和141和DL突发串121、123、125、127和129的位置和分配信息不定地接收带有每一个帧的组合频率和码元的子信道。在每一个帧中使用的子信道不是固定的而是可变的。 
每一个MAP信息元素(MAP_IE)表示一个终端的MAP。每一个终端检查在MAP_IE中包含的基本连接标识符(基本CID)是否为终端的基本CID以及通过在由对应的MAP_IE表示的频率和码元上的子信道来发送/接收突发串。 
如上所述，在现有的IEEE 802.16宽带OFDMA系统中，基站将子信道分配到移动终端，其要用于通过诸如DL_MAP和UL_MAP的广播数据信息将突发串发送到对应帧中的每一个终端。 
但是，基站必须将突发分配信息发送到每一个终端。根据发送的分配信息本身将大的开销强加于系统上。具体地说，当多个终端连接到基站时，突发分配信息降低了系统性能，这是因为突发分配信息使用了共享传输信道的较多资源。 
发明内容
因此，本发明已经被用来解决上述在现有技术中发生的问题，且本发明的一个目的是提供一种用于构造突发分配信息以便减小开销的方法。 
本发明的另一个目的是提供一种用于通过在宽带无线通信系统中减小用于发送突发分配信息的连接标识符(CID)来减小系统开销的方法。 
本发明的另一个目的是提供一种用于在宽带无线通信系统中通过将表示是否减小CID的系统信息插入到帧中来控制连接到基站的终端的连接标识符(CID)的减小的方法。 
本发明的另一个目的是提供一种用于在宽带无线通信系统中控制终端的连接标识符(CID)的减小的方法，其能改变用于确定减小的CID的使用和不使用之一的、连接到基站的终端的阈值。
根据本发明的一个方面，提供了一种在宽带无线通信系统中通过基站减小突发分配信息的大小的方法，其中在该宽带无线通信系统中发送帧包括码元，频率轴上的正交子载波基于预定时间单元组成每一个码元，所述方法包括：当在预先设置范围内存在连接到基站的移动终端的基本CID时确定减小的CID的类型，以便减小突发分配信息的大小；以及将包括表示减小的CID的使用和不使用之一的使能字段的配置信息发送到移动终端。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种在宽带无线通信系统中通过基站构造突发分配信息的方法，其中在宽带无线通信系统中发送帧包括码元，频率轴上的正交子载波基于预定时间单元组成每一个码元，所述方法包括：当在预先设置范围内存在连接到基站的移动终端的基本CID时将用于表示减小的连接标识符(CID)的使用和不使用之一和类型的使能字段设置到配置信息中；以及将减小的CID设置在突发分配信息中以便减小突发分配信息的大小。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线通信系统中的基站，其中在该宽带无线通信系统中发送帧包括码元，频率轴上的正交子载波基于预定时间单元组成每一个码元，所述基站包括：控制器，用于在基站中确定在预先设置范围内是否存在终端的基本连接标识符(CID)，以及将用于设置减小的CID的使用和不使用之一和类型的使能字段设置到配置信息中；前同步码设置单元，用于执行在基站和终端之间的系统同步；业务量单元，用于接收从上端发送的业务量；以及发送器，用于将通过将包括配置信息、前同步码和业务量的突发分配信息进行多路复用所获得的帧发送到终端。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线通信系统中的移动终端，其中在该宽带无线通信系统中发送帧包括码元，频率轴上的正交子载波基于预定时间单元组成每一个码元，所述移动终端包括：接收器，用于接收帧和执行在基站和移动终端之间的系统同步；突发分配信息检测器，用于从所述帧中检测突发分配信息以及将该突发分配信息发送到控制器；控制器，用于从所述突发分配信息中检查用于表示减小的连接标识符(CID)的使用和不使用之一和类型的使能字段，以及基于所述使能字段来设置是否应用减小的CID；以及业务量处理器，用于接收来自所述接收器的帧，以及利用从所述控制器发送的突发分配信息来对所述帧进行解码。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种在宽带无线通信系统中通过基站 减小突发分配信息的大小的方法，所述方法包括：确定连接至基站的移动用户台的基本连接标识符CID是否存在于预先设置范围内；如果该基本CID存在于预先设置范围内，则生成指示减小的CID的使用或不使用的使能字段以及根据该使能字段的减小的CID；在MAP信息元素IE中设置该使能字段和该减小的CID；以及复用MAP IE、前同步码和业务量信息以生成帧，并且将该帧发送到移动用户台。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线通信系统中的基站，该基站包括：控制器，用于确定连接至基站的移动用户台的基本连接标识符CID是否存在于预先设置范围内，如果该基本CID存在于预先设置范围内，则生成指示减小的CID的使用或不使用的使能字段以及根据该使能字段的减小的CID，在MAP信息元素IE中设置该使能字段和该减小的CID；前同步码产生器，用于生成前同步码；业务量单元，用于存储业务量数据；和发送器，用于复用MAP IE、前同步码和业务量数据以生成帧，并且将该帧发送给移动用户台。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线通信系统中的移动用户台，该移动用户台包括：接收器，用于从基站接收帧，并且从所接收的帧中检测前同步码；MAP检测器，用于从所接收的帧中检测MAP信息元素IE；控制器，用于检查使能字段以确定减小的连接标识符(CID)是否存在于MAP IE中，在检查该使能字段之后如果使用了减小的CID，则应用减小的CID来检测业务量数据，如果并未使用减小的CID，则应用基本CID来检测业务量数据；和业务量处理器，用于存储业务量数据并且将业务量数据解码，其中如果连接到基站的移动用户台的基本CID存在于预先设置的范围内，则该使能字段被生成以表示减小的连接标识符(CID)的使用或不使用。 
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加明显，其中： 
图1是显示根据现有技术的宽带OFDMA系统中的上行链路和下行链路的帧结构的图； 
图2是显示根据本发明一个实施例的宽带OFDMA系统中的上行链路和下行链路的帧结构的图； 
图3A是显示根据现有技术的宽带OFDMA系统中的UL-MAP_IE的结构的图； 
图3B是显示根据现有技术的宽带OFDMA系统中的DL-MAP_IE的结构的图； 
图4是说明根据现有技术的宽带OFDMA系统中的CID分配方法的图； 
图5是说明根据本发明第一实施例的用于使用减小的CID在基站中产生MAP_IE的方法的流程图； 
图6是说明根据本发明第一实施例的用于使用减小的CID在基站中将基本CID改变到减小的CID的CID压缩方法的流程图； 
图7是说明根据本发明第二实施例的用于使用多个CID来在基站中有选择性地产生MAP_IE的方法的流程图； 
图8是显示根据本发明一个实施例的基站的结构的方框图； 
图9是说明根据本发明一个实施例的用于通过基站发送突发分配信息的方法的流程图； 
图10是显示根据本发明一个实施例的移动终端的结构的方框图；以及 
图11是说明用于由移动终端从基站接收突发分配信息的方法的流程图。 
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的优选实施例。相同的附图标记被用来指定与在其它附图中所显示的那些元件相同的元件。在本发明的下面的描述中，当其可以使本发明的主题变得不清楚时，将省略对这里引入的已知功能和配置的详细描述。 
本发明建议了一种用于减小发送突发分配信息所使用的CID的方法。另外，本发明建议了一种用于通过将表示是否减小CID的系统信息插入到帧中 来控制连接到基站的终端的CID的减小的方法。 
在下面的描述中，注意将只描述理解本发明的操作所需要的部分，而在本发明的主题之内将省略除了所述部分之外的关于剩余部分的描述。 
下文中，将参照图2描述根据本发明一个实施例的上行链路和下行链路的帧结构。 
参照图2，垂直轴表示多个子信道以及水平轴表示OFDMA码元。 
前同步码210位于组成下行链路200的子信道的前部。接着，将系统信息信道(SICH)220发送到小区中的所有终端，以及包括DL MAP元素231和UL MAP元素232的mini MAP 230顺次位于前同步码210之后。最后，码元的突发串240到244位于mini MAP 230之后。 
SICH220包括包含最小MAP的物理大小信息的根MAP221。该根MAP221包括作为用来指示使用减小的CID的使能字段的减小的CID使能字段。 
减小的CID使能字段最好包括一个比特并且当连接到基站的移动终端的数量小于预定阈值时被使能。或者，可以使用两个或多个阈值。通过包括作为使能字段的多个比特来替代减小的CID使能字段来指示映射到减小的CID的大小值的信息也是可能的。例如，当CID类型字段包括两个比特并且被设置到“00”时，CID类型字段被映射到10比特的CID。当CID类型字段被设置到“01”时，CID类型字段被映射到12比特的CID。当CID类型字段被设置到“10”时，CID类型字段被映射到14比特的CID。当CID类型字段被设置到“11”时，CID类型字段被映射到16比特的CID。 
作为另一个选择，可以将诸如减小的CID使能或CID类型的信息插入到在每一个帧中发送的第一MAP_IE中以便替代SICH。在这种方法中，终端接收第一MAP_IE并且理解当参考对应于终端的MAP_IE时要使用的CID类型。 
根MAP221最好包括3个字段，即，RmNsch0字段222、RmNsch1字段223和RmNsch2字段224。该字段分别具有6、5和5比特的大小。RmNsch0字段222、RmNsch1字段223和RmNsch2字段224指示mini-MAP0 230、mini-MAP1 231和mini-MAP2 232的物理大小，对其已经完成了调制和解调。 
这里，用于解调和解码每一个mini-MAP的解调和解码方案被分别预先确定为1/12 QPSK、1/2QPSK以及1/2 16 QAM。mini-MAP0 230使用1/12QPSK，其为最小的解调和解码方案，以及mini-MAP2 232使用最大的解调和解码方案。连接到基站的终端可以对mini-MAP0 230进行解调和解码。接近 于基站的终端可以对mini-MAP2 232进行解调和解码。 
mini-MAP0 230包括多个MAP_IE 233和234，mini-MAP1 231包括多个MAP_IE 235、236和237，以及mini-MAP2 232包括多个MAP_IE 238和239。每一个MAP_IE都表示每一个终端的UL-MAP_IE 234、236、237或239或者每一个终端的DL-MAP_IE 233、235或238。另外，每一个MAP_IE都表示用于与每一个MAP_IE相对应的UL突发串和DL突发串的MAP。 
本发明建议了一种用于减小组成在mini-MAP中包含的MAP_IE的CID的方法。首先，将参照图3A和3B来描述现有技术的MAP_IE的构造。 
图3A是显示现有技术的UL-MAP_IE的构造的图。 
参照图3A，UL-MAP_IE定义了用于UL突发串的2维带宽分配信息并且按时间顺序被安置。这里，可以将CID分配到对应的UL-MAP_IE来作为单播ID、多播ID或者广播ID。根据本发明的一个实施例，当CID为单播ID时应用减小的CID。 
上行链路间隔使用码(“UIUC”)是用于区分用于所分配的UL突发串的物理参数的指示符。当UIUC的值为15时，依靠扩展的UIUC的IE存在。相反，当UIUC的值不为15时，存在偏移。该偏移为与对应的突发串的起始有关的OFDMA码元偏移并且该偏移的单位为一个时隙。另外，所述偏移是用于UL-MAP消息的分配起始时间的相对值。 
图3B是显示DL-MAP_IE的构造的图。 
参照图3B，DL-MAP_IE定义了用于DL突发串的2维带宽分配信息。“UIUC”是用于所分配的DL突发串的物理参数的指示符。“StartPS”指示对应的帧中的突发串的起始位置。当使用对应的突发串时CID存在，且将该CID分配到对应的DL-MAP_IE来作为单播ID、多播ID或者广播ID。根据本发明的一个实施例，当CID为单播时应用减小的CID。 
下文中，将参照图4描述用于分配在图3A和3B中显示的CID的方法。参照图4，基本CID是分配到每一个终端的CID；可以分配从0x0001到m的CID。终端当连接到网络时从基站接收一个基本CID，以及基站当分配MAP_IE时利用基本CID将突发数据分配到终端。 
这里，当在SICH中使用一个比特的使能字段时，本发明将这个可分配的值限制到预定值(例如，2^10)。另外，当连接到基站的终端的数量小于预定值时，基站利用减小的CID代替基本CID来分配终端的MAP_IE。因此，根据在基本CID的比特{从LSB(最低有效位)到MSB(最高有效位)}之中的有效位的范围来确定如上所述的基本CID。例如，减小的CID可以具有10比特的大小(从基本CID的LSB起始)。最好，减小的CID不大于16比特。 
但是，当使用具有多个比特的减小的CID类型字段时，基站通过映射到由减小的CID类型字段所指示的值来选择减小的CID大小。 
最好将减小的CID使能和CID类型插入到利用每一个替代SICH发送的第一MAP_IE中。 
下文中，参照图5至7描述根据本发明一个优选实施例的用于减小CID的方法。 
图5是说明使用限制到1的减小的CID的第一实施例的流程图，以及图7是说明包括多个可使用的减小的CID的第二实施例的流程图。 
图5是说明根据本发明第一实施例的、由基站根据在减小的CID使能字段中设置的值产生MAP_IE的方法的流程图。 
参照图5，基站在步骤500中确定连接到基站的终端的数量是否小于预定的阈值(2^10)。当终端的数量小于阈值时，基站在步骤510中将在发送帧的SICH中的减小的CID使能字段设置到1。 
在步骤520中，基站当发送对应的帧时形成具有10比特减小的CID的MAP_IE来代替基本CID。 
当连接到基站的终端的数量大于阈值(2^10)时，基站在步骤530中将在SICH中的减小的CID使能字段设置到0并且在步骤540中当产生用于每一个终端的突发分配信息时产生具有现有的基本CID的MAP_IE。 
图6是说明根据本发明第一实施例的、当连接到基站的终端的数量落在预定数量之下时并且其中使用减小的CID的基站已经设置减小的CID使能字段的值为0、用于使用减小的CID的CID压缩方法的流程图。 
这个流程有关于一种当连接到基站的终端的数量减小到恒定级别(例如，2^10-delta，delta是正整数)以下时使用减小的CID的方法，且其中当连接到基站的终端的数量大于特定数量(2^10)时，基站产生具有现有的基本CID的MAP_IE。这里，delta是用于当终端的数量在特定数量(2^10)周围变化时防止CID压缩发生太频繁的临界值(margin value)。由操作者在考虑诸如通信环境的预定变量的同时来确定delta。 
参照图6，基站在步骤600中确定当前连接的终端的数量是否小于预定数量。当当前连接的终端的数量小于预定级别时，基站在步骤610中提取具有多于特定值(2^10)的基本CID的终端。基站在步骤620中重新分配基本CID，少于所提取的终端的特定值(2^10)。然后，基站在步骤630中将SICH中的减小的CID使能字段设置到1。在这种方法中，基站在从下一个帧中产生MAP_IE的过程中使用基本CID(16比特)中的10比特的LSB的减小的CID来替代基本CID。 
图7是说明根据本发明第二实施例的使用多个CID来设置基站中的MAP_IE的方法的流程图。 
参照图7，基站在步骤710中测量连接到基站的终端的数量。然后，基站在步骤720中选择与终端的数量相对应的CID。基站从多个阈值之中选择与终端的数量最接近的阈值。例如，当阈值是2^10、2^12、2^14或2^16并且连接到基站的终端的数量是2^13时，基站选择2^14作为阈值。 
其后，基站确定与阈值相对应的CID类型。例如，当阈值是2^10时，确定10比特的CID类型。当阈值是2^12时，确定12比特的CID类型。当阈值是2^14时，确定14比特的CID类型。当阈值是2^16时，确定16比特的CID类型。 
在步骤730中，基站根据如上所述所确定的CID类型将CID类型字段映射到‘00’、‘01’、‘10’或‘11’。这里，基站可以根据如上所述的对应的实施例在步骤740中将CID类型插入到SICH或mini MAP中。 
在步骤740中，基站使用与所确定的CID类型相对应的CID来形成miniMAP。 
下文中，将描述根据本发明一个实施例的基站的构造。 
图8是显示根据本发明的基站800的构造的方框图。参照图8，控制器801确定终端的基本CID是否存在于预先设置范围内。当它是这样时，控制器801在MAP_IE中形成用于指示是否使用减小的CID的使能字段。使能字段也可以使用减小的CID使能字段和具有多个比特和多个基准值的CID类型字段。 
控制器801根据使能字段产生减小的CID。例如，当使能字段是2比特的CID类型字段时，CID类型字段可以具有4个值，即，‘00’、‘01’、‘10’和‘11’。这里，‘00’表示使用基本CID。另外，当CID类型字段是‘01’、‘10’或‘11’时，控制器801利用减小的CID的预先设置类型来 执行映射。然后，控制器801将减小的CID设置在MAP中。 
前同步码产生器803在产生帧的过程中执行系统同步并且产生用于确定终端的小区的前同步码。当终端执行数据恢复时，前同步码也可以用于信道估计；前同步码使用多个预先设置图案。 
业务量单元805将发送到上端(诸如基站控制器)的业务量存储在内部缓冲器中。 
OFDM发送器807对由控制器801所产生的MAP、前同步码和业务量信息进行多路复用，并且产生要发送到终端的帧。由于用于在OFDM发送器807中的多路复用和反向快速傅里叶变换的设备不在本发明的范围之内，所以将省略对该设备的描述。 
下文中，将参照图9描述由基站发送突发分配信息的方法。 
参照图9，在步骤900中，基站800的控制器801测量用于移动终端的基本CID范围。在步骤910中，控制器801确定连接到基站800的移动终端的基本CID是否被包含在预先设置范围之内。当连接到基站800的移动终端的基本CID被包含在预先设置范围之内时，控制器801在步骤920中产生用来指示减小的CID的使用和不使用之一的使能字段、根据使能字段的减小的CID的类型和减小的CID，以及将所产生的使能字段和减小的CID存储在MAP中。在步骤940中，OFDM发送器807对MAP、前同步码和业务量信息进行多路复用，并且产生帧。在步骤950中，OFDM发送器807将所产生的帧发送到移动终端。 
当移动终端的基本CID没有被包含在预先设置范围之内时(步骤910)，控制器801在步骤910中将基本CID设置在MAP中。在那以后，OFDM发送器807在步骤940中对MAP、前同步码和业务量信息进行多路复用，并且产生帧。 
下文中，将参照图10描述移动终端的构造。 
参照图10，移动终端1000的接收器1010从基站800接收帧。接收器1010从所接收的帧中检测前同步码并且执行系统同步。 
MAP检测器1020接收帧并且检测其中的MAP。然后，MAP检测器1020将所检测的MAP发送到控制器1040。 
控制器1040检查使能字段以便确定来自MAP的减小的CID是否存在。当在检查使能字段之后使用减小的CID时，控制器1040通过应用减小的CID来检测接收业务量信息。当没有使用减小的CID时，控制器1040通过应用传统 的基本CID来检测接收业务量信息。当使能字段是包括多个比特的CID类型字段时，控制器1040设置减小的CID的使用和不使用之一和减小的CID的类型。 
业务量处理器1030包括缓冲器，存储从接收器1010发送的业务量数据，以及使用从控制器1040发送的MAP来对业务量数据进行解码。 
下文中，将参照图11描述一种在移动终端1000中基站800接收突发分配信息的方法。 
参照图11，首先，移动终端1000在步骤1110中通过接收器1010接收从基站800发送的帧。接收器1010利用所接收到的帧的前同步码执行在基站800和移动终端1000之间的系统同步。接收器1010在已经执行系统同步之后将帧发送到MAP检测器1020。在步骤1120中，MAP检测器1020在已经接收到帧之后从该帧中检测MAP并且将所检测到的MAP发送到控制器1040。在步骤1130中，控制器1040检查MAP的使能字段和检查是否使用减小的CID。 
当使用减小的CID时，执行步骤1140。在步骤1140中，控制器1040基于使能的字段来应用减小的CID。当将CID类型字段用作使能字段时，控制器1040可以设置减小的CID的使用和不使用之一和减小的CID的类型。在步骤1160中，控制器1040利用包括在业务量处理器1030中存储的业务量数据的MAP来提取突发信息。 
在步骤1130中，当没有使用减小的CID时，执行步骤1150。在步骤1150中，控制器1040应用和使用基本CID。在步骤1160中，控制器1040利用包括接收到的业务量数据的MAP来提取突发信息。 
根据如上所述的本发明，当利用通过减小对应的终端的基本CID所获得的减小的CID来发送用于突发分配的MAP_IE时，可以减小系统开销。 
虽然为了说明性目的已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在没有脱离如所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的，所述权利要求包括其等效物的全部范围。 

Claims (3)

1.一种在宽带无线通信系统中通过基站减小突发分配信息的大小的方法，所述方法包括：
确定连接至基站的移动用户台的基本连接标识符CID是否存在于预先设置范围内；
如果该基本CID存在于预先设置范围内，则生成指示减小的CID的使用或不使用的使能字段以及根据该使能字段的减小的CID；
在MAP信息元素IE中设置该使能字段和该减小的CID；以及
复用MAP IE、前同步码和业务量信息以生成帧，并且将该帧发送到移动用户台。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使能字段包括表示基本CID的使用和减小的CID的可用类型之一的至少两个比特。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据该使能字段，所述减小的CID包括基本CID的至少一个最低有效位LSB。
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