(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域の境界から前記送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの成分が減衰された周波数成分が前記送信信号に付加された抑圧信号を生成する抑圧信号生成部と、
前記抑圧信号が増幅器によって増幅された後に、増幅された前記抑圧信号において前記送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタと
を備え、
前記抑圧信号生成部は、
前記送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域内の周波数成分が前記送信信号にさらに付加された前記抑圧信号を生成することを特徴とするピーク抑圧装置。
【請求項２】
前記抑圧信号生成部は、
前記送信信号の振幅が所定の閾値以内に制限された振幅制限信号を生成する制限信号生成部と、
前記振幅制限信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域の境界から前記送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの周波数成分を減衰させるバンドリジェクションフィルタと
を有することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。 
【請求項３】
前記抑圧信号生成部は、
前記送信信号の振幅のピークのうち、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングを検出する検出部と、
前記検出部が検出したタイミングに同期したピークを有するキャンセル信号であって、インパルス信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域の境界から前記送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの周波数成分を減衰させたキャンセル信号を生成する信号生成部と、
前記送信信号と、前記キャンセル信号とを合成することにより、前記抑圧信号を生成する合成部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。 
【請求項４】
前記抑圧信号生成部は、
第１の抑圧部と、
第２の抑圧部と、
を有し、
前記第１の抑圧部は、
前記送信信号の振幅が所定の閾値以内に制限された振幅制限信号を生成する制限信号生成部と、
前記振幅制限信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域内の周波数成分と、前記送信信号の帯域の境界から前記送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの周波数成分とを減衰させるハイパスフィルタと、
前記送信信号と、前記ハイパスフィルタから出力された信号とを合成する第１の合成部と
を有し、
前記第２の抑圧部は、
前記第１の合成部から出力された信号の振幅のピークのうち、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングを検出する検出部と、
前記検出部が検出したタイミングに同期したピークを有するキャンセル信号であって、インパルス信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させたキャンセル信号を生成する信号生成部と、
前記第１の合成部から出力された信号と、前記キャンセル信号とを合成することにより、前記抑圧信号を生成する第２の合成部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。 
【請求項５】
前記抑圧信号生成部は、
前記送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域内の周波数成分を第１の増幅率で増幅する第１の増幅部と、
前記送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域外の周波数成分を、前記第１の増幅率とは独立に制御された第２の増幅率で増幅する第２の増幅部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。
【請求項６】
前記抑圧信号生成部から出力された前記抑圧信号の振幅を所定の閾値以内に制限する振幅制限部をさらに備え、
前記増幅器は、
前記振幅制限部によって振幅が制限された抑圧信号を増幅することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のピーク抑圧装置。 
【請求項７】
ピーク抑圧装置が、
送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域の境界から前記送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの成分が減衰された周波数成分が前記送信信号に付加された抑圧信号を生成し、
前記抑圧信号が増幅器によって増幅された後に、増幅された前記抑圧信号において前記送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させる
処理を実行し、
前記抑圧信号を生成する処理では、
前記送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、前記送信信号の帯域内の周波数成分が前記送信信号にさらに付加された前記抑圧信号を生成することを特徴とするピーク抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピーク抑圧装置およびピーク抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では生成した送信信号を、増幅器により所定の電力まで増幅して送信する。増幅器は、飽和に近い領域の増幅率で動作させるほど電力効率が高い。しかし、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）信号のようにＰＡＰＲ（Peak  to  Average  Power  Ratio）が高い信号を増幅する場合には、バックオフを大きくとることになるため、増幅器の電力効率が低くなってしまう。
【０００３】
増幅器の電力効率を改善する方法として、例えば、送信信号において所定以上の振幅をクリップし、それにより生じた送信信号の帯域外の成分を帯域制限フィルタでカットする方法が知られている。この方法では、クリップされた送信信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域外の周波数成分がハイパスフィルタにより抽出され、抽出された周波数成分が、クリップされた送信信号の周波数成分から減算される。これにより、送信信号の帯域内に、送信信号における所定以上の振幅を抑圧する周波数成分が残り、所定以上の振幅が抑圧された送信信号が増幅器に入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、送信信号における所定以上の振幅を抑圧するための周波数成分は、送信信号に対しては雑音である。そのため、送信信号における振幅のピークを抑圧する周波数成分が、送信信号の帯域内に多く含まれると、ＥＶＭ（Error  Vector  Magnitude）等の送信信号の品質が低下する。
【０００６】
本願に開示の技術は、送信信号のＰＡＰＲを低減しつつ、送信信号の品質を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの側面では、ピーク抑圧装置は、抑圧信号生成部と、バンドパスフィルタとを備える。抑圧信号生成部は、送信信号のピークを抑圧する信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの成分が減衰された周波数成分が送信信号に付加された抑圧信号を生成する。バンドパスフィルタは、抑圧信号が増幅器によって増幅された後に、増幅された抑圧信号において送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させる。
【発明の効果】
【０００８】
１実施形態によれば、送信信号のＰＡＰＲを低減しつつ、送信信号の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、送信信号の一例を示す図である。
【図３】図３は、抑圧信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１における抑圧信号の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例１において増幅器から出力される信号の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１における抑圧信号生成部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施例２における抑圧信号の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施例２において増幅器から出力される信号の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、送信信号の帯域内の成分のみを用いてピークを抑圧した場合の抑圧信号の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施例２における抑圧信号の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例３における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、キャンセル信号によるピーク抑圧の過程の一例を説明する図である。
【図１３】図１３は、実施例３における抑圧信号の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例４における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施例４における抑圧信号の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例５における無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、実施例５における抑圧信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本願の開示するピーク抑圧装置およびピーク抑圧方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００１１】
［実施例１］
＜無線通信装置１０＞
図１は、実施例１における無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施例における無線通信装置１０は、例えば図１に示すように、ベースバンドユニット１１、ＤＡＣ（Digital  to  Analog  Converter）１２、ＲＦ処理部１３、増幅器（ＰＡ：Power  Amplifier）１４、アンテナ１５、およびピーク抑圧装置２０を有する。ピーク抑圧装置２０は、抑圧信号生成部２１およびＢＰＦ（Band  Pass  Filter）２２を有する。無線通信装置１０は、例えば、無線通信システムで使用される無線通信端末装置または無線通信基地局装置等に搭載される。
【００１２】
ベースバンドユニット１１は、入力される送信データに対して符号化処理および変調処理等のベースバンド処理を行って送信信号を生成する。そして、ベースバンドユニット１１は、生成した送信信号を抑圧信号生成部２１へ出力する。
【００１３】
抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値以上の振幅のピークを抑圧することにより、抑圧信号を生成する。そして、抑圧信号生成部２１は、生成した抑圧信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００１４】
ＤＡＣ１２は、抑圧信号生成部２１から出力された抑圧信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換する。そして、ＤＡＣ１２は、変換後の信号をＲＦ処理部１３へ出力する。
【００１５】
ＲＦ処理部１３は、ＤＡＣ１２から出力された信号に対して、直交変調およびキャリア周波数信号によるアップコンバート等の処理を行う。そして、ＲＦ処理部１３は、処理後の信号を、増幅器１４へ出力する。
【００１６】
増幅器１４は、ＲＦ処理部１３から出力された信号の電力を増幅し、増幅後の信号をＢＰＦ２２へ出力する。
【００１７】
ＢＰＦ２２は、増幅器１４によって電力が増幅された信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させる。
【００１８】
アンテナ１５は、ＢＰＦ２２が送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させた信号を送信する。
【００１９】
＜抑圧信号生成部２１＞
本実施例において、抑圧信号生成部２１は、例えば図１に示すように、遅延部２００、合成部２０１、振幅制限部２０２、およびＨＰＦ（High  Pass  Filter）２０３を有する。
【００２０】
振幅制限部２０２は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、振幅のピークが所定の閾値以内に制限された振幅制限信号を生成する。例えば、振幅制限部２０２は、送信信号の振幅が所定の閾値未満である場合に送信信号の振幅を出力し、送信信号の振幅が所定の閾値を超えた場合に所定の閾値を送信信号の振幅として出力する。
【００２１】
送信信号において閾値以上の振幅のピークが制限された振幅制限信号には、送信信号の周波数成分と、送信信号のピークを抑圧するピーク抑圧信号の周波数成分とが含まれる。ピーク抑圧信号の周波数成分は、送信信号の帯域よりも広い帯域に分布する。ピーク抑圧信号の周波数成分が、振幅制限信号に含まれることにより、送信信号の振幅が所定の閾値以内に制限される。振幅制限信号に含まれるピーク抑圧信号の周波数成分を減少させると、振幅制限信号において、所定の閾値以上となる振幅が増加する。
【００２２】
ＨＰＦ２０３は、振幅制限部２０２によって生成された振幅制限信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域内の周波数成分と、送信信号の帯域の境界から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数までの周波数成分とを減衰させる。そして、ＨＰＦ２０３は、減衰後の信号を合成部２０１へ出力する。
【００２３】
遅延部２００は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号を、振幅制限部２０２およびＨＰＦ２０３による処理に要する時間分、遅延させる。
【００２４】
合成部２０１は、遅延部２００が遅延させた送信信号と、ＨＰＦ２０３から出力された信号とを合成し、送信信号のピークが抑圧された抑圧信号を生成する。合成部２０１は、例えば、送信信号からＨＰＦ２０３からの信号を減算することにより、送信信号とＨＰＦ２０３からの信号とを合成する。そして、合成部２０１は、生成した抑圧信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００２５】
ここで、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号は、例えば図２に示すように、所定の閾値を超える振幅のピークが発生する場合がある。抑圧信号生成部２１は、所定の閾値を超える振幅のピークを抑圧するピーク抑圧信号の周波数成分の一部を送信信号に付加することにより抑圧信号を生成する。抑圧信号生成部２１によって生成された抑圧信号は、例えば図３に示すように、所定の閾値を超える振幅のピークが抑圧される。
【００２６】
図４は、実施例１における抑圧信号の一例を示す図である。図４において、送信信号３０の帯域は、例えば０から周波数ｆ1までの範囲である。図４における周波数ｆ1は、送信信号３０の帯域の境界における周波数である。
【００２７】
振幅制限部２０２によって送信信号３０のピークが抑圧されることにより、例えば図４に示すように、送信信号３０には、送信信号３０のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分が付加される。振幅制限部２０２によって生成される振幅制限信号には、送信信号３０の周波数成分と、ピーク抑圧信号３１の周波数成分とが含まれる。
【００２８】
ＨＰＦ２０３は、振幅制限部２０２によって生成された振幅制限信号の周波数成分のうち、図４に示した０から周波数ｆ1までの成分と、図４に示した周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2までの周波数成分とを減衰させる。これにより、ＨＰＦ２０３からは、図４に示した送信信号３０およびピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、主として周波数ｆ2以上の成分３２が含まれる信号が出力される。
【００２９】
そして、合成部２０１は、遅延部２００が遅延させた送信信号３０と、ＨＰＦ２０３から出力された信号とを合成する。これにより、例えば図４に示すように、送信信号３０に、ピーク抑圧信号３１における周波数ｆ2以上の成分３２が付加された抑圧信号が生成される。
【００３０】
合成部２０１は、送信信号３０の周波数成分に、ピーク抑圧信号３１の周波数成分を付加することにより、所定の閾値以上の振幅のピークが抑圧された抑圧信号を生成することができる。なお、ピーク抑圧信号３１のうち送信信号３０の帯域内の周波数成分は、ＨＰＦ２０３によって減衰されるため、図４に示した抑圧信号において、送信信号３０の帯域内には、ピーク抑圧信号３１の周波数成分はほとんど存在しない。
【００３１】
図５は、実施例１において増幅器１４から出力される信号の一例を示す図である。抑圧信号生成部２１によって生成された抑圧信号は、ＤＡＣ１２によってアナログ信号に変換され、ＲＦ処理部１３によって直交変調等の処理が行われ、増幅器１４によって増幅される。増幅器１４には、抑圧信号生成部２１によって所定の閾値以上の振幅のピークが抑圧された抑圧信号が入力される。増幅器１４は、ＰＡＰＲが低い抑圧信号を増幅するため、バックオフを少なくすることができ、電力効率を高めることができる。
【００３２】
増幅器１４からは、例えば図５に示すように、キャリア周波数ｆ0から±ｆ1までの周波数領域に送信信号３０が配置され、ｆ0＋ｆ2以上の周波数領域、および、ｆ0−ｆ2以下の周波数領域に、ピーク抑圧信号３１の一部の成分３２が配置された信号が出力される。
【００３３】
増幅器１４から出力された増幅後の信号は、例えば図５に示す減衰特性３３を有するＢＰＦ２２によって、送信信号３０の帯域外の周波数成分が減衰される。これにより、アンテナ１５からは、送信信号３０の帯域外の成分３２が減衰された送信信号３０が送信される。
【００３４】
ここで、抑圧信号生成部２１から出力される抑圧信号には、例えば図４に示したように、送信信号３０と共に、送信信号３０のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分うち、一部の周波数成分３２が含まれている。これにより、抑圧信号では、送信信号３０における所定の閾値以上の振幅のピークが抑圧され、増幅器１４に入力される信号のＰＡＰＲが低減される。
【００３５】
さらに、ピーク抑圧信号３１の周波数成分は、ＨＰＦ２０３によって送信信号３０の帯域内の成分が減衰された上で、合成部２０１によって送信信号３０に合成される。これにより、合成後の抑圧信号において、送信信号３０の帯域内には、ピーク抑圧信号３１の周波数成分はほとんど含まれない。そのため、送信信号３０のＥＶＭ等の品質の劣化を抑制することができる。
【００３６】
また、ＨＰＦ２０３が、振幅制限信号において減衰させる周波数成分の上限となる周波数ｆ2は、ＢＰＦ２２を通過後にアンテナ１５から送信される信号が、アンテナ１５から送信される信号に対して規定されるスペクトラムマスクを満たすように選択される。
【００３７】
例えば、送信信号３０の帯域の境界の周波数ｆ1と、振幅制限信号において減衰させる周波数成分の上限となる周波数ｆ2との差が小さ過ぎる場合、ＢＰＦ２２を通過後の信号には、送信信号３０の帯域の近傍にピーク抑圧信号３１の成分３２が残存する。これにより、アンテナ１５から送信される信号の周波数スペクトルの分布が、所定のスペクトラムマスクを満たさなくなる場合がある。
【００３８】
ただし、周波数ｆ1と周波数ｆ2との差が小さい場合、抑圧信号において、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、多くの周波数成分が送信信号３０に付加されることになる。これにより、送信信号３０のＰＡＰＲがより低減され、増幅器１４のバックオフを小さくすることができ、増幅器１４の電力効率を高めることができる。
【００３９】
一方、送信信号３０の帯域の境界の周波数ｆ1と、振幅制限信号において減衰させる周波数成分の上限となる周波数ｆ2との差が大き過ぎる場合、抑圧信号に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３２は少なくなる。そのため、ＢＰＦ２２によって送信信号３０の帯域外の周波数成分が減衰されることにより、アンテナ１５から送信される信号の周波数スペクトルの分布が、所定のスペクトラムマスクを満たすようになる。
【００４０】
しかし、周波数ｆ1と周波数ｆ2との差が大きい場合、振幅制限信号に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３２が減少するため、送信信号のＰＡＰＲが増加する場合がある。これにより、増幅器１４のバックオフを大きくとることになり、増幅器１４の電力効率を高めることが困難となる。
【００４１】
なお、周波数ｆ1と周波数ｆ2との差が大きくても、送信信号３０の帯域外の周波数領域においてＢＰＦ２２の減衰量が少ない場合には、アンテナ１５から送信される信号の周波数スペクトルの分布が、所定のスペクトラムマスクを満たさなくなる場合がある。また、周波数ｆ1と周波数ｆ2との差が小さくても、送信信号３０の帯域外の周波数領域においてＢＰＦ２２の減衰量が大きい場合には、アンテナ１５から送信される信号の周波数スペクトルの分布が、所定のスペクトラムマスクを満たす場合もある。
【００４２】
そのため、周波数ｆ2は、ＢＰＦ２２における減衰量の特性を考慮し、アンテナ１５から送信される信号の周波数スペクトルの分布が所定のスペクトラムマスクを満たすと共に、増幅器１４に入力される抑圧信号のＰＡＰＲが所望の値以下となる値が選択される。例えば、周波数ｆ2は、周波数ｆ1の数倍程度の周波数となるように設定されてもよい。
【００４３】
＜ピーク抑圧処理＞
図６は、実施例１における抑圧信号生成部２１の動作の一例を示すフローチャートである。抑圧信号生成部２１は、例えば、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号を処理するタイミング毎に、図６のフローチャートに示す動作を実行する。
【００４４】
まず、振幅制限部２０２は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値以上の振幅を制限し、振幅制限信号を生成する（Ｓ１００）。
【００４５】
次に、ＨＰＦ２０３は、振幅制限部２０２によって生成された振幅制限信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以下の周波数成分を減衰させる（Ｓ１０１）。
【００４６】
次に、合成部２０１は、遅延部２００が遅延させた送信信号と、ＨＰＦ２０３から出力された信号とを合成することにより、送信信号のピークが抑圧された抑圧信号を生成する（Ｓ１０２）。
【００４７】
そして、抑圧信号生成部２１によって生成された抑圧信号は、ＤＡＣ１２によってアナログ信号に変換され、ＲＦ処理部１３によって直交変調等の処理が実行される。そして、ＲＦ処理部１３によって処理された抑圧信号は、増幅器１４によって電力増幅される。
【００４８】
次に、ＢＰＦ２２は、増幅器１４によって電力が増幅された信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域外の周波数成分を減衰させる（Ｓ１０３）。そして、ＢＰＦ２２によって送信信号の帯域外の周波数成分が減衰させられた信号が、アンテナ１５から送信される。
【００４９】
上述したように、本実施例のピーク抑圧装置２０によれば、送信信号のＰＡＰＲを低減しつつ、ＥＶＭ等の送信信号の品質を向上させることができる。
【００５０】
［実施例２］
＜無線通信装置１０＞
図７は、実施例２における無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施例における無線通信装置１０は、例えば図７に示すように、ベースバンドユニット１１、ＤＡＣ１２、ＲＦ処理部１３、増幅器１４、アンテナ１５、およびピーク抑圧装置２０を有する。ピーク抑圧装置２０は、抑圧信号生成部２１およびＢＰＦ２２を有する。なお、以下に説明する点を除き、図７において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００５１】
本実施例において、抑圧信号生成部２１は、例えば図７に示すように、振幅制限部２１０およびＢＲＦ（Band  Rejection  Filter）２１１を有する。
【００５２】
振幅制限部２１０は、例えば実施例１において説明した振幅制限部２０２と同様に、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号の振幅を所定の閾値以内に制限した振幅制限信号を生成する。そして、振幅制限部２１０は、生成した振幅制限信号をＢＲＦ２１１へ出力する。
【００５３】
ＢＲＦ２１１は、振幅制限部２１０によって生成された振幅制限信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2までの周波数成分を減衰させる。そして、ＢＲＦ２１１は、減衰後の信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００５４】
図８は、実施例２における抑圧信号の一例を示す図である。振幅制限部２１０によって送信信号３０のピークが抑圧されることにより、例えば図８に示すように、送信信号３０には、送信信号３０のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分が付加される。
【００５５】
ＢＲＦ２１１は、振幅制限部２１０によって生成された振幅制限信号の周波数成分のうち、図８に示した周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2までの周波数成分を減衰させる。これにより、ＢＲＦ２１１からは、送信信号３０に、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域内の成分３４と周波数ｆ2以上の成分３２とが付加された抑圧信号が出力される。
【００５６】
図９は、実施例２において増幅器１４から出力される信号の一例を示す図である。抑圧信号生成部２１によって生成された抑圧信号は、ＤＡＣ１２によってアナログ信号に変換され、ＲＦ処理部１３によって直交変調等の処理が行われ、増幅器１４によって増幅される。これにより、例えば図９に示すような信号が増幅器１４から出力される。キャリア周波数ｆ0から±ｆ1までの周波数領域には、例えば図９に示すように、送信信号３０およびピーク抑圧信号３１の一部の周波数成分３４が配置される。また、ｆ0＋ｆ2以上の周波数領域、および、ｆ0−ｆ2以下の周波数領域には、例えば図９に示すように、ピーク抑圧信号３１の一部の周波数成分３２が配置される。
【００５７】
増幅器１４から出力された信号は、例えば図９に示す減衰特性３３を有するＢＰＦ２２によって、送信信号３０の帯域外の周波数成分が減衰される。これにより、アンテナ１５からは、送信信号３０の帯域内においてピーク抑圧信号３１の一部の周波数成分３４を含み、送信信号３０の帯域外においてピーク抑圧信号３１の一部の周波数成分３２が減衰した送信信号３０が送信される。
【００５８】
ここで、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域内の周波数成分のみを用いて、送信信号３０の振幅のピークを抑圧するとすれば、生成された抑圧信号の周波数成分の分布は、例えば図１０Ａのようになる。図１０Ａは、送信信号の帯域内の成分のみを用いてピークを抑圧した場合の抑圧信号の一例を示す図である。
【００５９】
図１０Ａに例示した抑圧信号では、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域内の周波数成分３４によって、送信信号３０における所定以上の振幅が抑圧される。図１０Ａに例示した抑圧信号には、電力Ｐ0の送信信号３０と、電力Ｐ1の周波数成分３４が含まれている。
【００６０】
これに対し、本実施例では、送信信号３０に、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、周波数ｆ1から周波数ｆ2までの周波数成分を減衰させた信号が付加された抑圧信号が生成される。図１０Ｂは、実施例２における抑圧信号の一例を示す図である。
【００６１】
本実施例における抑圧信号では、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域内の周波数成分３４と、送信信号３０の帯域外の周波数成分３２とによって、送信信号３０における所定以上の振幅のピークが抑圧される。
【００６２】
ここで、ピーク抑圧信号３１の周波数成分が抑圧信号に多く含まれるほど、抑圧信号におけるＰＡＰＲは低下する。また、抑圧信号に含まれる、ピーク抑圧信号３１の周波数成分の電力が大きいほど、抑圧信号におけるＰＡＰＲは低下する。
【００６３】
図１０Ｂに例示した抑圧信号では、図１０Ａに例示した抑圧信号よりも、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、より多くの周波数成分が送信信号３０に付加されている。そのため、図１０Ｂに例示した抑圧信号では、図１０Ａに例示した抑圧信号よりもピーク抑圧信号３１の周波数成分の電力が低くても、図１０Ａに例示した抑圧信号と同等のＰＡＰＲを実現することができる。これにより、図１０Ｂに例示した抑圧信号では、低いＰＡＰＲを保ちつつ、送信信号３０の帯域内に含まれる周波数成分３４の電力Ｐ2を、図１０Ａに例示した抑圧信号における周波数成分３４の電力Ｐ1よりも低くすることができる。
【００６４】
ここで、ピーク抑圧信号３１の周波数成分は、送信信号３０に対しては雑音である。そして、送信信号３０の帯域内において、送信信号３０の電力Ｐ0に対して、ピーク抑圧信号３１の周波数成分３４の電力の割合が増加すると、送信信号３０のＥＶＭ等の品質が劣化する。
【００６５】
本実施例では、低いＰＡＰＲを保ちつつ、送信信号３０の帯域内に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３４の電力を低減することができる。これにより、本実施例のピーク抑圧装置２０は、送信信号のＰＡＰＲを低減しつつ、送信信号の品質を向上させることができる。
【００６６】
［実施例３］
＜無線通信装置１０＞
図１１は、実施例３における無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施例における無線通信装置１０は、例えば図１１に示すように、ベースバンドユニット１１、ＤＡＣ１２、ＲＦ処理部１３、増幅器１４、アンテナ１５、およびピーク抑圧装置２０を有する。ピーク抑圧装置２０は、抑圧信号生成部２１およびＢＰＦ２２を有する。なお、以下に説明する点を除き、図１１において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００６７】
本実施例において、抑圧信号生成部２１は、例えば図１１に示すように、第１の抑圧部２２０および第２の抑圧部２３０を有する。第１の抑圧部２２０は、遅延部２２１、合成部２２２、振幅制限部２２３、およびＨＰＦ２２４を有する。第１の抑圧部２２０は、例えば実施例１において説明した抑圧信号生成部２１と同様の機能を有する。具体的には、遅延部２２１、合成部２２２、振幅制限部２２３、およびＨＰＦ２２４は、それぞれ、実施例１における遅延部２００、合成部２０１、振幅制限部２０２、およびピーク抑圧装置２０と同様の機能を有する。
【００６８】
第２の抑圧部２３０は、遅延部２３１、合成部２３２、タイミング検出部２３３、キャンセル信号生成部２３４、およびＬＰＦ（Low  Pass  Filter）２３５を有する。
【００６９】
タイミング検出部２３３は、第１の抑圧部２２０の合成部２２２から出力された信号の振幅のピークを監視し、所定の閾値を超えたピークのタイミングと、所定の閾値に対するピークの振幅を検出する。そして、タイミング検出部２３３は、検出したピークのタイミングを、閾値に対する振幅の情報と共に、キャンセル信号生成部２３４へ出力する。
【００７０】
キャンセル信号生成部２３４は、タイミング検出部２３３から出力されたタイミングをピークとし、タイミング検出部２３３から出力された振幅の情報に対応する振幅を有するキャンセル信号を生成する。キャンセル信号生成部２３４は、例えば、タイミング検出部２３３から出力されたタイミングに同期し、タイミング検出部２３３から出力された振幅を有する単位インパルス信号を用いてキャンセル信号を生成する。
【００７１】
なお、キャンセル信号生成部２３４は、異なるタイミングおよび振幅におけるキャンセル信号をメモリ内のルックアップテーブルに予め格納してもよい。そして、キャンセル信号生成部２３４は、タイミング検出部２３３から出力された情報に対応するキャンセル信号をルックアップテーブルから取得することによりキャンセル信号を生成してもよい。
【００７２】
ＬＰＦ２３５は、キャンセル信号生成部２３４によって生成されたキャンセル信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域外の周波数成分である周波数ｆ1以上の周波数成分を減衰させる。これにより、ＬＰＦ２３５からは、送信信号の帯域内の周波数成分を有するキャンセル信号が出力される。
【００７３】
遅延部２３１は、第１の抑圧部２２０の合成部２２２から出力された信号を、タイミング検出部２３３、キャンセル信号生成部２３４、およびＬＰＦ２３５による処理に要する時間分、遅延させる。
【００７４】
合成部２３２は、遅延部２３１が遅延させた信号から、ＬＰＦ２３５から出力されたキャンセル信号を減算することにより、遅延部２３１が遅延させた信号と、ＬＰＦ２３５から出力されたキャンセル信号とを合成し、抑圧信号を生成する。そして、合成部２３２は、生成した抑圧信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００７５】
図１２は、キャンセル信号によるピーク抑圧の過程の一例を説明する図である。ＬＰＦ２３５からは、例えば図１２に示すように、第１の抑圧部２２０から出力された信号４０において、所定の閾値を超えた振幅のピーク４１のタイミングに同期し、閾値に対するピーク４１の振幅に対応する振幅を有するキャンセル信号４２が出力される。合成部２３２は、第１の抑圧部２２０から出力された信号４０から、キャンセル信号４２を減算する。これにより、振幅のピークが所定の閾値の範囲内に制限された抑圧信号４３が生成される。
【００７６】
図１３は、実施例３における抑圧信号の一例を示す図である。第１の抑圧部２２０および第２の抑圧部２３０によって送信信号３０のピークが抑圧されることにより、例えば図１３に示すように、送信信号のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分３２および３４が送信信号に付加された抑圧信号が生成される。
【００７７】
ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号３０の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以上の周波数成分３２は、第１の抑圧部２２０によって送信信号３０に付加される。また、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域内の周波数成分３４は、第２の抑圧部２３０によって送信信号３０に付加される。
【００７８】
そして、増幅器１４から出力された信号は、例えば図９に示した減衰特性３３を有するＢＰＦ２２によって、送信信号３０の帯域外の周波数成分が減衰される。これにより、アンテナ１５からは、送信信号３０の帯域内においてキャンセル信号の周波数成分３４を含み、送信信号３０の帯域外においてピーク抑圧信号３１の一部の周波数成分３２が減衰した送信信号３０が送信される。
【００７９】
ここで、第１の抑圧部２２０では、送信信号のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分の一部がＨＰＦ２２４によって減衰される。そのため、第１の抑圧部２２０から出力された信号では、所定の閾値を超える振幅のピークがわずかに復元する場合がある。本実施例では、第１の抑圧部２２０によって送信信号のピークが抑圧された信号について、さらに、第２の抑圧部２３０においてピークが抑圧される。これにより、増幅器１４に入力される抑圧信号におけるＰＡＰＲをさらに低減することができる。
【００８０】
なお、本実施例では、第１の抑圧部２２０によって振幅のピークが抑圧された信号に対して、第２の抑圧部２３０がさらに振幅のピークを抑圧するが、開示の技術はこれに限られず、第１の抑圧部２２０と第２の抑圧部２３０の順番は逆であってもよい。すなわち、第２の抑圧部２３０によって振幅のピークが抑圧された信号に対して、第１の抑圧部２２０がさらに振幅のピークを抑圧することにより、抑圧信号が生成されてもよい。
【００８１】
［実施例４］
＜無線通信装置１０＞
図１４は、実施例４における無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施例における無線通信装置１０は、例えば図１４に示すように、ベースバンドユニット１１、ＤＡＣ１２、ＲＦ処理部１３、増幅器１４、アンテナ１５、およびピーク抑圧装置２０を有する。ピーク抑圧装置２０は、抑圧信号生成部２１およびＢＰＦ２２を有する。なお、以下に説明する点を除き、図１４において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００８２】
本実施例において、抑圧信号生成部２１は、例えば図１４に示すように、遅延部２４０、合成部２４１、振幅制限部２４２、ＬＰＦ２４３、増幅部２４４、ＨＰＦ２４５、増幅部２４６、および合成部２４７を有する。
【００８３】
振幅制限部２４２は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号の振幅を所定の閾値以内に制限した振幅制限信号を生成する。そして、振幅制限部２４２は、生成した振幅制限信号を、ＬＰＦ２４３およびＨＰＦ２４５へ出力する。
【００８４】
ＬＰＦ２４３は、振幅制限部２４２から出力された振幅制限信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域（０〜ｆ1）外の周波数成分を減衰させる。そして、ＬＰＦ２４３は、減衰後の信号を、増幅部２４４へ出力する。
【００８５】
増幅部２４４は、ＬＰＦ２４３から出力された信号の電力を、第１の増幅率で増幅する。そして、増幅部２４４は、増幅後の信号を、合成部２４７へ出力する。
【００８６】
ＨＰＦ２４５は、振幅制限部２４２から出力された振幅制限信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界の周波数ｆ1から帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以下の周波数成分を減衰させる。そして、ＨＰＦ２４５は、減衰後の信号を増幅部２４６へ出力する。
【００８７】
増幅部２４６は、ＨＰＦ２４５から出力された信号の電力を、第１の増幅率とは独立に制御される第２の増幅率で増幅する。そして、増幅部２４６は、増幅後の信号を、合成部２４７へ出力する。第２の増幅率は、第１の増幅率と同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８８】
合成部２４７は、増幅部２４４から出力された信号と、増幅部２４６から出力された信号とを加算することにより合成する。そして、合成部２４７は、合成後の信号を合成部２４１へ出力する。
【００８９】
遅延部２４０は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号を、振幅制限部２４２、ＬＰＦ２４３、増幅部２４４、ＨＰＦ２４５、増幅部２４６、および合成部２４７による処理に要する時間分、遅延させる。
【００９０】
合成部２４１は、遅延部２４０が遅延させた送信信号から、合成部２４７から出力された信号を減算することにより、送信信号と合成部２４７からの信号とを合成し、送信信号のピークが抑圧された抑圧信号を生成する。そして、合成部２４１は、生成した抑圧信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００９１】
図１５は、実施例４における抑圧信号の一例を示す図である。抑圧信号生成部２１によって送信信号３０のピークが抑圧されることにより、例えば図１５に示すように、送信信号のピークを抑圧するピーク抑圧信号３１の周波数成分３２および３４が送信信号に付加された抑圧信号が生成される。
【００９２】
ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号３０の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以上の周波数成分３２は、増幅部２４６により第２の増幅率で増幅されて送信信号３０に付加される。また、ピーク抑圧信号３１の周波数成分のうち、送信信号３０の帯域（０〜ｆ1）内の周波数成分３４は、増幅部２４４により第１の増幅率で増幅されて送信信号３０に付加される。
【００９３】
本実施例における抑圧信号生成部２１は、抑圧信号において、送信信号３０の帯域内に含まれる周波数成分３４の電力と、送信信号３０の帯域外に含まれる周波数成分３２の電力とを、それぞれ独立に制御することができる。
【００９４】
これにより、例えば、送信信号３０の帯域外に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３２のみでは、ＰＡＰＲが所望の値まで低減されない場合に、送信信号３０の帯域内に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３４を低い電力で加えることができる。これにより、送信信号の品質を保ちつつ、ＰＡＰＲを所望の値まで低減させることが可能となる。
【００９５】
また、例えば、送信信号の品質が悪い場合に、送信信号３０の帯域内に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３４の電力を減少させると共に、送信信号３０の帯域外に含まれるピーク抑圧信号３１の周波数成分３２の電力を増加させる制御が可能となる。これにより、ＰＡＰＲの値を維持したまま、送信信号の品質を改善することが可能となる。
【００９６】
［実施例５］
＜無線通信装置１０＞
図１６は、実施例５における無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施例における無線通信装置１０は、例えば図１６に示すように、ベースバンドユニット１１、ＤＡＣ１２、ＲＦ処理部１３、増幅器１４、アンテナ１５、ピーク抑圧装置２０、および振幅制限部２５０を有する。ピーク抑圧装置２０は、抑圧信号生成部２１およびＢＰＦ２２を有する。なお、以下に説明する点を除き、図１６において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００９７】
抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値以上の振幅のピークを抑圧することにより、抑圧信号を生成する。そして、抑圧信号生成部２１は、生成した抑圧信号を振幅制限部２５０へ出力する。本実施例における抑圧信号生成部２１としては、前述の実施例１から４において説明した抑圧信号生成部２１を用いることができる。
【００９８】
振幅制限部２５０は、抑圧信号生成部２１から出力された抑圧信号の振幅を所定の閾値以内にさらに制限する。そして、振幅制限部２５０は、振幅を制限した抑圧信号をＤＡＣ１２へ出力する。
【００９９】
ここで、抑圧信号生成部２１によって生成される抑圧信号には、送信信号の振幅のピークを抑圧するピーク抑圧信号の周波数成分のうち、一部の周波数成分が付加されている。そのため、所定の閾値を超える振幅のピークが、所定の閾値以下に完全には制限されず、例えば図４に示したように、所定の閾値をわずかに超える振幅が発生する場合がある。
【０１００】
振幅制限部２５０は、抑圧信号生成部２１から出力された抑圧信号において、所定の閾値をわずかに超える振幅のピークを、さらに抑圧することにより、例えば図１７に示すような抑圧信号を出力する。図１７に示した抑圧信号では、所定の閾値をわずかに超える振幅のピークが、所定の閾値においてクリップされている。そのため、図１７に示した抑圧信号には、クリップにより発生したピーク抑圧信号の周波数成分が含まれる。
【０１０１】
ここで、クリップにより発生したピーク抑圧信号の周波数成分は、送信信号の帯域よりも広い範囲に分布する。しかし、振幅制限部２５０によってクリップされる振幅のピークは、抑圧信号生成部２１によって既に振幅のピークが抑圧された信号において、所定の閾値をわずかに超える振幅のピークである。そのため、振幅制限部２５０によってクリップされる振幅のピークは、発生頻度が低く、閾値に対する振幅も小さい。そのため、振幅制限部２５０によってクリップされることで発生するピーク抑圧信号の周波数成分の電力は、送信信号の電力に対してわずかである。従って、増幅器１４によって増幅された後に、ＢＰＦ２２によって減衰されることにより、アンテナ１５から送信される信号は、スペクトラムマスクの規格を満たすことができる。そして、振幅制限部２５０によって所定の閾値以上の振幅が制限された抑圧信号は、より低いＰＡＰＲとなる。これにより、増幅器１４のバックオフをさらに少なくすることができ、電力効率をさらに高めることができる。
【０１０２】
＜変形例＞
なお、本願に開示の技術は、上記した各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【０１０３】
例えば、上記した実施例１において、抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングに同期したキャンセル信号を用いて抑圧信号を生成してもよい。
【０１０４】
例えば、上記した実施例１において、抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングと、所定の閾値からのピークの振幅を検出する。そして、抑圧信号生成部２１は、インパルス信号を用いて、検出したピークのタイミングに同期し、所定の閾値からのピークの振幅に対応する振幅を有するキャンセル信号を生成する。そして、抑圧信号生成部２１は、生成したキャンセル信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以下の成分を減衰させる。そして、抑圧信号生成部２１は、減衰後のキャンセル信号を、送信信号から減算することにより抑圧信号を生成する。
【０１０５】
また、上記した実施例２についても、抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングに同期したキャンセル信号を用いて抑圧信号を生成してもよい。
【０１０６】
例えば、上記した実施例２において、抑圧信号生成部２１は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングと、所定の閾値からのピークの振幅を検出する。そして、抑圧信号生成部２１は、インパルス信号を用いて、検出したピークのタイミングに同期し、所定の閾値からのピークの振幅に対応する振幅を有するキャンセル信号を生成する。そして、抑圧信号生成部２１は、生成したキャンセル信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2までの周波数成分を減衰させる。そして、抑圧信号生成部２１は、減衰後の振幅制限信号を抑圧信号として生成する。
【０１０７】
また、上記した実施例３において、第１の抑圧部２２０は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングに同期したキャンセル信号を用いて振幅のピークが抑圧された信号を生成してもよい。
【０１０８】
例えば、上記した実施例３において、第１の抑圧部２２０は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングと、所定の閾値からのピークの振幅を検出する。そして、第１の抑圧部２２０は、インパルス信号を用いて、検出したピークのタイミングに同期し、所定の閾値からのピークの振幅に対応する振幅を有するキャンセル信号を生成する。そして、抑圧信号生成部２１は、生成したキャンセル信号の周波数成分のうち、送信信号の帯域の境界の周波数ｆ1から送信信号の帯域外へ所定周波数離れた周波数ｆ2以下の成分を減衰させる。そして、抑圧信号生成部２１は、減衰後のキャンセル信号を、送信信号から減算することにより生成した信号を第２の抑圧部２３０へ出力する。
【０１０９】
また、上記した実施例４において、合成部２４１によって送信信号と合成される信号は、所定の閾値を超えた送信信号の振幅のピークのタイミングに同期したキャンセル信号を用いて生成されてもよい。
【０１１０】
例えば、上記した実施例４において、振幅制限部２４２は、ベースバンドユニット１１から出力された送信信号において、所定の閾値を超えた振幅のピークのタイミングと、所定の閾値からのピークの振幅を検出する。そして、振幅制限部２４２は、インパルス信号を用いて、検出したピークのタイミングに同期し、所定の閾値からのピークの振幅に対応する振幅を有するキャンセル信号を生成する。そして、振幅制限部２４２は、生成したキャンセル信号を、ＬＰＦ２４３およびＨＰＦ２４５へそれぞれ出力する。
【０１１１】
なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  無線通信装置
１１  ベースバンドユニット
１２  ＤＡＣ
１３  ＲＦ処理部
１４  増幅器
１５  アンテナ
２０  ピーク抑圧装置
２１  抑圧信号生成部
２２  ＢＰＦ
２００  遅延部
２０１  合成部
２０２  振幅制限部
２０３  ＨＰＦ
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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