基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法與流程
本發明涉及網絡通訊技術領域，特別是指一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法。
背景技術：
隨著無線流量的劇增，云技術引入到無線接入網(cloudran)成為有效應對大規模流量，提供高質量按需服務的關鍵手段。而基于毫米波段的無線前傳，具有靈活的傳輸能力、支持超高速率數據流傳輸，能夠提供多變的前程拓撲結構以及差異化的時延保證，成為cloudran前傳革新技術，得到了廣泛關注。此外，毫米波段由于波長較小，大規模天線數目可以緊湊部署，從而能夠結合大規模天線技術(massivemimo)進一步提高傳輸速率，降低傳輸時延。
然而，毫米波的物理特性使得毫米波通信只適用于視距傳輸，也即直線點對點傳輸，這樣由于障礙的隨機動態出現的特性，使得始終存在波束受到遮擋的可能，將會嚴重影響毫米波傳輸的可靠性。由此，如何克服隨機障礙帶來的遮擋問題成為提高毫米波傳輸可靠性的重要技術之一。目前關于毫米波在無線網絡前傳/回傳方面的應用多著重于利用毫米波高帶寬優勢，來提供網絡擴容，并減小回程開銷。雖然有部分學者針對毫米波易受環境影響的缺點，提出動態環境下的毫米波通信補償機制，額外部署中繼節點或者采用普通頻段傳輸作為備選。但是，當前的毫米波中繼機制大都只考慮靜態中繼，沒有針對各前傳信道隨機出現的障礙物提出基于靈活中繼的波束動態避障機制，也沒有考慮中繼節點傳輸容量限制、負載均衡等因素。
因此，發明人在實現本申請的過程中發現現有技術至少存在以下問題：無法克服隨機出現的障礙物引起的信號遮擋的問題，也沒有考慮節點傳輸容量限制以及負載均衡等問題。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法，能夠提供一種毫米波前傳波束動態避障機制，使得受遮擋波束實現動態跳轉，能夠有效解決毫米波非視距傳輸的問題，最終提高毫米波傳輸的穩定性和可靠性。
基于上述目的本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法，其特征在于，包括：
接收所有rru的導頻信息，基于導頻信息計算得到相應的信道矩陣，并且根據信道矩陣中的信道信息構建網絡拓撲；
基于構建的網絡拓撲，利用有向圖構建前傳網絡拓撲結構，獲得節點-鏈路關聯矩陣；
基于mac層中的原生沖突，構建原生沖突約束條件；并且根據原生沖突約束條件、前傳網絡拓撲結構以及相應的節點-鏈路關聯矩陣，獲得所有鏈路均滿足原生沖突約束條件的初始化傳輸集；
求解得到初始化傳輸集中每條鏈路的傳輸速率，并且根據計算得到的傳輸速率以及預設算法，判斷所有鏈路是否滿足鏈路傳輸的qos約束條件；去除不滿足的鏈路，進而求解得到所有鏈路均滿足qos約束條件的最大傳輸集；
檢測到當前rru節點遇障時，結合前傳需求以及節點容量富余情況，從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點以及相應的鏈路完成前傳需求。
可選的，所述rru中均至少設置有兩套射頻設備；其中，一套高頻射頻設備用于前傳傳輸，另一套低頻射頻設備用于rru與用戶之間的通信。
可選的，所述求解得到初始化的傳輸集中每條鏈路的傳輸速率的步驟包括：
求解物理層中的多天線波束賦形問題；
通過加權最小均方差方法求解得到每個rru作前傳通信時的傳輸預編碼矩陣；
通過上述求解，計算得到每條前傳中繼鏈路的傳輸速率。
可選的，從所述最大傳輸集中選取合適的鏈路完成前傳需求時，考慮的因素包括最小化發送能耗，所述最小化發送能耗的計算方法包括：
根據鏈路結構，獲取每條鏈路接收端信噪比的計算表達式；
根據最小均方差算法求解得到最佳接收矩陣表達式；
通過將最佳接收矩陣表達式代入信噪比的計算表達式中，得到發送端能耗計算表達式，進而求解得到rru在qos約束條件下的最小化發送能耗。
可選的，從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點完成前傳需求時，進行調度考慮的因素包括最小化調度時間，所述最小化調度時間的計算方法包括：
根據每個調度集的活躍時間獲取得到最小化調度時間的計算表達式；
基于節點流量守恒以及鏈路的有效負載需要大于分配的負載容量的原則，獲取最小化調度時間對應的約束條件或者約束公式；
引入修正系數，將最小化調度時間對應的非凸問題轉化為凸優化問題；
引入拉格朗日乘子，并且利用拉格朗日對偶法對最小化調度時間進行求解；
基于計算結果，得到滿足qos約束條件的多個傳輸集以及每個傳輸集對應的活躍時間，使得通過得到的傳輸集完成前傳需求。
可選的，所述利用拉格朗日對偶法對最小化調度時間進行求解的步驟包括：
利用拉格朗日乘子法求解拉格朗日乘子，并且判斷拉格朗日乘子是否收斂；
若是，則將收斂的拉格朗日乘子設定為最優對偶變量；否則，繼續迭代求解，直到拉格朗日乘子收斂后將收斂的拉格朗日乘子設定為最優對偶變量；
選取傳輸集，并且利用immse算法判斷當前傳輸集是否滿足qos約束條件；若當前傳輸集滿足qos約束條件，則進一步判斷當前傳輸集是否屬于初始化傳輸集或者初始化傳輸集的鏈路權重之和小于1，則算法結束，得到多個傳輸集以及每個傳輸集對應的活躍時間；
否則，將當前傳輸集添加到初始化傳輸集中，進行重復循環計算，直到算法結束。
可選的，所述選取傳輸集，并且利用immse算法判斷當前傳輸集是否滿足qos約束條件的步驟包括：
a)設
b)選取
c)用immse算法檢測傳輸集tk是否可行；若不可行，將tk中sinr值最低的鏈路從tk中移除；
重復步驟c直到集合tk中所有鏈路均滿足qos約束。
可選的，所述從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點以及相應的鏈路完成前傳需求的步驟包括：
選取容量富余的rru節點作為中轉節點并且獲取相應的傳輸鏈路；
通過多商品流模型，將當前遇障rru的數據流分配到選取的中轉rru中完成前傳需求。
可選的，調度選取的rru為多個。
從上面所述可以看出，本發明提供的基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法，通過基于rru構建前傳拓撲網絡獲得關聯矩陣并且利用rru作為中繼節點實現波束的動態避障，提高了毫米波前傳波束的傳輸穩定性和可靠性。通過構建原生沖突約束條件以及鏈路傳輸的qos約束條件，使得篩選出的傳輸集能夠同時克服將rru作為跳轉節點產生的原生沖突和二次沖突問題，進而使得調度更為可靠，更加適應于真實的傳輸場景。此外，本申請還考慮了前傳需求以及充分利用容量富余的rru節點作為中轉節點，既提高了傳輸的效率又實現了網絡負載的均衡，保障了整體網絡傳輸的穩定性和效率。因此，本申請所述基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法能夠有效解決毫米波非視距傳輸的問題，最終提高毫米波傳輸的穩定性和可靠性。
附圖說明
圖1為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法的一個實施例的流程示意圖；
圖2為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法適用的場景示意圖；
圖3為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法求解最大傳輸集的算法流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
需要說明的是，本發明實施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應理解為對本發明實施例的限定，后續實施例對此不再一一說明。
本申請針對于當前毫米波傳輸存在隨機障礙的問題，經過發明人研究，發現可以考慮將rru作為中繼節點進行數據的轉發，進而克服隨機障礙導致的傳輸中斷。也即，在云接入網絡架構中，本申請通過設計一種毫米波前傳波束動態避障機制，使得受遮擋的波束能夠實現動態跳轉，有效解決毫米波基于隨機障礙引起的非視距傳輸問題。
但是將rru作為跳轉節點來實現波束的動態避障時會產生兩種沖突：原生沖突與二次沖突；這些沖突使得rru不能在同一時頻資源上接收和發送數據，并且導致傳輸波束之間的干擾問題。同時，rru作為波束跳轉節點需要在保障其本身業務的情況下進行的，但是由于容量受限，非視距毫米波前傳波束可能需要通過多個rru節點進行跳轉，需要考慮網絡負載均衡問題。因此，如何充分利用容量富余的rru作為中繼，考慮網絡負載均衡，實現毫米波的非視距高可靠傳輸，并通過混合波束賦形，提高傳輸效率，是本申請提出的方法解決的關鍵問題。
基于以上分析，本申請針對兩種沖突，研究了遇障波束跳轉節點的決策問題，考慮多個跳轉rru不同負載情況，同時利用多商品流模型，對前傳數據流進行靈活分配，實現網絡負載均衡，從而為非視距毫米波波束提供最佳動態避障路徑，實現高效前傳。其中，rru(radioremoteunit)是指網絡中的射頻拉遠單元，還包括rrh(remoteradiohead，射頻拉遠頭)，是用于移動寬帶網絡基站中的新技術設備，主要效益在于提升既有訊號傳輸效率，并且在更容易建置的網絡架構下，擴大其網絡覆蓋率。為了方便，本申請均通過rru表示射頻拉遠相關的單元、設備或節點。
參照圖1所示，為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法的一個實施例的流程示意圖。本申請旨在研究基于完美信道信息的動態波束動態避障決策及高效前傳技術，首先擬進行遇障波束的避障路徑的最優選擇，利用容量富余的rru作為跳轉節點，構建動態無線前傳網絡，在不影響本地用戶正常通信的情況下，提供高可靠的毫米波波束傳輸。繼而基于大規模天線技術設計高效的毫米波波束賦形策略，提高前傳效率。
具體的，所述基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法包括：
步驟101，接收所有rru的導頻信息，基于導頻信息計算得到相應的信道矩陣，并且根據信道矩陣中的信道信息構建網絡拓撲。參照圖2所示的使用場景中，云接入網絡架構中通常采用一個基帶池(bbupool)與多個rru配套設置；其中，射頻拉遠單元(rru)和基帶處理單元(bbu)之間需要用光纖連接，一個bbu可以支持多個rru。
步驟102，基于構建的網絡拓撲，利用有向圖構建前傳網絡拓撲結構，獲得節點-鏈路關聯矩陣。在已知網絡拓撲的情況下，可以利用有向圖來表示前傳網絡拓撲結構，使得節點之間的發送接收的傳輸關系更為明確。例如：有向圖為g＝{n,l}，其中，
步驟103，基于mac層中的原生沖突，構建原生沖突約束條件；并且根據原生沖突約束條件、前傳網絡拓撲結構以及相應的節點-鏈路關聯矩陣，獲得所有鏈路均滿足原生沖突約束條件的初始化傳輸集。其中，由于傳輸通常采用tdd模式，使得rru不能同時接收和傳輸，將會造成系統的mac層存在原生沖突。所以針對于出現的原生沖突可以通過構建原生沖突約束條件，使得初始化傳輸集中的鏈路滿足原生沖突約束條件。
例如：原生沖突約束條件表達式為：
其中，i(n)表示節點n的傳入鏈路集；o(n)表示節點n的輸出鏈路集合；in(l)＝1代表鏈路l與節點n的相關鏈路，否則in(l)＝0。
步驟104，求解得到初始化傳輸集中每條鏈路的傳輸速率，并且根據計算得到的傳輸速率以及預設算法，判斷所有鏈路是否滿足鏈路傳輸的qos約束條件；去除不滿足的鏈路，進而求解得到所有鏈路均滿足qos約束條件的最大傳輸集。也即，通過步驟103獲取一個不受原生沖突影響的鏈路子集
步驟105，檢測到當前rru節點遇障時，結合遇障的rru節點的前傳需求以及選取的中轉節點的容量富余情況，從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點以及相應的鏈路完成前傳需求。
由上述實施例可知，本發明提供的基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法，通過基于rru構建前傳拓撲網絡獲得關聯矩陣并且利用rru作為中繼節點實現波束的動態避障，提高了毫米波前傳波束的傳輸穩定性和可靠性。通過構建原生沖突約束條件以及鏈路傳輸的qos約束條件，使得篩選出的傳輸集能夠同時克服將rru作為跳轉節點產生的原生沖突和二次沖突問題，進而使得調度更為可靠，更加適應于真實的傳輸場景。此外，本申請還考慮了前傳需求以及充分利用容量富余的rru節點作為中轉節點，既提高了傳輸的效率又實現了網絡負載的均衡，保障了整體網絡傳輸的穩定性和效率。因此，本申請所述基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法能夠有效解決毫米波非視距傳輸的問題，最終提高毫米波傳輸的穩定性和可靠性。
在本申請一些可選的實施例中，所述rru中均至少設置有兩套射頻設備；其中，一套高頻射頻設備用于前傳傳輸，另一套低頻射頻設備用于rru與用戶之間的通信。這樣能夠避免前傳與接入之間產生干擾，提高傳輸準確性和穩定性。
在本申請一些可選的實施例中，所述求解得到初始化的傳輸集中每條鏈路的傳輸速率的步驟包括：求解物理層中的多天線波束賦形問題；通過加權最小均方差方法(wmmse)求解得到每個rru作前傳通信時的傳輸預編碼矩陣；通過上述求解，計算得到每條前傳中繼鏈路的傳輸速率。這樣，不僅能夠求解得到準確的鏈路傳輸速率，而且通過鏈路傳輸速率在后續中能夠實現對qos約束條件的判斷，使得整個方案的實現高效可行。
在本申請一些可選的實施例中，所述從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點以及相應的鏈路完成前傳需求的步驟包括：選取容量富余的rru節點作為中轉節點并且獲取相應的傳輸鏈路；通過多商品流模型，將當前遇障rru的數據流分配到選取的中轉rru中完成前傳需求。其中，在進行節點及鏈路調度時需要同時考慮遇障rru的前傳需求以及中轉rru的容量富余情況，調度的目標或者參考的因素包括鏈路與鏈路通斷時長。調度時，根據傳輸沖突，利用多商品流模型將遇障rru的數據流進行分配到容量富余的中轉rru中完成前傳需求。由于存在多個傳輸集，因此調度過程為傳輸集在一個傳輸周期內輪流進行傳輸，因此調度目標為傳輸鏈路集與傳輸集通信時間。也即，通過分配多個傳輸集以及每個傳輸集對應一個傳輸時間，使得調度依據多個傳輸集以及對應的傳輸通信時間進行傳輸調度。這樣，基于考慮到了中轉rru的負載狀況，對前傳數據進行零活分配，能夠提高網絡負載的均衡以及數據傳輸的效率。
在本申請一些可選的實施例中，從所述最大傳輸集中選取合適的鏈路完成前傳需求時，考慮的因素包括最小化發送能耗，所述最小化發送能耗的計算方法包括：
根據鏈路結構，獲取每條鏈路接收端信噪比的計算表達式，例如：鏈路l接收端的信噪比(sinr，signaltointerferenceplusnoiseratio；信號與干擾加噪聲比)表示為：
其中，l表示為目標鏈路；l`表示鏈路l的干擾鏈路；l`表示鏈路l的干擾鏈路集；t(l)表示鏈路l的發射節點；r(l)表示鏈路l的接收節點；hr(l),t(l')表示t(l')到r(l)的信道矩陣；wl表示節點r(l)的接收波束權重，gl表示節點r(l)的發射波束權重；
根據最小均方差算法求解得到最佳接收矩陣表達式；也即，假設發射功率和發射波束一定時，則可以根據最小均方差算法求得最佳接收矩陣可表示為：
wl＝r(g-l,p-l)-1hr(l),t(l)gl
其中，g-l代表除鏈路l以外其他所有鏈路的傳輸波束矩陣，p-l代表除鏈路l以外其他所有鏈路的傳輸功率；r(g-l,p-l)代表鏈路l的傳輸速率；
通過將最佳接收矩陣表達式代入信噪比的計算表達式中，得到發送端能耗計算表達式，進而求解得到rru在qos約束條件下的最小化發送能耗。其中，當接收波束一定時，能夠求解rru在qos約束下的最小化發送能耗的問題，即求解：
s.t.γl≥γl,pl≤plmax,l∈l′
其中，γl為鏈路l需要滿足的最小qos閾值，plmax為鏈路發送端的功率約束。此時，二次沖突問題解決。這樣，可以得到基于滿足qos約束的功率最小化鏈路組合，減輕網絡負載。
在本申請一些可選的實施例中，從所述最大傳輸集中選取合適的rru節點完成前傳需求時，進行調度考慮的因素包括最小化調度時間，所述最小化調度時間的計算方法包括：
根據每個調度集的活躍時間獲取得到最小化調度時間的計算表達式；其中，最小化調度時間的計算表達式為：
其中，λi代表傳輸集ti的活躍時間，u(λ)代表所有傳輸集總的活躍時間，k為傳輸集總數。
基于節點流量守恒以及鏈路的有效負載需要大于分配的負載容量的原則，獲取最小化調度時間對應的約束條件或者約束公式；其中，約束條件至少包括：
其中，集合
引入修正系數，將最小化調度時間對應的非凸問題轉化為凸優化問題；其中，修正系數為一個數值很小的正數。
最小化調度時間轉化后的表達式為：
引入拉格朗日乘子p，并且利用拉格朗日對偶法對最小化調度時間進行求解；其中，利用拉格朗日乘子作為懲罰系數對應的計算公式為：
其中
基于計算結果，得到滿足qos約束條件的多個傳輸集以及每個傳輸集對應的活躍時間，使得通過得到的傳輸集完成前傳需求。
進一步，參照圖3所示，為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法求解最大傳輸集的算法流程示意圖。所述利用拉格朗日對偶法對最小化調度時間進行求解的步驟包括：
初始化傳輸集設為t0'；
利用拉格朗日乘子法求解拉格朗日乘子，并且判斷拉格朗日乘子p是否收斂；
若拉格朗日乘子p收斂，則將收斂的拉格朗日乘子設定為最優對偶變量；否則，繼續迭代求解，直到拉格朗日乘子收斂后將收斂的拉格朗日乘子設定為最優對偶變量；也即，令：πl＝pl*；其中，πl為最優對偶變量。
選取傳輸集，并且利用immse算法判斷當前傳輸集是否滿足qos約束條件；若當前傳輸集滿足qos約束條件，則進一步判斷當前傳輸集是否屬于初始化傳輸集或者初始化傳輸集的鏈路權重之和小于1，則算法結束，得到多個傳輸集以及每個傳輸集對應的活躍時間；否則，將當前傳輸集添加到初始化傳輸集中，進行重復循環計算，直到算法結束。因此，只有當傳輸集滿足原生沖突、二次沖突以及條件tk∈t'or∑l∈ltk(l)πl＜1時，算法才結束。在完成算法后可獲得k個傳輸集以及每個傳輸集對應的活躍時間λi，rru按照該調度進行傳輸，至到網絡拓撲發生變化，則重復所有步驟重新調度。
需要補充說明的是，上述實施例中所述最大傳輸集指傳輸集中加入任何一條鏈路，傳輸集變為不可行。例如：定義集合t＝{ti,i＝1,…，k}，它包含了k個傳輸子集，其中ti是一個列向量，ti(l)＝1表示傳輸集i中的鏈路l為活躍鏈路，否則為不活躍鏈路。定義傳輸集ti在λi個調度時間內是始終活躍的。因此，調度目標可以從鏈路分配調整為調度集合{(ti,λi),i＝1,…,k}，且滿足
在本申請進一步的實施例中，所述選取傳輸集，并且利用immse算法判斷當前傳輸集是否滿足qos約束條件的步驟包括：
a)設
b)選取
c)用immse算法檢測傳輸集tk是否可行；若不可行，將tk中sinr值最低的鏈路從tk中移除；
重復步驟c直到集合tk中所有鏈路均滿足qos約束。
這樣，通過上述傳輸集的選取，能夠獲得同時滿足原生沖突和二次沖突的傳輸集，使得后續調度過程中的鏈路能夠高效可靠地實現數據的傳輸。
參照圖2所示，為本發明提供的一種基于大規模天線的毫米波前傳波束動態避障方法適用的場景示意圖。如圖所示，由飛鳥、云層等可能出現的隨機障礙會造成鏈路的中斷使得通信不可靠，因此rru可向附近的rru發起中轉請求，若中轉rru容量富余，則可為其提供中轉服務。考慮到中轉rru還需為本地用戶服務，可能無法完全滿足遇障rru的傳輸需求。因此可由多個中轉rru為遇障rru提供中轉傳輸，盡可能的降低遇障rru的傳輸時延，保障傳輸可靠性。
本申請旨在針對基于大規模天線的毫米波前傳網絡中，利用毫米波作為無線前傳鏈路，在增加網絡部署成本的情況下，利用容量富余的rru作為跳轉節點，構建具有靈活的傳輸能力，支持超高速率數據流傳輸，能夠提供多變的前程拓撲結構以及差異化的時延保證的無線前傳網絡。本申請通過構建跨層聯合傳輸模型，同時考慮了物理層與mac層的沖突管理機制，使該方法能適用于真實傳輸場景。同時利用多商品流模型，根據中轉rru容量富余成都為遇障rru前傳數據流分配路徑，實現前傳可靠通信與網絡負載均衡。基于以上分析，本申請至少具有以下優點：(1)由于毫米波本身的物理特性限制，毫米波前傳受環境影響較大。也即，動態隨機出現的障礙物所造成的非視距傳輸，甚至會導致波束遮擋，造成傳輸中斷。為了保障傳輸可靠性，本申請考慮了系統物理層與mac層的傳輸限制，使得調度更為可靠、高效。(2)根據中轉rru的不同負載狀況，對前傳數據進行靈活分配，保障了網絡負載均衡，也為非視距毫米波波束提供了最佳動態避障路徑，實現了高效前傳。(3)本申請考慮了物理層與mac層的傳輸限制，提出了基于跨層優化的波束動態避障機制，并充分利用容量富余rru作為中繼，基于多商品流模型進行傳輸調度，達到網絡負載均衡，并通過基于線性預編碼的物理層傳輸策略提高前傳吞吐量，從而為遇障毫米波波束提供最佳跳轉路徑。
所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權利要求)被限于這些例子；在本發明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現，并存在如上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。
另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(ic)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發明難以理解，并且這也考慮了以下事實，即關于這些框圖裝置的實施方式的細節是高度取決于將要實施本發明的平臺的(即，這些細節應當完全處于本領域技術人員的理解范圍內)。在闡述了具體細節(例如，電路)以描述本發明的示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下或者這些具體細節有變化的情況下實施本發明。因此，這些描述應被認為是說明性的而不是限制性的。
盡管已經結合了本發明的具體實施例對本發明進行了描述，但是根據前面的描述，這些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲器架構(例如，動態ram(dram))可以使用所討論的實施例。
本發明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
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