(57)【要約】【課題】情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を提供する。【解決手段】入力信号をコンバータ３でデジタル信号に変換し、デジタル変調器５で搬送波をデジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタ６で帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器７でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦ８で帯域外の周波数成分を除去し、増幅器９で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置１において、入力信号の情報量に応じてコンバータで変換するデジタル信号のビットレートを切り替える手段１２，１３，４を備えたことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記コンバータで変換する前記デジタル信号のビットレートを切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【請求項２】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記デジタル変調器をＡＳＫ変調器で構成し、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記ＡＳＫ変調器の多値数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【請求項３】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記増幅器の増幅度を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【請求項４】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記増幅器の出力に可変減衰器を設け、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記可変減衰器の減衰量を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【請求項５】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【請求項６】
入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数を切り替える手段と、前記ロールオフフィルタで符号間干渉をなくす条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するための有限インパルス応答フィルタのタップ係数を、前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の切替えと同時に切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｉｃｋ−ｕｐ　Ｕｎｉｔ）などの無線中継装置に接続して、無線中継装置にベースバンド信号を入力するベースバンド信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のベースバンド信号生成装置では１チャンネルの帯域幅は固定であることを前提としており、一般にベースバンド信号生成装置の出力部には帯域外の不用な周波数成分を除去するためのカットオフ周波数を固定とするＬＰＦを具備し、この帯域幅を最大限に使用して高品位テレビに代表されるような膨大な情報量の信号を無線中継装置に伝送するため、あるいはデジタル信号の高圧縮化技術を使用して多重化処理を施すことにより、多チャンネルの信号を１チャンネルの信号として無線中継装置に伝送するため、伝送速度の高速化をはかると同時にＡＳＫ変調におけるデジタル情報であらわされた離散した振幅値の数（以下多値数）を増加させる傾向にあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のベースバンド信号生成装置においては、固定の帯域内で最大限の情報量を伝送するためにベースバンド信号のビットレートやＡＳＫ変調における多値数を決定していた。
【０００４】
従って、高情報量を必要としない信号を伝送する場合においては、擬似データを挿入し、このために、常に固定の帯域幅を占有し、周波数帯域の利用効率が悪かった。
【０００５】
本発明の目的は、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記コンバータで変換する前記デジタル信号のビットレートを切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【０００７】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記デジタル変調器をＡＳＫ変調器で構成し、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記ＡＳＫ変調器の多値数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【０００８】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記増幅器の増幅度を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【０００９】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記増幅器の出力に可変減衰器を設け、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記可変減衰器の減衰量を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【００１０】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【００１１】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をＬＰＦで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数を切り替える手段と、前記ロールオフフィルタで符号間干渉をなくす条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するための有限インパルス応答フィルタのタップ係数を、前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の切替えと同時に切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。ベースバンド信号生成装置１に入力する入力信号２には、信号の発生源や伝送方式によりさまざまな形式の信号が存在する。
【００１４】
入力信号２を、エンコーダ３において、本ベースバンド信号生成装置１にて処理を可能とするデジタルデータおよびクロックで構成されたデジタル信号１１に変換する。
【００１５】
エンコーダ３ではデータ、クロック成分の抽出、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する、あるいは不用な信号成分を削除し伝送信号量を減少させるための圧縮処理などを行う。
【００１６】
デジタル信号１１のビットレートは、切り替え信号１２により制御される切替制御回路１３により、選択回路４において選択可能であり、また、選択回路４においてベースバンド信号生成装置１内にて信号処理を行う各種クロックを生成する。
【００１７】
デジタル信号１１は搬送波の振幅をデジタル情報で変化させるＡＳＫ（振幅シフトキーイング）変調処理を行うため、ＡＳＫ変調部５において多値数に応じて複数ビットを１単位とするシンボル化が行なわれる。各シンボルは内蔵するマッピング回路にて、その値により各振幅レベルに配置される。
【００１８】
振幅レベルの配列は、伝送によりビット誤りが生じた場合に誤るビット数を最小とするため、隣り合う振幅レベルの信号間距離が１ビットとなるグレーコード配列とする。
【００１９】
変調信号を無線伝送するために、出力される信号の対域外の周波数成分を除去することを目的とし、ベースバンド生成装置１の出力部にＬＰＦ８を具備すると同時に、ＡＳＫ変調部５の出力に、帯域制限によりパルス波形がなまり、連続した符号間での符号間干渉を防ぐ条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するため、ＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ）を用いたロールオフフィルタ６を接続する。
【００２０】
ＦＩＲフィルタのタップ係数は内蔵するフィルタ係数蓄積部（以下ＲＯＭ）に蓄積している。
【００２１】
ロールオフフィルタ６で帯域制限した信号を、Ｄ／Ａ変換器７でアナログ信号に変換し、ＬＰＦ８でＤ／Ａ変換により生ずる高調波を除去し、増幅器９で振幅を一定の値に増幅しベースバンド信号１０を得る。
【００２２】
ベースバンド信号１０は後段に接続するＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｉｃｋ−ｕｐ　Ｕｎｉｔ）などの無線中継装置内のＲＦ帯無線伝送装置に入力され、ＲＦ帯に周波数変換されると共に周波数変調がなされる。周波数変調では入力信号の振幅に比例して周波数変移量が変化する。
【００２３】
切替制御回路１３は、多接点スイッチなどを使用し、複数のモードを切り替え選択可能とする。
【００２４】
切替制御回路１３は、切り替え信号１２により、デジタル信号のビットレート、多値数、ＦＩＲフィルタ係数およびＤ／Ａ変換器７のサンプリング周波数をシーケンシャルに切り替える。
【００２５】
次に、図１の選択回路４の回路例を図２に示し、以下に説明する。デジタル信号のビットレートは複数設けた固定の発振器出力を切り替えることで変更可能とするが、ここでは一例として、２通りのビットレートに対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【００２６】
内部に、固定の発振器４１および発振器４２を具備する。発振器４１，４２として，出力イネーブル機能を有する発振器を使用し、切り替え信号１２で選択した内容に応じ切替制御回路１３で発振器４１あるいは発振器４２のいずれか一方を動作させる。
【００２７】
エンコーダ３では、例えば圧縮器における圧縮後のデジタルデータのビットレートあるいは入力信号から所望の速度のデジタルデータを抽出する基準信号など、発振器出力に応じたデジタル信号１１を出力する。
【００２８】
同時に選択回路４では、エンコーダ３より入力したデジタル信号１１の出力と、ベースバンド信号生成装置１内の処理を行うシステムクロックを生成するための電圧制御発振器４６の出力との位相差を位相比較器４５にて検出し、検出した位相差から電圧制御発振器４６を制御しデジタル信号１１に同期させる処理とを行う。
【００２９】
電圧制御発振器４６はベースバンド信号生成装置１の内部で最速のＤ／Ａ変換器７のクロック速度に設定する。またロジック処理のレートを下げるために、電圧制御発振器４６の出力を分周器４７で分周してシステムクロックを生成する。システムクロックとしては、ＡＳＫ変調部５でのシンボル生成回路に用いるシフトレジスタおよびラッチ回路のクロック、あるいはＤ／Ａ変換器７のサンプリング周波数などが含まれる。
【００３０】
デジタル信号の周波数を変更することにより、ベースバンド信号の占有帯域幅が変更される。ここで、切り替え選択する発振器の数により、選択可能なビットレートの異なるデジタル信号の数を変更可能である。
【００３１】
ＡＳＫ変調部５の多値数を固定とした場合で、情報量の少ない信号を伝送する場合に、図２の選択回路４で、デジタル信号のビットレートを落すことで、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【００３２】
また、切り替え選択可能な発振器４１，４２を、図３に示すように周波数を外部からの信号で設定可能であるプログラマブル発振器４３に置きかえ、プログラマブル発振器４３の周波数を設定する信号を、切り替え信号１２に応じて切替制御回路１３で生成することにより、回路構成を小さくすることが可能となる。
【００３３】
次に、図１のＡＳＫ変調部５の回路例を図４に示し、以下に説明する。選択回路４から出力したデジタル信号は、ＡＳＫ変調部５において、切り替え信号１２で設定した多値数に応じたビット数のシンボルデータに変換される。
【００３４】
例えば選択可能な多値数を１６値、８値あるいは４値とした場合、１シンボルのビット数Ｍはそれぞれ４ビット、３ビット、２ビットとなり、シフトレジスタ５１は１シンボルの最大ビット数となる４ビットのシフトレジスタとする。
【００３５】
切り替え信号１２で選択した多値数は、切替制御回路１３で分周器５４での分周比を設定する。分周比は１シンボルのビット数Ｍと等価である。すなわち１６値はＭ＝４、８値はＭ＝３、４値はＭ＝２を設定する。
【００３６】
ここでは一例として４値の場合について説明する。
【００３７】
ＡＳＫ変調部５に入力したデジタル信号は、シフトレジスタ５１にて選択回路４にて同期処理を施したクロックによりパラレル信号に変換される。
【００３８】
シフトレジスタ５１に入力した２ビットのデータは、分周器５４で２分周したクロックで、ラッチ５２に入力される。
【００３９】
２ビットのパラレルデータは、マッピング回路５３にて、図５に示すようにグレーコードに配置された振幅レベルに配置される。
【００４０】
多数値を変更した場合、入力デジタル信号のビットレートが一定であると仮定すると、多数値の増加に伴いシステムクロックの送度が低下する。
【００４１】
従来のベースバンド生成装置では、システムクロックが一定になるように多数値の増加に伴い入力デジタル信号のビットレートを上げるため、ベースバンド信号の帯域は変化しない。
【００４２】
本実施の形態では、入力デジタル信号のビットレートを上げずに、ＡＳＫ変調部５の多値数を例えば４値から８値へ増加させることで、ベースバンド信号の占有帯域幅を約２／３倍とすることが可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【００４３】
次に、図１の増幅器９の回路例を図６に示し、以下に説明する。ここでは一例として、３通りの変調度に対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【００４４】
ＬＰＦ８で帯域制限した信号は、適切な出力レベルのベースバンド信号１０とするために、増幅器９１で増幅して出力する。増幅度を決定する抵抗器として、抵抗器９６に対して互いに並列に接続された値の異なる抵抗器９３，９４，９５で構成し、所望の増幅度となる抵抗器を、スイッチ９２で切り替えて選択する。
【００４５】
増幅度の切り替えは、切り替え信号１２で設定した値に応じ切替選択回路１３で制御する。
【００４６】
本ベースバンド信号生成装置１の出力に接続するＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｉｃｋ−ｕｐ　Ｕｎｉｔ）などの無線中継装置では、１Ｖｐ−ｐの入力信号で周波数偏移が８ＭＨｚｐ−ｐの仕様になっている。しかし、１Ｖｐ−ｐでの周波数偏移が８ＭＨｚｐ−ｐ固定であっても、増幅器９の増幅度を変えて１Ｖｐ−ｐより小さい信号にすれば、周波数偏移が小さくなるので、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【００４７】
ここで、切り替え選択する抵抗器の数は、選択可能な増幅度の数によって変更可能である。また、増幅器９は制御電圧により増幅度を連続的に制御する電圧制御増幅器を使用してもよい。
【００４８】
ベースバンド信号１０の振幅を変更するために、図１１の他の実施の形態の構成を示すブロック図のように、増幅器９は振幅固定増幅器とし、その後段に、電圧制御可変減衰器１４からなる出力段を設け、電圧制御可変減衰器１４を、切り替え信号１２による切替制御回路１３により減衰量を制御することにより、振幅を変更するようにしてもよい。
【００４９】
次に、図１のＤ／Ａ変換器７の回路例を図７に示し、図８，図９に示すＤ／Ａ変換器の出力スペクトルラムを用いて、以下に説明する。
【００５０】
ロールオフフィルタ６で帯域制限した信号はＤ／Ａ変換器７１でアナログ信号に変換される。
【００５１】
本ベースバンド信号生成装置１の出力に接続するＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｉｃｋ−ｕｐ　Ｕｎｉｔ）などの無線中継装置内のＲＦ帯無線伝送装置の出力でのチャンネル帯域外の電力レベルは規定されており、通常、チャンネル帯域外の高調波や不要輻射を除去するため、ベースバンド生成装置１の出力部に固定のＬＰＦ８を使用する。
【００５２】
Ｄ／Ａ変換器７１のサンプリング動作により生じる高調波がＬＰＦ８の減衰帯域内に存在した場合、受信装置での復調動作を不安定にさせ、ジッタの増大やＢＥＲ値の悪化など信号品質を劣化させる。
【００５３】
これを防止するため、Ｄ／Ａ変換器７１のサンプリング動作により生じる高調波が、ＬＰＦ８の減衰帯域外にくるようにサンプリング周波数を設定する必要がある。
【００５４】
図８は従来のＤ／Ａ変換器の出力スペクトルを示す図である。図中Ｓはサンプリング周波数、点線はＬＰＦ８のカットオフ周波数である。
【００５５】
Ｄ／Ａ変換器ではデジタル信号の最大周波数（Ｓ／２）の２倍以上の周波数Ｓでサンプリングするため、ＬＰＦ８のカットオフ周波数は点線となり、高調波はＬＰＦ帯域内に存在する。
【００５６】
しかし切り替え信号１２によりビットレート、多値数を変更し、例えば１／２倍の狭帯域化をした場合、高調波は図に示すように２Ｓを中心とする両側波帯に存在しＬＰＦ８で減衰することができない。
【００５７】
本実施の形態では、切り替え信号１２で出力信号の帯域を１／２倍にした場合、同時にＤ／Ａ変換器７１のサンプリング周波数を、図７において、切り替え信号１２による切替制御回路１３によるスィッチ回路７２の切り替えで、Ｄ／Ａ変換器７１のクロックを、分周器７３で分周した分周クロックから、分周器７３を通さない例えば２倍すなわち４Ｓのクロックにすることで、図９に示すように高調波をＬＰＦ８の帯域外とすることが可能である。
【００５８】
次に、図１のロールオフフィルタ６の回路例を図１０に示し、以下に説明する。ロールオフフィルタ６はＦＩＲフィルタ６とＲＯＭ６２からなる。
【００５９】
ＦＩＲフィルタ６１は、ＡＳＫ変調部５から入力した変調信号とフィルタ係数との畳み込み演算処理を行う。フィルタの各タップ係数は変更することができる。また、ＲＯＭ６２は、ロールオフ特性を満足するタップ係数をテーブルとして、数種蓄積している。そして切り替え信号１２による切替制御回路１３により、選択内容が変更されると同時に、Ｄ／Ａ変換器７のサンプリング周波数に応じて高調波がカットオフ周波数外となるＦＩＲフィルタ６１のタップ係数を、蓄積したＲＯＭ６２のアドレスを指定することにより切り替える。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の選択回路の回路例を示す図である。
【図３】図１の選択回路の他の回路例を示す図である。
【図４】図１のＡＳＫ変調部の回路例を示す図である。
【図５】図４のマッピング回路におけるグレーコード配列を示す図である。
【図６】図１の増幅器の回路例を示す図である。
【図７】図１のＤ／Ａ変換器の回路例を示す図である。
【図８】従来のＤ／Ａ変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の図６の回路例におけるＤ／Ａ変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図１０】図１のロールオフフィルタの回路例を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：ベースバンド信号生成装置、２：入力信号、３：エンコーダ、４：選択回路、４１，４２：発振器、４３：プログラマブル発振器、４４：スイッチ、４５：位相比較器、４６：電圧制御発振器、４７：分周器、５：ＡＳＫ変調部、５１：シフトレジスタ、５２：ラッチ、５３：マッピング回路、５４：分周器、６：ロールオフフィルタ、６１：ＦＩＲフィルタ、６２：ＲＯＭ、７：Ｄ／Ａ変換器、７１：Ｄ／Ａ変換器、７２：スイッチ、７３：分周器、８：ＬＰＦ、９：増幅器、９１：増幅器、９２：スイッチ、９３，９４，９５，９６：抵抗器、１０：ベースバンド信号、１１：デジタル信号、１２：切り替え信号、１３：切替制御回路、１４：電圧制御可変減衰器。
【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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