(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相成分と直交成分により構成される信号点がぞれぞれ異なる複数の変調方式で変調された信号を受信し、この受信信号を２つに分岐して同相成分と直交成分のそれぞれを同期検波し、この同期検波により得た同相成分に対応した複数レベルの信号及び直交成分に対応した複数レベルの信号を、変調方式を判定するためのビットを含む所定ビット数からなるデータにそれぞれ変換し、その後、この同相成分及び直交成分にそれぞれ対応した変換データを合成し、この合成データのうち、同相成分に対応した変換データの変調方式を表わすビット及び直交成分に対応した変換データの変調方式を表わすビットから変調方式を判定し、この判定した変調方式に応じて復調方式を選択して合成データから受信データの復調を行うことを特徴とする復調方法。
【請求項２】
同相成分と直交成分により構成される信号点がぞれぞれ異なる複数の変調方式で変調された信号を受信する受信手段と、この受信手段が受信した受信信号を２つに分岐する分岐手段と、この分岐手段にて分岐した信号から同相成分と直交成分のそれぞれを同期検波し、同相成分に対応した複数レベルの信号及び直交成分に対応した複数レベルの信号を出力する同期検波手段と、この同期検波手段からの同相成分及び直交成分に対応した信号を、変調方式を判定するためのビットを含む所定ビット数からなるデータにそれぞれ変換する変換手段と、この変換手段が変換した同相成分及び直交成分にそれぞれ対応した変換データを合成する合成手段と、この合成手段が合成した合成データのうち、同相成分に対応した変換データの変調方式を表わすビット及び直交成分に対応した変換データの変調方式を表わすビットから変調方式を判定する変調方式判定手段と、この変調方式判定手段が判定した変調方式に応じて復調方式を選択して合成データから受信データを復調するデータ復調手段とを設けたことを特徴とする復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復調方法及び変調方法並びに復調装置及び変復調装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の変調方式により変調された信号を受信できる受信装置としては、例えば、特開平７−１２３０１７号公報が知られている。これは、送信側から同一周波数を用いて複数の変調方式により時分割に送信される送信信号に対して、受信側では複数の変調方式に対応した複数の復調手段と、どの復調手段が正常に動作しているかにより受信信号の復調方式を検知し、この検知した復調方式に対応した復調手段の出力を択一的に導出する復調出力手段とを備え、複数の変調方式により送信される送信信号を復調できるようになっている。
【０００３】
また、複数の変調方式を切換えることができるものとしては、例えば、特開平５−１３００８２号公報が知られている。これは、移動端末が基地局等の制御局に希望の変調方式を通知する時分割多重の可変調通信方式において、伝送路の状態がよい場合、例えば、基地局と端末が近い場合には多値の変調方式を用いて占有時間を短くし、伝送路の状態が悪い場合、例えば、基地局と端末が離れている場合には多値数を減らし占有時間を長くすることで、実質的情報伝送速度を一定に保つという制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１２３０１７号公報のものは、受信側に複数の復調手段を設け、どの復調手段が正常に動作しているかを検知し、その結果により使用する復調手段を切換えて受信データを出力する構成になっているので、複数の復調方式に対する検知手段と切換え手段が必要となり、構成が複雑化する問題があった。
【０００５】
また、特開平５−１３００８２号公報のものは、移動端末が基地局等の制御局に希望の変調方式を通知する必要があり、変調方式の変更希望が発生する毎にその旨を制御局に伝えなければならない面倒があった。しかも、制御局に希望の変調方式を通知した際に、希望の変調波を通知している間に電波環境が急変し、制御局においてその変調方式の通知を受信できないことが発生し、また、時分割多重通信方式であるので空きチャンネルがない場合には希望の変調方式で通信できない場合が生じるなど変調方式の切換えが確実にできないという問題があった。
【０００６】
本発明は、簡単な構成で複数の変調方式の送信信号に対する復調ができる復調方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、簡単な構成で複数の変調方式の送信信号に対する復調ができる復調装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同相成分と直交成分により構成される信号点がぞれぞれ異なる複数の変調方式で変調された信号を受信し、この受信信号を２つに分岐して同相成分と直交成分のそれぞれを同期検波し、この同期検波により得た同相成分に対応した複数レベルの信号及び直交成分に対応した複数レベルの信号を、変調方式を判定するためのビットを含む所定ビット数からなるデータにそれぞれ変換し、その後、この同相成分及び直交成分にそれぞれ対応した変換データを合成し、この合成データのうち、同相成分に対応した変換データの変調方式を表わすビット及び直交成分に対応した変換データの変調方式を表わすビットから変調方式を判定し、この判定した変調方式に応じて復調方式を選択して合成データから受信データの復調を行うことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は変調方式における信号点配置を示す図で、１６個の１６ＱＡＭ変調方式の信号点配置と、それとは異なる４つの４相ＰＳＫ変調方式の信号点配置を示している。すなわち、図１において、横軸は同相成分（Ｉ）  の受信レベルを表わし、縦軸は直交成分（Ｑ）  の受信レベルを表わし、同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  をそれぞれ５段階“−２，−１，０，＋１，＋２”にレベル付けし、黒点は１６ＱＡＭ変調方式の信号点配置を示し、楕円部は４相ＰＳＫ変調方式の信号点配置を示している。
【００１７】
また、この５段階のレベル信号“−２，−１，０，＋１，＋２”は、図２に示すように、３ビットのデータ“０００，０１０，００１，１００，１１０”から変換され、同相成分が（ａ１，ａ３，ａ５）の３ビットから、直交成分が（ａ２，ａ４，ａ６）の３ビットからそれぞれレベル付けられ、最終的には（ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６）の６ビットで１つの信号点を表わすようになっている。
【００１８】
図３は移動端末における復調装置の構成を示すブロック図で、この復調装置は、受信用アンテナ１１、この受信用アンテナ１１が受信した信号を増幅し、必要に応じて周波数変換を行う受信部１２、分岐手段１３により分岐された信号に対して受信信号から再生されたπ／２位相が異なる２つの基準搬送波により同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  の同期検波を行う同期検波器１４，１５、クロックの同期を取り、基準搬送波を再生するクロック同期・基準搬送波再生部１６、前記同期検波器１４，１５により同期検波された５段階のレベル信号“−２，−１，０，＋１，＋２”を３ビットのデータ“０００，０１０，００１，１００，１１０”に変換する５値−３値変換部１７，１８、この２系列の５値−３値変換部１７，１８からの３ビットのデータを合わせて６ビットにし、その６ビットのデータのうち、変調方式を表わしているビットに基づいて受信データを復調し、出力端子１９に出力する受信バッファ２０及び前記クロック同期・基準搬送波再生部１６、受信バッファ２０を制御する制御部２１により構成している。
【００１９】
前記受信バッファ２０は、具体的には、４相ＰＳＫ変調方式については同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  のいずれか一方は受信レベルが“０”となり、ビットａ５、ａ６のいずれか一方は“１”となっているため、２系列の５値−３値変換部１７，１８からの３ビットのデータを合わせた６ビットのデータのうち、変調方式を表わしているビットａ５，ａ６のオア演算を行い、このオア演算結果により出力が“０”であれば１６ＱＡＭ変調方式であると判断し、また、“１”であれば４相ＰＳＫ変調方式であると判断する。
【００２０】
次に図４乃至図７により復調方式について述べる。
受信用アンテナ１１で受信した信号は、受信部１２で増幅、周波数変換された後、分岐手段１３により２つに分岐される。そして、位相がπ／２ずれた基準搬送波により２つの同期検波器１４，１５にて同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  がそれぞれ同期検波される。各同期検波器１４，１５では受信信号を５段階のレベル信号“−２，−１，０，＋１，＋２”に分け、５値−３値変換部１７，１８に送る。
【００２１】
前記５値−３値変換部１７，１８では、図４に示すような５値−３値変換を行い、送られてきた５段階のレベル信号により、例えば、“＋１”であれば“１００”に、“−２”であれば“０００”に、予め決められた３ビットのデータに変換し受信バッファ２０に送る。このとき、変調方式が１６ＱＡＭの場合には同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  の双方とも受信レベルが“０”となることはないが、変調方式が４相ＰＳＫの場合には同相成分（Ｉ）  の受信レベルと直交成分（Ｑ）  の受信レベルのうち、どちらかは必ず“０”となる。これにより、５値−３値変換部１７，１８では受信レベルが“０”のときには、変換する３ビットデータの最終ビット（ａ５及びａ６）を“１”とし、受信レベルが０以外のときにはその最終ビット（ａ５及びａ６）を“０”とする変換を行う。
【００２２】
前記受信バッファ２０は変調方式を表わしているビットａ５とビットａ６のオア演算を行う。そして、その演算結果が“０”であれば変調方式が１６ＱＡＭであると判断し、１６個の信号点を構成しているビットａ１〜ａ６のうち、ビットａ１〜ａ４がそのまま受信データとなっているため、図５に示すようにビットａ１〜ａ４を順番に出力端子１９に出力する。また、ビットａ５とビットａ６のオア演算結果が“１”であれば変調方式が４相ＰＳＫであると判断し、図６に示すように切換部にて、格納データが、例えば、“００００１０”であれば“０１”に、また、“０１０１１０”であれば“１０”に、予め取り決められた２ビットのデータに変換し、出力端子１９からは図７に示すデータを出力する。
【００２３】
図８は移動端末の変調装置の構成を示すブロック図で、この変調装置は、入力端子３１から入力する送信データを変調方式により信号点と変調方式を表わす６ビットａ１〜ａ６のデータに変換し、さらに、ａ１，ａ３，ａ５とａ２，ａ４，ａ６の３ビットずつの２系列のデータに変換する送信バッファ３２、３ビットのデータ“０００，０１０，００１，１００，１１０”を５段階のレベル信号“−２，−１，０，＋１，＋２”に変換する３値−５値変換部３３，３４、搬送波をπ／２ずらして同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  のそれぞれを５値振幅変調する５値振幅変調器（ＡＭＭＯＤ）３５，３６、この各振幅変調器３５，３６からの振幅変調信号を合成する合成手段３７、この合成手段３７にて合成した２系列の変調信号を必要に応じて周波数変換し送信用アンテナ３８から送信する送信部３９、受信側の端末が移動して用いられているのか固定で用いられているのか、又は、受信信号点と基準信号点との距離の差により変調方式を１６ＱＡＭにするのか４相ＰＳＫにするのか判断する変調方式決定部４０及びこの変調方式決定部４０及び前記送信バッファ３２を制御する制御部４１により構成している。
【００２４】
なお、入力端子３１からの送信データを６ビットａ１〜ａ６のデータに変換し、さらに、同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  とに分けて変調を行うためにａ１，ａ３，ａ５とａ２，ａ４，ａ６の３ビットずつの２系列のデータに変換しているが、これは同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  を５段階のレベル“−２，−１，０，＋１，＋２”に変換するためである。
【００２５】
次に図９乃至図１３により１６ＱＡＭ変調方式及び４相ＰＳＫ変調方式について述べる。
送信側が１６ＱＡＭ変調を行う場合は、図９に示すように、送信バッファ３２に送られてきたデータを４ビットずつ区切り、送信バッファ３２内の“ａ１〜ａ４”に格納すると同時に変調方式により信号点を変えるために同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  が各３ビットずつ計６ビットなるように“ａ５”と“ａ６”に０を格納する。
【００２６】
そして、ａ１〜ａ６の６ビットデータのうち、同相成分（Ｉ）  変調用のデータとしてａ１，ａ３，ａ５を１つの３値−５値変換部３３に送り、また、直交成分（Ｑ）  変調用のデータとしてａ２，ａ４，ａ６をもう１つの３値−５値変換部３４に送り、送信データを２系列に分ける。前記３値−５値変換部３３，３４では図１０に示すように送られてきたデータが、例えば、“１００”であれば“＋１”、また、“０００”であれば“−２”として予め決められた変換内容に基づいて５段階のレベル付けを行う。
【００２７】
また、送信側が４相ＰＳＫ変調を行う場合は、図１１に示すように、送信バッファ３２に送られてきたデータを２ビットずつ区切り、図１２に示すように予め決められた変換内容に基づいて６ビットのデータに変換する。例えば、切換部にて送信データが“０１”であれば“００００１０”の６ビットデータに変換し、また、“１０”であれば“０１０１１０”の６ビットデータに変換し、送信バッファ３２内の“ａ１〜ａ６”に格納する。このとき、“ａ１〜ａ６”のビットで４個の信号点を構成している。
【００２８】
そして、“ａ１〜ａ６”の６ビットのデータのうち、同相成分（Ｉ）  変調用のデータとしてａ１，ａ３，ａ５を１つの３値−５値変換部３３に送り、また、直交成分（Ｑ）  変調用のデータとしてａ２，ａ４，ａ６をもう１つの３値−５値変換部３４に送り、送信データを２系列に分ける。前記３値−５値変換部３３，３４では図１３に示すように送られてきたデータが、例えば、“００１”であれば“０”、また、“０００”であれば“−２”として予め決められた変換内容に基づいて５段階のレベル付けを行う。
【００２９】
なお、“ａ１〜ａ６”の６ビット及び“−２，−１，０，＋１，＋２”の５段階レベル付けは、１６ＱＡＭ変調及び４相ＰＳＫ変調の異なった２０個の信号点を効率よく構成するために必要なビット数及びレベルであり、他の変調方式を用いる場合にはこの数に限らない。
【００３０】
その後、５段階のレベル“−２，−１，０，＋１，＋２”に分けられた２系列のデータは５値振幅変調器３５，３６に送られ、それぞれ位相がπ／２ずれた搬送波により同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  をそれぞれ振幅変調した後に合成することで送信部３９から送信用アンテナ３８を介して送信する１６ＱＡＭ被変調出力又は４相ＰＳＫ被変調出力を得る。
【００３１】
次に前記変調方式決定部４０の機能について述べる。
変調方式決定部４０は、送信器自身の移動情報を検出し、この検出した情報に基づいて変調方式を決定する。
【００３２】
伝播状況は送信器自身が移動中なのか固定されているかによって変化するため、例えば、送信器にＧＰＳを搭載して周期的に位置を確認する。あるいはジャイロセンサや高度センサなど移動していることを示すことができるセンサを端末に持たせて周期的にセンサの値を検出し、この検出した情報を基に送信器自身が移動しているのか固定しているのかを判断し、移動しているのであれば変調方式を４相ＰＳＫ、固定しているのであれば変調方式を１６ＱＡＭにする。
【００３３】
また、伝播状況は送信器の移動速度も関係し、送信器と受信器の間に障害物がなく、比較的低速であれば良好な伝播状況で通信ができる。そこで、送信器の移動状態として移動速度を検出し、これにより変調方式を決定する。移動速度の検出には、送信器にＧＰＳを搭載し定期的に現在の位置とその時刻を求め、その位置情報と時間情報を記憶しておき、１つ前の情報と新しく求めた情報から送信器のおおよその速度を算出する方法や送信器に速度センサを搭載し送信器の制御部が速度を監視する方法などがある。そして、検出した移動速度を予め基準値として設定した速度値と比較し、基準値より大きければ４相ＰＳＫ、また、小さければ１６ＱＡＭにする。
【００３４】
また、移動速度を検出する代わりに移動距離を検出してもよい。すなわち、送信器にＧＰＳを搭載し、予め決められた時間間隔で現在位置を求め、その位置情報と１つ前の位置情報から送信器のおよその移動距離を検出する。そして、予め基準値として設定した移動距離値と比較し、移動距離値より大きければ４相ＰＳＫ、また、小さければ１６ＱＡＭにする。
【００３５】
次に端末にＧＰＳを搭載して変調方式の決定を行う例について述べる。
図１４は端末５１にＧＰＳ５２を搭載したときのブロック図で、ＧＰＳ５２は、端末５１からの周期的な位置の問い合わせや位置情報のやり取りを端末５１の制御部５３と行うＧＰＳ制御部５４と、衛星からの電波を受信するアンテナ５５及びＧＰＳ受信部５６とからなる。そして、端末５１の制御部５３から位置情報の問い合わせがあると、ＧＰＳ５２が駆動し位置情報を端末５１の制御部５３に送信する。あるいは、ＧＰＳ５２を周期的に駆動させ、端末５１の制御部５３から位置情報の問い合わせがあると、その時点で最新の情報を直ちに端末５１の制御部５３に送信する。
【００３６】
図１５は送信側端末が移動しているのか固定されているのかを判断して変調方式を決定する場合の制御を示す流れ図で、送信側端末は、先ず、Ｓ１、Ｓ２にて、受信側端末とのデータ通信を開始する前に自己端末が移動中なのか固定されているのかを知るために自己端末の現在位置をＧＰＳ５２に問い合わせて確認する。そして、Ｓ３にて、例えば、現在の変調方式が１６ＱＡＭで、自己端末の移動状態が移動中であることを検出すると、Ｓ４にて、変調方式の変更を判断し、Ｓ５にて、一定時間待機してから、Ｓ６にて、変調方式を１６ＱＡＭから４相ＰＳＫに変更し、Ｓ７にて、データ通信を行う。また、Ｓ３にて、自己端末が固定されていることを検出すると、Ｓ４にて、変調方式の非変更を判断し、この場合には変調方式が１６ＱＡＭのまま、Ｓ７にて、データ通信を行う。
【００３７】
このように、送信側端末は、周期的に自己端末の現在位置を確認し、移動中か固定しているかにより変調方式を変えるか否かを判断してデータ通信を継続することになる。
【００３８】
図１６は送信側端末自身の移動速度により変調方式を決定する場合の制御を示す流れ図で、送信側端末は、先ず、Ｓ１１、Ｓ１２にて、受信側端末とのデータ通信を開始する前に自己端末の現在位置をＧＰＳ５２に問い合わせて確認する。そして、Ｓ１３にて、現在の位置情報及び時間情報と前回の位置情報及び時間情報から移動速度を求める。
【００３９】
続いて、Ｓ１４にて、求めた移動速度と予め設定されている基準の移動速度を比較し、変調方式を決定する。例えば、現在の変調方式が１６ＱＡＭで、移動速度が基準速度を超えていることを検出すると、Ｓ１５にて、変調方式の変更を判断し、Ｓ１６にて、一定時間待機してから、Ｓ１７にて、変調方式を１６ＱＡＭから４相ＰＳＫに変更し、Ｓ１８にて、データ通信を行う。また、Ｓ１４にて、移動速度が基準速度以下であることを検出すると、Ｓ１５にて、変調方式の非変更を判断し、この場合には変調方式が１６ＱＡＭのまま、Ｓ１８にて、データ通信を行う。
【００４０】
このように、送信側端末は、周期的に自己端末の移動速度を検出し、移動速度が基準速度を超えているか否かにより変調方式を変えるか否かを判断してデータ通信を継続することになる。
【００４１】
また、変調方式を切換える他の方法としては、変調方式決定部４０に記憶装置を設け、この記憶装置に図１７に閾値領域として示すような受信信号点の閾値（受信レベルと位相）を格納しておき、１６ＱＡＭ変調方式を用いている場合に受信信号の信号点が判定可能な閾値から外れたときに４相ＰＳＫ変調方式へ切換え、また、４相ＰＳＫ変調方式を用いている場合に受信レベルが閾値内に入ったとき、つまり１６ＱＡＭ変調方式に切換えても１６個の信号点を識別できると判断できる状態になって時点で１６ＱＡＭ変調方式に切換え可能と判定し変調方式を４相ＰＳＫ変調方式から１６ＱＡＭ変調方式に切換える方法もある。
【００４２】
このように、変調方式により信号点が異なるため、受信側では受信した信号を２つに分岐してから同期検波し、同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  それぞれを表わすデータを合成し、このデータのうち、変調方式を表わしているビットから変調方式が判断でき、その判断した変調方式に合わせて復調ができる。従って、１個の復調器にて複数の変調方式の送信信号に対する復調ができ、構成を簡単にできる。
【００４３】
また、変調器に送信バッファ３２を設け、変調方式によって同相成分（Ｉ）  と直交成分（Ｑ）  により構成されるそれぞれ異なる信号点を表わす所定ビット数からなるデータに変換し、この変換したデータをもとに変調信号を生成することで信号点の異なる複数の変調方式を実現できる。従って、１個の変調器にて複数の変調方式での送信に対処でき、構成を簡単にできる。また、変調方式を切換える際に、相手に変調方式を通知する必要がなく、従って、簡単な制御で変調方式の切換えが実現できる。さらに、変調器側の端末の状態や利用環境により、変調器の変調方式決定部４０にて変調方式を切換えることで電波環境の変化による通信の遮断がなくなる。
【００４４】
なお、この実施の形態では変調方式として、１６ＱＡＭ変調方式と４相ＰＳＫ変調方式を用いた場合を例として述べたが、使用する変調方式はこの２つに限定するものではない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で複数の変調方式の送信信号に対する復調ができる復調方法を提供できる。
また、本発明によれば、簡単な構成で複数の変調方式の送信信号に対する復調ができる復調装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における変調方式の信号点配置を示す図。
【図２】同実施の形態における５値レベルと３ビットデータの対応関係を示す図。
【図３】同実施の形態における移動端末の復調装置の構成を示すブロック図。
【図４】同実施の形態における復調装置の５値−３値変換部が行う５値−３値変換の内容を示す図。
【図５】同実施の形態における１６ＱＡＭ変調方式の場合の復調装置の受信バッファの動作を説明するための図。
【図６】同実施の形態における復調装置の受信バッファの切換部でのデータ変換の内容を示す図。
【図７】同実施の形態における４相ＰＳＫ変調方式の場合の復調装置の受信バッファの動作を説明するための図。
【図８】同実施の形態における移動端末の変調装置の構成を示すブロック図。
【図９】同実施の形態における１６ＱＡＭ変調方式の場合の変調装置の送信バッファの動作を説明するための図。
【図１０】同実施の形態における１６ＱＡＭ変調方式の場合の変調装置の３値−５値変換部が行う３値−５値変換の内容を示す図。
【図１１】同実施の形態における４相ＰＳＫ変調方式の場合の変調装置の送信バッファの動作を説明するための図。
【図１２】同実施の形態における変調装置の送信バッファの切換部でのデータ変換の内容を示す図。
【図１３】同実施の形態における４相ＰＳＫ変調方式の場合の変調装置の３値−５値変換部が行う３値−５値変換の内容を示す図。
【図１４】同実施の形態において移動端末にＧＰＳを搭載したときのブロック図。
【図１５】同実施の形態における送信側移動端末による変調方式の決定制御の一例を示す流れ図。
【図１６】同実施の形態における送信側移動端末による変調方式の決定制御の他の例を示す流れ図。
【図１７】同実施の形態において変調方式を１６ＱＡＭ変調方式と４相ＰＳＫ変調方式とで切換えるための信号点の閾値を表わす図。
【符号の説明】
１２…受信部
１３…分岐手段
１４，１５…同期検波器
１７，１８…５値−３値変換部
２０…受信バッファ
３２…送信バッファ
３３，３４…３値−５値変換部
３９…送信部
４０…変調方式決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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