(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送波周波数毎の信号品質評価の不正確さを軽減とともに、信号品質評価の頻度を抑え、処理の煩雑さを軽減できる電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信方法を提供する。【解決手段】システムは、電力を供給する交流電圧のゼロクロスを検出する第１のゼロクロス検出部と、ゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を送信する第１の信号送信部と、を有する親伝送局５と、ゼロクロスを検出する第２のゼロクロス検出部と、ゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を受信する信号受信部と、受信された複数の搬送周波数の強度を測定する信号評価部と、測定された複数の搬送周波数の強度にかかる信号を、親伝送局に送信する第２の信号送信部と、を有する複数の子伝送局６Ａ〜６ｎと、を備える。複数の子伝送局の測定された複数の搬送周波数の強度に基づき、複数の子伝送局への搬送周波数が、複数の搬送周波数の中から選択される。【選択図】図１
2018046536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する交流電圧のゼロクロスを検出する第１のゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を送信する第１の信号送信部と、
を有する親伝送局と、
電力を供給する電圧のゼロクロスを検出する第２のゼロクロス検出部と、
前記第２のゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、前記複数の搬送周波数を受信する信号受信部と、
前記信号受信部により受信された前記複数の搬送周波数の強度を測定する信号評価部と、
前記信号評価部により測定された前記複数の搬送周波数の強度にかかる信号を、前記親伝送局に送信する第２の信号送信部と、
を有する複数の子伝送局と、
を備え、
前記複数の子伝送局の前記信号評価部により測定された前記複数の搬送周波数の強度に基づき、前記複数の子伝送局への搬送周波数が、前記複数の搬送周波数の中から選択される
電力線搬送通信システム。
【請求項２】
複数の子伝送局は、前記第２のゼロクロス検出部にて検出されたゼロクロスの回数を、親伝送局の送信時からカウントする第２のゼロクロスカウント部を有し、前記複数の子伝送局ごとに設定されたゼロクロスの回数のときに、前記複数の搬送周波数の強度にかかる信号を前記第２の信号送信部から、前記親伝送局に送信し、
親伝送局は、前記第１のゼロクロス検出部にて検出されたゼロクロスの回数を、親伝送局の送信時からカウントする第１のゼロクロスカウント部を有し、前記複数の子伝送局ごとに設定されたゼロクロス回数に基づき、前記複数の子伝送局から送信された信号を識別する請求項１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項３】
前記親伝送局の前記第１の信号送信部から複数の搬送周波数が送信される前に、前記第１の信号送信部から、前記複数の子伝送局に対し負荷を停止する旨のコマンドが送信される請求項１乃至２のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項４】
前記負荷を停止する旨のコマンドは、前記複数の子伝送局に接続された灯火器を消灯する旨のコマンドである請求項３記載の電力線搬送通信システム。
【請求項５】
前記複数の子伝送局から送信された前記複数の搬送周波数の強度にかかる信号に基づき、前記複数の子伝送局の前記親伝送局からの距離順に、前記複数の搬送周波数の強度を表示する表示部を備えた請求項１乃至４のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項６】
前記複数の子伝送局から送信された信号の、前記親伝送局にて測定された搬送周波数の強度を、前記複数の子伝送局の前記親伝送局からの距離順に表示する表示部を備えた請求項１乃至５のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項７】
前記表示部は、前記子伝送局の前記親伝送局からの距離を併せて表示する請求項５乃至６のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項８】
前記信号送信部により送信される前記複数の搬送周波数は、単一の周波数にて、複数回にわたり異なる複数の搬送周波数が送信される請求項１乃至７のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項９】
前記信号送信部により送信される前記複数の搬送周波数は、同時に複数の搬送周波数が送信される請求項１乃至７のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１０】
電力を供給する交流電圧のゼロクロスを検出する第１のゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を送信する第１の信号送信部と、
を有する親伝送局と、
電力を供給する電圧のゼロクロスを検出する第２のゼロクロス検出部と、
前記第２のゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、前記複数の搬送周波数を受信する信号受信部と、
前記信号受信部により受信された前記複数の搬送周波数の強度を測定する信号評価部と、
前記信号評価部により測定された前記複数の搬送周波数の強度にかかる信号を、前記親伝送局に送信する第２の信号送信部と、
を有する複数の子伝送局と、
を備えた電力線搬送通信システムにおいて、
前記複数の子伝送局の前記信号評価部により測定された前記複数の搬送周波数の強度に基づき、前記複数の子伝送局への搬送周波数を、前記複数の搬送周波数の中から選択する
電力線搬送通信方法。
【請求項１１】
複数の子伝送局は、前記第２のゼロクロス検出部にて検出されたゼロクロスの回数を、親伝送局の送信時からカウントする第２のゼロクロスカウント部を有し、前記複数の子伝送局ごとに設定されたゼロクロスの回数のときに、前記複数の搬送周波数の強度にかかる信号を前記第２の信号送信部から、前記親伝送局に送信し、
親伝送局は、前記第１のゼロクロス検出部にて検出されたゼロクロスの回数を、親伝送局の送信時からカウントする第１のゼロクロスカウント部を有し、前記複数の子伝送局ごとに設定されたゼロクロス回数に基づき、前記複数の子伝送局から送信された信号を識別する請求項１０記載の電力線搬送通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は電力線を用いて搬送信号を送受信する電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線搬送通信システムとして、搬送信号の品質評価において高い評価を得た搬送波周波数を、優先して採用してするものが知られている。この種のシステムは、親伝送局が電力線を介して子伝送局に、周波数の異なる複数の搬送信号を送信し、子伝送局が複数の搬送信号について評価を行い、その結果を親伝送局に送信することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４４６０４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力線搬送通信システムは、電源供給用の電力線に搬送信号を重畳させて伝送するもので、電力線は通信用の通信線ではないため、搬送信号が減衰しやすいという問題点があった。
【０００５】
また、電力線は、使用される負荷や他の電力線からのノイズが混入しやすく通信が影響を受けやすい。このため、電力線搬送通信システムの設置時等において実施される最適な搬送周波数を選択するための通信自体がエラーとなり、最適な搬送周波数が選択されないことが頻繁に起こった。最適な搬送周波数が選択されない場合、通信不能であった子伝送局は通信不能状態が維持され不都合である。
【０００６】
本実施形態は、最適な搬送周波数が選択される前の通信エラーを軽減し、電力線搬送通信に使用される最適な搬送周波数が選択され、通信品質を向上させることができる電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の電力線搬送通信システムは次のような構成を有することを特徴とする。
（１）以下の構成を有する親伝送局
（１−１）電力を供給する交流電圧のゼロクロスを検出する第１のゼロクロス検出部。
（１−２）ゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を送信する第１の信号送信部。
（２）以下の構成を有する子伝送局
（２−１）電力を供給する電圧のゼロクロスを検出する第２のゼロクロス検出部。
（２−２）第２のゼロクロス検出部により検出されたゼロクロスに基づくタイミングにて、複数の搬送周波数を受信する信号受信部。
（２−３）信号受信部により受信された複数の搬送周波数の強度を測定する信号評価部。
（２−４）信号評価部により測定された複数の搬送周波数の強度にかかる信号を、親伝送局に送信する第２の信号送信部。
（３）複数の子伝送局の信号評価部により測定された複数の搬送周波数の強度に基づき、複数の子伝送局への搬送周波数が、複数の搬送周波数の中から選択される。
【０００８】
また、上記の親伝送局と子伝送局を備えた電力線搬送通信システムにおいて、複数の子伝送局の信号評価部により測定された複数の搬送周波数の強度に基づき、複数の子伝送局への搬送周波数を、複数の搬送周波数の中から選択する電力線搬送通信方法も本実施形態に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる電力線搬送通信システムを示す図
【図２】第１実施形態の電力線搬送通信システムの親伝送局の構成を示すブロック図
【図３】第１実施形態の電力線搬送通信システムの子伝送局の構成を示すブロック図
【図４】第１実施形態の電力線搬送通信システムの制御装置の構成を示すブロック図
【図５】第１実施形態の電力線搬送通信システムの伝送シーケンスを示す図
【図６】第１実施形態の電力線搬送通信システムのフィルタの特性を示す図
【図７】第１実施形態の電力線搬送通信システムの伝送信号の送信タイミングを示す図
【図８】第１実施形態の電力線搬送通信システムの受信の監視タイミングを示す図
【図９】第１実施形態の電力線搬送通信システムにおいて複数の子伝送局の伝送信号のタイミングを示す波形図
【図１０】第１実施形態の電力線搬送通信システムの伝送信号の信号品質評価を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
［１．構成］
［１−１．システムの全体構成］
図１を参照して本実施形態の電力線搬送通信システムの一例として灯火監視制御システムについて説明する。
【００１１】
本灯火監視制御システムは、交流電源１、電源装置２、制御装置３、フィルタ４、親伝送局５、子伝送局６、結合器７、灯火器８、電力線９を有する。
【００１２】
交流電源１は、電力会社にて発電及び送電された電力を受電する受電装置であり、本灯火監視制御システムに電源となる電力を供給する。交流電源１は、灯火監視制御システムの制御装置３が設置される制御室等に配置される。
【００１３】
電源装置２は、いわゆる安定化電源装置により構成される。電源装置２は、交流電源１に接続され交流電源１から供給された電力を、灯火監視制御システムの内部用の電源電圧に変換し、フィルタ４を介し、電力線９に電源電圧を出力する。この電源電圧は、灯火器８の電源になるとともに、親伝送局５、子伝送局６により送信される搬送信号が重畳される。電源装置２は、灯火監視制御システムの制御装置３が設置される制御室等に配置される。
【００１４】
制御装置３は、パーソナルコンピュータ等により構成される。制御装置３は、親伝送局５に接続され、親伝送局５の制御を行う。制御装置３は、灯火監視制御システムの制御室等に配置される。
【００１５】
フィルタ４は、インダクタ（Ｌ）や、キャパシタ（Ｃ）を組み合わせて構成されたフィルタである。フィルタ４は、電源装置２と電力線９の間に設置される。フィルタ４は、親伝送局５、子伝送局６間の搬送信号のキャリア周波数に対し高インピダンスとなるように定数が設定されている。すなわち、この定数は、フィルタ４により、親伝送局５、子伝送局６間の搬送信号が電源装置２側に漏れにくくなり、電力線９における搬送信号の減衰が軽減されるように設定されている。
【００１６】
親伝送局５は、電力線搬送通信にて通信を行う親局である。親伝送局５は、制御装置３に接続され、制御装置３近傍の電力線９に設置される。親伝送局５は、制御装置３からの電文を受信し、電力線９を介し子伝送局６と電力線搬送にて通信を行う。
【００１７】
子伝送局６は、電力線搬送通信にて通信を行う子局であり、結合器７を介して電力線９に接続されるとともに、灯火器８に接続される。子伝送局６は６Ａ，６Ｂ，・・・６ｎの複数台が設置される。子伝送局６は、電力線９を介し電力線搬送にて親伝送局５と通信を行う。子伝送局６は、親伝送局５から電力線搬送にて送信された搬送信号の評価を行う。子伝送局６は、灯火器８の照度制御および断線診断を行う。
【００１８】
結合器７は、トランス等により構成され、電力線搬送の搬送信号を重畳及び抽出する中継器として機能する部材である。結合器７は親伝送局５または子伝送局６と、電力線９との間に設置される。結合器７は、親伝送局５、子伝送局６Ａ，６Ｂ，・・・６ｎごとに結合器７Ｍ，７Ａ，７Ｂ，・・・７ｎの複数台が設置される。結合器７は、親伝送局５および子伝送局６から送信された搬送信号を電力線９に重畳させ、電力線９に重畳された搬送信号を、親伝送局５および子伝送局６に伝達する。
【００１９】
灯火器８は、キセノンランプやＬＥＤライトにより構成された照明器具である。灯火器８は、空港の滑走路毎、誘導路毎に配置され滑走路、誘導路を照明の光にて表示する。灯火器８は、子伝送局６Ａ，６Ｂ，・・・６ｎごとに灯火器８Ａ，８Ｂ，・・・８ｎの複数台が設置される。灯火器８は、子伝送局６に接続されており、子伝送局６により照度制御および断線診断が行われる。
【００２０】
電力線９は、電力を伝達するとともに親伝送局５および子伝送局６の電力線搬送通信にかかる搬送信号を伝達する電線である。電力線９は、灯火器８の電源になる電力を供給するとともに、親伝送局５および子伝送局６により送信される搬送信号が重畳される電源電圧を供給する。
【００２１】
［１−２．親伝送局の構成］
親伝送局５の構成について図２を参照して説明する。親伝送局５は一例として、記憶部１１、通信部１２、制御部１３、送信データ作成部１４、変調処理部１５、信号送信部１６、信号受信部１７、位相検出部１８、復調処理部１９、受信データ作成部２０を有する。
【００２２】
記憶部１１は、半導体メモリやハードディスクのような記憶媒体にて構成される。記憶部１１は、制御部１３に接続され、データ書込みおよび読出しが行われる。記憶部１１は親伝送局５および各子伝送局６の送信出力レベル、受信ゲイン、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度に関する情報を記憶する。
【００２３】
通信部１２は、有線および無線の通信に対応したインタフェース回路等により構成され、制御部１３に接続される。通信部１２は、親伝送局５外部の制御装置３と接続され通信を行う。
【００２４】
制御部１３は、マイクロコンピュータにより構成される。制御部１３は、記憶部１１、通信部１２、送信データ作成部１４および受信データ作成部２０にそれぞれ接続され、これらの制御を行う。制御部１３が請求項に記載の信号評価部に相当する。
【００２５】
送信データ作成部１４は、伝送制御用回路により構成される。送信データ作成部１４は、入力側が制御部１３に接続され、出力側が変調処理部１５に接続される。送信データ作成部１４は、制御部１３により作成されたコードが入力され、このコードを送信データ電文に変換し変調処理部１５に出力する。この送信電文には、送信データ作成部２０４により、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号が付加される。
【００２６】
変調処理部１５は、変調用回路により構成される。変調処理部１５は、入力側が送信データ作成部１４に接続され、出力側が信号送信部１６に接続される。変調処理部１５は、送信データ作成部１４にて作成された送信電文を受信し、この送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号の振幅に対応したデジタル信号に変換し、信号送信部１６に出力する。
【００２７】
信号送信部１６は、デジタル−アナログ変換用の回路により構成される。信号送信部１６は、入力側が変調処理部１５に接続され、出力側が結合器７に接続される。信号送信部１６は、変調処理部１５により作成されたデジタル信号を受信し、このデジタル信号を、電力線搬送通信の搬送信号としてのアナログ信号に変換し、結合器７を介し電力線１０９へ送信する。
【００２８】
信号受信部１７は、アナログ−デジタル変換用の回路により構成される。信号受信部１７は、入力側が結合器７に接続され、出力側が復調処理部１９に接続される。信号受信部１７は、アナログ信号の形で電力線９に重畳している電力線搬送通信の搬送信号を、結合器７から受信し、アナログ−デジタル変換して振幅に対応したデジタル信号を生成し、復調処理部１９に出力する。信号受信部１７は、電力線９上の、電源装置２からフィルタ４を介して出力された電源電圧波形に関する信号をアナログ−デジタル変換して位相検出部１８に出力する。
【００２９】
位相検出部１８は、デジタルの比較回路により構成される。位相検出部１８は、入力側が信号受信部１７に接続され、出力側が信号送信部１６および受信データ作成部２０に接続される。位相検出部１８は、信号受信部１７から出力された電力線９の電源電圧波形に関するデジタル信号に基づき、電源波形のゼロクロス点を検出する。また位相検出部１８は、検出したゼロクロス点をカウントし、信号送信部１６および受信データ作成部２０に出力する。親伝送局５の位相検出部１８が、請求項の第１のゼロクロス検出部および第１のゼロクロスカウント部に相当する。
【００３０】
復調処理部１９は、伝送制御用回路により構成される。復調処理部１９は、入力側が信号受信部１７に、出力側が受信データ作成部２０に接続される。復調処理部１９は、信号受信部１７にて変換された振幅に対応したデジタル信号が入力され、このデジタル信号を復調しデジタルの受信電文に変換し受信データ作成部２０に出力する。
【００３１】
受信データ作成部２０は、伝送制御用回路により構成される。復調処理部１９は、入力側が復調処理部１９に、出力側が制御部１３に接続される。受信データ作成部２０は、復調処理部１９にて復調されたデジタルの受信電文が入力され、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用し誤り検出および訂正を行い制御部１３に出力する。
【００３２】
［１−３．子伝送局の構成］
子伝送局６の構成について図３を参照して説明する。子伝送局６は一例として、記憶部１１、通信部２１、制御部１３、送信データ作成部１４、変調処理部１５、信号送信部１６、信号受信部１７、位相検出部１８、復調処理部１９、受信データ作成部２０を有する。子伝送局６の構成において親伝送局５と同一部分は同一符号で示し説明を省略する。
【００３３】
親伝送局５は、通信部１２を有していたが、子伝送局６は、通信部１２に代わり通信部２１を有する。通信部２１は、有線および無線の通信に対応したインタフェース回路等により構成される。通信部２１は、制御部１３に接続され子伝送局６外部の灯火器８と接続され通信を行う。
【００３４】
子伝送局６の位相検出部１８は、電源波形のゼロクロス点を検出し、またゼロクロスをカウントする。子伝送局６の位相検出部１８が、請求項の第２のゼロクロス検出部および第２のゼロクロスカウント部に相当する。子伝送局６の制御部１３が信号評価部に相当する。
【００３５】
［１−４．制御装置の構成］
制御装置３の構成について図４を参照して説明する。制御装置３は一例として、上位通信部３１、コマンド制御部３２、灯火制御部３３、伝送路評価部３４、下位通信部３５およびパラメータ記憶部３６を有する。
【００３６】
上位通信部３１は、有線および無線の通信に対応したインタフェース回路等により構成される。通信部１２は、入力側を制御装置３外部の管制制御装置やオペレータコンソール等の上位装置（図中不示）と接続され通信を行う。上位通信部３１は、出力側をコマンド制御部３２に接続される。
【００３７】
コマンド制御部３２は、コンピュータにより構成される。コマンド制御部３２は、入力側が上位通信部３１に、出力側が灯火制御部３３、伝送路評価部３４、パラメータ記憶部３６に接続される。コマンド制御部３２は、上位通信部３１にて受信された上位装置（図中不示）からのコマンドを受け、灯火制御部３３、伝送路評価部３４およびパラメータ記憶部３６を制御する。
【００３８】
灯火制御部３３は、コンピュータにより構成される。灯火制御部３３は、入力側がコマンド制御部３２に、出力側が下位通信部３５に接続される。灯火制御部３３は、コマンド制御部３２により制御され、灯火器８の点灯、消灯、照度調整、異常監視に関するデータ通信を、下位通信部３５を介して行う。
【００３９】
伝送路評価部３４は、コンピュータにより構成される。伝送路評価部３４は、入力側がコマンド制御部３２に、出力側が下位通信部３５に接続される。伝送路評価部３４は、コマンド制御部３２により制御され、下位通信部３５を介して通信を行い電力線通信周波数信号に利用可能な搬送周波数を評価する。
【００４０】
下位通信部３５は、有線および無線の通信に対応したインタフェース回路等により構成される。下位通信部３５は、入力側が灯火制御部３３および伝送路評価部３４に接続され、出力側が制御装置３外部の親伝送局５と接続され通信を行う。
【００４１】
パラメータ記憶部３６は、半導体メモリやハードディスクのような記憶媒体にて構成される。パラメータ記憶部３６は、コマンド制御部３２および伝送路評価部３４に接続される。パラメータ記憶部３６は、親伝送局５および各子伝送局６の送信出力レベル、受信ゲイン、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度に関する情報を記憶する。これらの情報はコマンド制御部３２、伝送路評価部３４により更新される。
【００４２】
［２．作用］
［２−１．システムの通信概要］
次に、本実施形態の電力線搬送通信評価にかかる通信動作の概要を図５に示すシーケンス図に基づき説明する。
【００４３】
最初に電源装置２の電源が投入され、親伝送局５、各子伝送局６が起動される（５１）。親伝送局５、各子伝送局６は個別に初期化を行い起動完了の状態になる（５２）。
【００４４】
起動を完了した各子伝送局６は、電力線搬送通信にて親伝送局５からのコマンド受信待ち、親伝送局５は制御装置３からのコマンド受信待ちの状態となる。
【００４５】
親伝送局５は、親伝送局５、各子伝送局６の起動が完了した旨のコードを制御装置３に送信する（５４）。
次に、制御装置３は、以下を含むコマンドを親伝送局５に対し送信する（５５）。
（ａ１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド
（ａ２）搬送周波数の評価を実行する旨のコマンド
【００４６】
親伝送局５は、制御装置３から受信した上記コマンドを受け各子伝送局６に対し以下のコマンドを送信する（５６）。
（ｂ１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド
このコマンドの送信は予め設定された搬送周波数を用いて、電力線９を介して電力線搬送通信にて行われる。なお、本コマンドは初期化時の灯火器８の初期値を消灯にすることにより省略することも可能である。
【００４７】
各子伝送局６は、親伝送局５から送信されたコマンドを受信する。子伝送局６は以下の動作を行う。
（１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する
【００４８】
次に親伝送局５は、搬送周波数ｆ１を用いた電力線搬送通信にて、各子伝送局６に対し以下のコマンドを送信する（５７）。
（ｂ２）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価を実行する旨のコマンド（５７）
【００４９】
各子伝送局６は、親伝送局５から搬送周波数ｆ１を用いた電力線搬送通信にて送信されたコマンドを受信する。子伝送局６は以下の動作を行う。
（１）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価を実行する
（２）親伝送局５に電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価データを送信する
評価データは搬送周波数ｆ１の受信強度である。各子伝送局６は、親伝送局５に搬送周波数ｆ１の評価データを送信する（５８）。
【００５０】
次に親伝送局５は、搬送周波数を周波数ｆｎに変更して、電力線搬送通信にて各子伝送局６に対し以下のコマンドを送信する（５９）。
（ｂ３）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価を実行する旨のコマンド（５９）
図６に示すように、フィルタ４は、インダクタ（Ｌ）、キャパシタ（Ｃ）が共振する中心周波数近傍が高インピダンスとなるため信号強度が高くなっている。親伝送局５により選択される搬送周波数ｆｎは、フィルタ４の中心周波数近傍の順位に選択される。
【００５１】
各子伝送局６は、親伝送局５から搬送周波数ｆｎを用いた電力線搬送通信にて送信されたコマンドを受信し、以下の動作を行う。
（１）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価を実行する
（２）親伝送局５に電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価データを送信する
評価データは搬送周波数ｆｎの受信強度である。各子伝送局６は、親伝送局５に搬送周波数ｆ１の評価データを送信する（６０）。
【００５２】
次に親伝送局５は、各子伝送局６から受信した電力線搬送通信にかかる各搬送周波数の評価データに基づき、各子伝送局６との電力線搬送通信に用いる搬送周波数の選択を行う（６１）。各子伝送局６により評価された振幅強度が予め設定された強度以上であり、通信が成功した各子伝送局６の数が多い周波数が順に選択される。電力線搬送通信に用いる周波数としてそれぞれの子伝送局６ごとに、単数または複数の搬送周波数が選択される。
【００５３】
次に親伝送局５は、各子伝送局６に選択された電力線搬送通信に用いる搬送周波数を電力線搬送通信にて通知する（６２）。選択された搬送周波数は単一周波数の場合もあるが、各子伝送局６の評価により複数の周波数が選択される場合もある。複数の周波数が選択された場合は、以降の電力線搬送通信は多重の搬送周波数を用いて行われる。各子伝送局６には、選択された電力線搬送通信に用いる搬送周波数が設定される。
【００５４】
［２−２．電力線搬送通信の搬送信号のタイミング］
親伝送局５及び各子伝送局６から送信される電力線搬送通信の搬送信号は、図７に示すように交流電圧波形のゼロクロス近傍に重畳される。交流電圧波形のゼロクロス近傍は、負荷により使用される電流が少ないことが予想され、電力線搬送通信の搬送信号がノイズの影響を受けにくいと期待されるためである。交流電圧波形が５０Ｈｚの場合、１０ｍｓｅｃごとにゼロクロスが発生する。
【００５５】
親伝送局５及び各子伝送局６は、搬送信号の送信時に、ゼロクロスを検出し、例えばゼロクロス検出後の８ｍｓｅｃから１２ｍｓｅｃに電力線搬送通信の搬送信号を重畳させる。また、親伝送局５及び各子伝送局６は、搬送信号の受信時に、ゼロクロスを検出し、例えばゼロクロス検出後の８ｍｓｅｃから１２ｍｓｅｃを監視し、電力線搬送通信の搬送信号の検出を行い受信する。
【００５６】
次に、本実施形態の電力線搬送通信評価にかかる通信動作の搬送信号のタイミングを図９に示す波形図に基づき説明する。
【００５７】
親伝送局５は、各子伝送局６に対し搬送周波数ｆ１の評価を実行する旨のコマンドの送信（５７）を、搬送周波数ｆ１を用いた電力線搬送通信にて、交流電圧波形のゼロクロス近傍に重畳させ行う（７１）。このコマンドは交流電圧波形のゼロクロスに対し１回又は複数回に分けて送信される。本実施例では、ゼロクロス７１ａ、７１ｂ、７１ｃの３回としている。各子伝送局６は３回の受信結果に対し評価する。送信されるコマンドにはプリアンブル部が含まれており、親伝送局５からの送信であることを示すコードが含まれる。
【００５８】
各子伝送局６は、親伝送局５から搬送周波数ｆ１を用いて送信されたコマンドを受信する。子伝送局６は、親伝送局５に搬送周波数ｆ１の評価データを送信する（５８）。子伝送局６は、親伝送局５から送信されたプリアンブル部から交流電圧波形のゼロクロスの回数をカウントする。そして子伝送局６は、予め子伝送局６ごとに設定されたゼロクロスの回数のときに評価データを送信する（７２）。例えば、子伝送局６ａはプリアンブル部を含め５回目のゼロクロス時にデータを送信する（７２ａ）。また、例えば、子伝送局６ｂはプリアンブル部を含め６回目のゼロクロス時にデータを送信する（７２ｂ）。
【００５９】
親伝送局５も、子伝送局６と同様に、親伝送局５から送信されたプリアンブル部から交流電圧波形のゼロクロスの回数をカウントする。そして親伝送局５は、ゼロクロスの回数に応じ、どの子伝送局６から送信された評価データであるかを識別し受信する。
【００６０】
次に親伝送局５は、各子伝送局６に対し搬送周波数を変更し搬送周波数ｆｎの評価を実行する旨のコマンドの送信（５９）を、電力線搬送通信にて行う（７３）。
【００６１】
同様に各子伝送局６は、親伝送局５から搬送周波数ｆｎにて送信されたコマンドを受信し、搬送周波数ｆｎの評価データを送信する（６０）。子伝送局６は、予め設定されたゼロクロスの回数のときに評価データを送信する（７４）。子伝送局６ａはプリアンブル部を含め５回目のゼロクロス時に（７４ａ）、子伝送局６ｂはプリアンブル部を含め６回目のゼロクロス時にデータを送信する（７４ｂ）。
【００６２】
［２−３親伝送局の作用］
親伝送局５の動作について説明する。親伝送局５は、下記の動作を行う。
（１）送信動作
（２）受信動作
（３）搬送周波数評価
（４）搬送周波数選択
【００６３】
［２−３−１送信動作］
親伝送局５は、以下の電文を各子伝送局６に送信する。
（ｂ１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド（５６）
（ｂ２）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価を実行する旨のコマンド（５７）
（ｂ３）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価を実行する旨のコマンド（５９）
（ｂ４）選択された電力線搬送通信に用いる搬送周波数を通知するコマンド（６２）
【００６４】
親伝送局５Ａによる各電文の送信動作は以下のように行われる。
送信データ作成部１４は、制御部１３により作成された送信電文に、子伝送局６に送信するための修復信号を付加し、送信電文を作成する。送信電文は、送信データ作成部１４により、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号等の修復信号が付加される。
【００６５】
変調処理部１５は、送信データ作成部１４にて作成された送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号の振幅に対応したデジタル信号に変換する。電力線９に重畳されるキャリアは、周波数変調や位相変調されたアナログ信号である。変調処理部１５は、記憶部１１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度の情報に基づきこのデジタル信号を作成する。
【００６６】
信号送信部１６は、変調処理部１５により作成されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、結合器７を介し電力線９の電源電圧に重畳させて送信する。信号送信部１６は、位相検出部１８から得られる電力線９の電源電圧の交流波形の位相を参照し、送信信号を重畳させる電源電圧のゼロクロスからの時間位置を決定する。
【００６７】
電力線９の電源電圧波形は、ノイズがない状態では正弦波状となるが、負荷が接続されることによりノイズが重畳し、歪んだものとなる。例えば灯火器８の照度は、サイリスタのスイッチングにより制御されており、サイリスタが導通状態になるときに過大な突入電流が流れ、電源電圧波形にノイズが発生する。また、空港等の大規模な灯火システムでは滑走路や誘導路の数に応じ数多くの灯火器が存在する。
【００６８】
灯火器の照度は、サイリスタのスイッチングにより制御されており、このスイッチングノイズがクロストークとして他の系統の電源電圧波形にノイズとして混入する場合もある。また、他の系統に重畳されている電力線搬送用の搬送信号もクロストークにて電源電圧の波形にノイズとして混入する場合もある。当該ノイズが重畳している電源電圧波形の部分に、電力線搬送通信の搬送信号を重畳させることは、通信エラーの原因となり望ましくない。
【００６９】
しかしながら、交流電力の一つの波形のうちゼロクロス近傍は電流の量が少ないため、比較的ノイズは少ない。このため電力線搬送通信の搬送信号は、ゼロクロス近傍に重畳させることが望ましい。
【００７０】
［２−３−２受信動作］
親伝送局５は、以下の電文を各子伝送局６から受信する。
（ｃ１）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価に係る情報（５８）
（ｃ２）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価に係る情報（６０）
【００７１】
親伝送局５の電文の受信動作は以下のように行われる。
親伝送局５の信号受信部１７は、電力線９に重畳している、子伝送局６から送信された搬送信号を、結合器７を介して受信し、アナログ−デジタル変換して振幅に対応したデジタル信号に変換する。また、信号受信部１７は、電力線９の電源電圧波形の振幅に関する信号をデジタル信号に変換し出力する。
【００７２】
位相検出部１８は、信号受信部１７から出力された電力線９の電源電圧波形の振幅に関する信号に基づき、電源電圧波形のゼロクロス点を検出する。また位相検出部１８は、親伝送局５から送信されたプリアンブル部から交流電圧波形のゼロクロスの回数をカウントする。各子伝送局６は、予め子伝送局６ごと個別に設定されたゼロクロスの回数時に送信を行うので、親伝送局５は、ゼロクロスの回数に応じどの子伝送局６から送信された評価データであるかを識別し受信する。
【００７３】
復調処理部１９は、信号受信部１７にてデジタル信号に変換された受信信号を、復調しデジタルの受信電文に変換する。復調処理部１９は、記憶部１１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度の情報に基づき、また位相検出部１８にて検出された電源波形のゼロクロス点に基づき、復調を行いデジタルの受信電文に変換する。復調処理部１９は、一定間隔でシンボルを抽出し、フーリエ変換等で信号強度と位相を算出し、受信信号を復調しデジタルの受信電文に変換する。
【００７４】
受信データ作成部２０は、復調処理部１９にて復調されたデジタルの受信電文に修復信号である誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用しデジタルの受信電文の誤り検出および訂正を行う。受信データ作成部２０は、子伝送局６から受信した情報を制御部２０３へ送る。
【００７５】
［２−３−３搬送周波数評価］
親伝送局５は、以下の手順にて電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価を行う。
親伝送局５から送信された搬送周波数ｆｎの評価を実行する旨のコマンドに対応し、評価に係る情報を子伝送局６は親伝送局５に返信する。子伝送局６から送信された電力線９に重畳している周波数ｆｎを有する搬送信号は、信号受信部１７にて、アナログ−デジタル変換され振幅に対応したデジタル信号に変換される。
【００７６】
信号受信部１７にて変換されたデジタル信号は、制御部１３にて、フーリエ変換等により解析され、搬送周波数ｆｎの評価としてｆｎの信号強度が算出される。この搬送周波数ｆｎの信号強度が、親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報として、親伝送局５の記憶部１１に記憶される。親伝送局５の制御部１３が信号評価部に相当する。
【００７７】
［２−３−４搬送周波数の選択］
親伝送局５は、以下の手順にて電力線搬送通信にかかる搬送周波数の評価および選択を行う。子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報が、各子伝送局６から親伝送局５に送信される。この、子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報は、親伝送局５の記憶部１１に記憶される。また前述の通り、親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報は、親伝送局５の記憶部１１に記憶されている。
【００７８】
親伝送局５の制御部１３は、記憶部１１に記憶された、子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報および親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報に基づき、電力線搬送通信にかかる搬送周波数の選択を行う。
【００７９】
搬送周波数の選択は、制御部１３にて以下の手順で行われる。
最初に、子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報および親伝送局５にて測定された周波数ｆｎの評価に係る情報の両者において、予め設定された閾値以上の信号強度を有する搬送周波数が一つまたは複数選択される。
【００８０】
次に前記で選択された周波数のうち、一番数多くの子伝送局６と通信可能であった搬送周波数ｆａが選択される。次に、搬送周波数ｆａでは信号強度が不足していると判断した子伝送局６、または、搬送周波数ｆａでは通信不能であった子伝送局６において、信号強度が高いと評価された搬送周波数ｆｂが数の多い順に選択される。以降この選択は、すべての子伝送局６が通信可能となるまで繰り返される。
【００８１】
その結果、１つまたは複数の搬送周波数が選択される。この選択された搬送周波数は、親伝送局５から各子伝送局６に「搬送周波数を通知するコマンド（６２）」にて送信される。
【００８２】
また、記憶部１１に記憶された、子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報および親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報は、通信部１２を介し制御装置３に送信される。
［２−４子伝送局の作用］
【００８３】
子伝送局６の動作について説明する。子伝送局６は、下記の動作を行う。
（１）受信動作
（２）搬送周波数評価
（３）送信動作
【００８４】
［２−４−１受信動作］
子伝送局６は、以下の電文を親伝送局５から受信する。
（ｂ１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド（５６）
（ｂ２）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価を実行する旨のコマンド（５７）
（ｂ３）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価を実行する旨のコマンド（５９）
（ｂ４）選択された電力線搬送通信に用いる搬送周波数を通知するコマンド（６２）
【００８５】
子伝送局６の受信動作は、親伝送局５と同様に、信号受信部１７、位相検出部１８、復調処理部１９、受信データ作成部２０の各部が動作することにより行われる。
【００８６】
［２−４−２搬送周波数評価］
子伝送局６は、以下の手順にて電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１、ｆｎの評価を行う。親伝送局５から送信された電力線９に重畳している周波数ｆ１、ｆｎを有する搬送信号は、信号受信部１７にて、アナログ−デジタル変換され振幅に対応したデジタル信号に変換される。親伝送局５からの搬送周波数ｆ１、ｆｎの評価を実行する旨のコマンドに対応し、制御部１３にて、このデジタル信号がフーリエ変換等により解析され、搬送周波数ｆ１、ｆｎの信号強度が算出される。搬送周波数ｆ１、ｆｎの信号強度が、子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆ１、ｆｎの評価に係る情報として、各子伝送局６から親伝送局５に送信される。子伝送局６の制御部１３が信号評価部に相当する。
【００８７】
［２−４−３送信動作］
各子伝送局６は、以下の電文を親伝送局５に送信する。
（ｃ１）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆ１の評価に係る情報（５８）
（ｃ２）電力線搬送通信にかかる搬送周波数ｆｎの評価に係る情報（６０）
【００８８】
子伝送局６の送信動作は、親伝送局５と同様に、記憶部１１、通信部１２、制御部１３、送信データ作成部１４、変調処理部１５、信号送信部１６の各部が動作することにより行われる。
【００８９】
各子伝送局６の位相検出部１８は、親伝送局５から送信されたプリアンブル部から交流電圧波形のゼロクロスの回数をカウントする。そして子伝送局６は、予め子伝送局６ごと個別に設定されたゼロクロスの回数のときに評価データを送信する。
［２−５制御装置３の作用］
【００９０】
制御装置３の動作について説明する。制御装置３は、下記の動作を行う。
（１）親伝送局５への指示
（２）搬送周波数ｆｎの評価に係る情報の表示
【００９１】
［２−５−１親伝送局５への指示］
制御装置３は、以下を含むコマンドを親伝送局５に対し送信し指示する（５５）
（ａ１）各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド
（ａ２）搬送周波数の評価を実行する旨のコマンド
【００９２】
コマンド制御部３２が上位通信部３１を介し上位装置からコマンドを受けたとき、電源装置２の電源が投入されたとき、または予め設定された日時になったとき、灯火制御部３３は、「各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンド」を、下位通信部３５を介し親伝送局５に対し送信する。また同様に、伝送路評価部３４は、「搬送周波数の評価を実行する旨のコマンド」を送信する。
【００９３】
［２−５−２搬送周波数ｆｎの評価に係る情報の表示］
伝送路評価部３４は、下位通信部３５を介し、親伝送局５から「子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報」および「親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報」を受信し、パラメータ記憶部３６に記憶させる。
【００９４】
伝送路評価部３４は、「子伝送局６にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報」および「親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの評価に係る情報」に基づき子伝送局６の親伝送局５からの距離順に、各子伝送局６に対する、「親伝送局５にて測定された搬送周波数ｆｎの信号強度に関する表」(図１０（ａ））、「子伝送局６にて測定された周波数ｆｎの信号強度に関する表(図１０（ｂ））を作成し、パラメータ記憶部３６に記憶させるとともに表示部３７に表示させる。この表示には、パラメータ記憶部３６に予め記憶されている各子伝送局の親伝送局からの距離が併せて表示される。
【００９５】
［３．効果］
（１）本実施形態によれば、電力線搬送通信に使用される搬送信号が、交流電圧のゼロクロス近傍に重畳させられノイズの影響を受けにくいため、電力線搬送通信システムの設置時等の、最適な搬送周波数が選択される前における通信時の通信エラーを軽減することができる。
【００９６】
（２）本実施形態によれば、電力線９の搬送周波数に対する搬送信号の信号強度を把握することができ電力線搬送通信に使用される搬送周波数が選択または変更されるため、通信品質を向上させることが可能である。
【００９７】
（３）本実施形態によれば、親伝送局５により送信されたプリアンブル部からのゼロクロス回数に応じ、子伝送局６が送信を行うので、通信状態が悪く応答がなかった子伝送局６を特定することができる。
【００９８】
（４）本実施形態によれば、親伝送局５から各子伝送局６に接続された灯火器８を消灯する旨のコマンドが送信され、負荷である灯火器８が消灯され電力を消費せずノイズを発生しないので、電力線９の搬送信号の信号強度をより精度よく把握することができる。
【００９９】
（５）本実施形態によれば、複数の子伝送局の距離順に、複数の搬送周波数の強度が表示されるので、電力線の距離と搬送周波数ごとの強度の関係を把握しやすい。電力線９は通信用の通信線ではないため、電力線の距離に応じ搬送信号が減衰する。この搬送信号の減衰は、子伝送局の設置された位置により変わる。複数の子伝送局の距離順に、複数の搬送周波数の強度が表示されるので、どの搬送周波数がどのエリアで減衰しやすいかを、把握しやすい。
【０１００】
（６）本実施形態によれば、子伝送局から送信された信号を親伝送局にて測定し、搬送周波数の強度を表示するので親伝送局側から見た搬送信号の周波数の減衰を把握することができる。電力線９は通信用の通信線ではないため、電力線の距離に応じ搬送信号が減衰するが、一つの搬送周波数について、子伝送局側で測定した場合と、親伝送局側で測定した場合とでは信号強度が異なる場合がある。本実施形態によれば、子伝送局側で測定した信号強度および親伝送局側で測定した信号強度が表示されるので、どの搬送周波数がどのエリアで減衰しやすいかを、多面的に把握することができる。
【０１０１】
（７）本実施形態によれば、子伝送局の親伝送局からの距離に対する搬送周波数の強度が表示されるので、電力線９における搬送周波数の減衰の状況を具体的な距離にて把握することができる。
【０１０２】
［他の実施形態］
変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。
【０１０３】
（１）上記実施形態では、親伝送局５および子伝送局６と結合器７は別装置とされているが、結合器７は、親伝送局５、子伝送局６に内蔵されるものであってもよい。
【０１０４】
（２）上記実施形態では、親伝送局５と子伝送局６は異なる装置としたが、親伝送局５および子伝送局６は共通のハードウェアとし、ソフトウェアの乗せ換えまたは設定にて、使用されるソフトウェアが選択されるようにして、親伝送局５と子伝送局６を共通な装置としてもよい。
【０１０５】
（３）子伝送局６により制御される対象は、灯火器８ではなく例えば空調装置や、火災警報装置などであってもよい。また、子伝送局６の個数は増減させることができる。
【０１０６】
（４）上記実施形態では、親伝送局５および子伝送局６、制御装置３の各部は、個別のブロックとなっているが、各々ＩＣチップのような個別のハードウェアにて実現されていてもよいし、コンピュータプログラムが実装されたマイクロコンピュータにて実現されていてもよい。
【０１０７】
（５）上記実施形態では、子伝送局６は、「搬送周波数ｆｎの評価に係る情報」を送信するものとしたが、親伝送局５からの電文の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を含んでいてもよい。
【０１０８】
（６）親伝送局５と子伝送局６間の電文は、灯火器８の照度制御や断線診断・監視に関する監視情報・制御情報等を含んでいてもよい。
【０１０９】
（７）上記実施形態では、親伝送局５および子伝送局６とも１つの電文に１つの周波数をもつ搬送信号にて電力線搬送通信を行うものとしたが、１つの電文に対し複数の周波数をもつ搬送信号を用いるものとしてもよい。
【０１１０】
（８）上記実施形態では、上記評価は電源投入時に行うこととしたが定期的に例えば１か月に１回、１日に１回等行うようにしてもよい。
【０１１１】
（９）ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、親伝送局５と子伝送局６間の電文の情報量および伝送レートが加減されるようにしてもよい。通信エラーの頻度が高くなった場合、電源電圧波形の一周期中の情報量を減らすようにしてもよい。または、伝送レートを下げるようにしてもよい。このように電文の情報量および伝送レートが加減されることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【０１１２】
（１０）上記実施形態では、搬送周波数の選択は、各子伝送局６により評価された振幅強度が予め設定された強度以上であり、通信が成功した各子伝送局６の数が多い周波数が順に選択されるものとしたが、搬送周波数の選択方法はこれに限られない。例えば、フィルタ４の中心周波数に近い順に選択する等、他の方法にて選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・交流電源
２・・・電源装置
３・・・制御装置
４・・・フィルタ
５・・・親伝送局
６・・・子伝送局
７・・・結合器
８・・・灯火器
９・・・電力線
１１・・・記憶部
１２・・・通信部
１３・・・制御部
１４・・・送信データ作成部
１５・・・変調処理部
１６・・・信号送信部
１７・・・信号受信部
１８・・・位相検出部
１９・・・復調処理部
２０・・・受信データ作成部
２１・・・通信部
３１・・・上位通信部
３２・・・コマンド制御部
３３・・・灯火制御部
３４・・・伝送路評価部
３５・・・下位通信部
３６・・・パラメータ記憶部
３７・・・表示部
【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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