(57)【要約】  【課題】  半二重通信において、受信状態に基づいて自動的に最適な変調方式を選択し、通信品質の改善を行う無線通信装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  変調方式を選択して半二重通信を行う無線通信装置１０であって、データを送信する送信部２０と、データを受信する受信部３０と、初回送信の場合、回線状態推定信号を対向する無線通信装置へ送信し、対向する無線通信装置から回線状態推定信号を受信した場合、受信状態に基づいて最適変調方式を選択し、通常のデータの受信に用いる復調方式を最適変調方式に対応して切り替えると共に、最適変調方式を示す最適変調方式情報を対向する無線通信装置へ送信し、対向する無線通信装置から最適変調方式情報を受信した場合、通常のデータの送信に用いる変調方式を最適変調方式に切り替える変調方式選択部６とを備えた。  【選択図】  図１
2005184163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調方式を選択して半二重通信を行う無線通信装置であって、
選択した変調方式を用いてデータを送信する送信部と、
選択した変調方式を用いてデータを受信する受信部と、
初回送信の場合、通常のデータの代わりに回線状態推定信号を前記送信部に与えて対向する無線通信装置へ送信し、
前記受信部が対向する無線通信装置から前記回線状態推定信号を受信した場合、前記回線状態推定信号の受信状態に基づいて最適変調方式を選択し、通常のデータの受信に用いる復調方式を前記最適変調方式に対応して切り替えると共に、通常のデータの代わりに前記最適変調方式を示す最適変調方式情報を前記送信部に与えて対向する無線通信装置へ送信し、
前記受信部が対向する無線通信装置から前記最適変調方式情報を受信した場合、通常のデータの送信に用いる変調方式を前記最適変調方式に切り替える変調方式選択部と、
を備えてなる無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半二重通信において、自動的に通信品質の改善を行う無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来の無線通信装置の構成の概要について説明する。図６は、従来の無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。従来の無線通信装置１は、送信部２と受信部３とＲＦ部４とアンテナ５から構成される。
【０００３】
次に、従来の無線通信装置の構成と動作の詳細について説明する。ここでは、半二重通信と１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を用いて、秘話音声通信を行う無線通信装置について説明する。
【０００４】
まず、送信部２の構成と送信処理の動作について説明する。図７は、従来の無線通信装置における送信部の構成の一例を示すブロック図である。
【０００５】
マイク２０１はユーザからの音声をアナログ音声信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部２０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部２０２はアナログ音声信号を音声データに変換し、音声符号化部２０３へ出力する。音声符号化部２０３は音声データを符号化し、符号化音声データとしてバッファメモリ２０４に格納する。
【０００６】
ユーザがＰＴＴ制御部２０７を操作すると、ＰＴＴ制御部２０７はＰＴＴ制御信号を送信フレーム生成部２０５へ出力する。トレーニング信号メモリ２０６には、送受共通の既知のトレーニング信号が予め記憶されている。送信フレーム生成部２０５はＰＴＴ(Push to Talk)制御信号が入力されると、トレーニング信号メモリ２０６からトレーニング信号を読み出し、バッファメモリ２０４から所定の長さの符号化音声データを読み出し、トレーニング信号と符号化音声データからなる送信フレームデータを生成し、データマッピング部２０８へ出力する。データマッピング部２０８は４ビットデータを１シンボルとした１６値データに変換してＩＱ平面上にマッピングし、Ｉ成分とＱ成分からなるベースバンドＩ／Ｑ信号として直交変調部２０９へ出力する。直交変調部２０９はＩ成分とＱ成分で互いに位相がπ／２だけ異なるキャリアを用いてベースバンドＩ／Ｑ信号の直交変調を行い、ディジタルＩＦ信号としてＤ／Ａ変換部２１０へ出力する。Ｄ／Ａ変換部２１０はディジタルＩＦ信号をアナログＩＦ信号に変換し、ＲＦ部４へ出力する。
【０００７】
ＲＦ部４はアナログＩＦ信号をＲＦ信号に変換し、増幅し、アンテナ５を介して伝送路に送出する。
【０００８】
次に、受信部３の構成と受信処理の動作について説明する。図８は、従来の無線通信装置における受信部の構成の一例を示すブロック図である。
【０００９】
ＲＦ部４はアンテナ５を介して受信したＲＦ信号を増幅し、アナログＩＦ信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部３０１へ出力する。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換部３０１はアナログＩＦ信号をディジタルＩＦ信号に変換し、直交検波部３０２へ出力する。直交検波部３０２はディジタルＩＦ信号に直交検波を行い、Ｉ成分とＱ成分からなるベースバンドＩ／Ｑ信号として同期処理部３０３へ出力する。同期処理部３０３はフレーム同期処理とシンボル同期処理により、ベースバンドＩ／Ｑ信号をサンプリングした受信シンボル信号を波形等化処理部３０４へ出力する。トレーニング信号メモリ３０５には、送受共通の既知のトレーニング信号が予め記憶されている。波形等化処理部３０４はトレーニング信号メモリ３０５から読み出したトレーニング信号と受信シンボル信号から取り出したトレーニング信号とを比較することにより伝送路歪みを検出し、受信シンボル信号に対して伝送路歪みの補償を行い、等化シンボル信号としてデータデマッピング部３０６へ出力する。データデマッピング部３０６は１６値の等化シンボル信号１シンボルを４ビットのデータに変換し、受信データとしてバッファメモリ３０７へ格納する。
【００１１】
音声復号部３０８はバッファメモリ３０７から読み出した受信データを復号し、音声データとしてＤ／Ａ変換部３０９へ出力する。Ｄ／Ａ変換部３０９は音声データをアナログ音声信号としてスピーカ３１０へ出力する。スピーカ３１０はアナログ音声信号を音声に変換してユーザへ出力する。
【００１２】
なお、本発明の関連ある従来技術として、無線回線における通信品質を改善する半二重通信システムが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２８６７６２号公報  （第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述したような従来の無線通信装置１においては、ＲＦ部４におけるＡＧＣ（Auto Gain Control）やリミッタの振幅が変動することや、パワーアンプを非線形領域で使用することにより、歪みが発生し、線形変調された信号の振幅情報が失われる場合がある。このような場合、マイク２０１やＲＦ部４におけるパワーアンプのゲイン調整を手動で行わなければならない。また、無線回線におけるマルチパスに起因する歪みにより、誤りが発生する場合がある。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、半二重通信において、受信状態に基づいて自動的に最適な変調方式を選択し、通信品質の改善を行う無線通信装置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】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明は、変調方式を選択して半二重通信を行う無線通信装置であって、選択した変調方式を用いてデータを送信する送信部と、選択した変調方式を用いてデータを受信する受信部と、初回送信の場合、通常のデータの代わりに回線状態推定信号を前記送信部に与えて対向する無線通信装置へ送信し、前記受信部が対向する無線通信装置から前記回線状態推定信号を受信した場合、前記回線状態推定信号の受信状態に基づいて最適変調方式を選択し、通常のデータの受信に用いる復調方式を前記最適変調方式に対応して切り替えると共に、通常のデータの代わりに前記最適変調方式を示す最適変調方式情報を前記送信部に与えて対向する無線通信装置へ送信し、前記受信部が対向する無線通信装置から前記最適変調方式情報を受信した場合、通常のデータの送信に用いる変調方式を前記最適変調方式に切り替える変調方式選択部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、受信側が受信状態に基づいて最適な変調方式を選択し、送信側を最適な変調方式に切り替えることにより、通信回線で発生するマルチパスによる信号歪みの影響を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係る無線通信装置の構成の概要について説明する。図１は、本実施の形態に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図１において、図６と同一符号は図６に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。本実施の形態に係る無線通信装置１０は、送信部２の代わりに送信部２０を備え、受信部３の代わりに受信部３０を備え、新たに変調方式選択部６を加える。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る無線通信装置１０の構成と動作の詳細について説明する。図２は、本実施の形態に係る無線通信装置における送信部の構成の一例を示すブロック図である。また、図３は、本実施の形態に係る無線通信装置における受信部の構成の一例を示すブロック図である。また、図４は、本実施の形態に係る無線通信装置における変調方式選択部の構成の一例を示すブロック図である。図２において、図７と同一符号は図７に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。また、図３において、図８と同一符号は図８に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
【００２０】
本実施の形態では、図１に示す構成を持つ無線通信装置１０を２つ備え、無線通信装置１０ａから無線通信装置１０ｂへ半二重通信を用いて秘話音声を送信する場合の動作について説明する。また、この例において、初回通信に用いる変調方式である初回変調方式が６４ＱＡＭであり、初回通信の結果、所要誤り率を満たすための変調方式である最適変調方式が１６ＱＡＭであったとする。また、最適変調方式の通知に用いる変調方式である通知変調方式がＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）であるとする。従って、図４に示す初回変調方式情報メモリ６０５には予め初回変調方式情報として６４ＱＡＭの指示が格納されており、通知変調方式情報メモリ６０６には予め通知変調方式情報としてＢＰＳＫの指示が格納されている。
【００２１】
図５は、本実施の形態に係る無線通信装置の動作の一例を示すシーケンス図である。まず、無線通信装置１０ａは初回送信処理を行う（Ｓ１１）。
【００２２】
無線通信装置１０ａの変調方式選択部６において、送信切替制御部６０１は、切替部２１１，６０２，６０３へ初回送信指示を出力する。切替部６０２が初回送信指示に従って入力を回線状態推定信号メモリ６０４側へ切り替え、さらに切替部２１１が初回送信指示に従って入力を切替部６０２側へ切り替えることにより、回線状態推定信号メモリ６０４と送信フレーム生成部２０５が接続される。回線状態推定信号メモリ６０４には、送受共通の既知の回線状態推定信号が予め記憶されている。また、切替部６０３が初回送信指示に従って入力を初回変調方式情報メモリ６０５側へ切り替えることにより、初回変調方式情報メモリ６０５と多値シンボル設定部６０７が接続される。多値シンボル設定部６０７は初回変調方式情報メモリ６０５から初回変調方式情報を読み込み、初回変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータマッピング部２１２へ出力する。この例において初回変調方式情報は６４ＱＡＭの指示となり、多値シンボル情報は、１シンボルあたり６ビットの指示となる。
【００２３】
次に、無線通信装置１０ａの送信部２０において、ユーザがＰＴＴ制御部２０７を操作することによりＰＴＴ制御信号が送信フレーム生成部２０５へ入力されると、送信フレーム生成部２０５は、トレーニング信号メモリ２０６からトレーニング信号を読み込み、切替部６０２と切替部２１１を介して回線状態推定信号メモリ６０４から回線状態推定信号を読み込む。次に、送信フレーム生成部２０５はトレーニング信号と回線状態推定信号からなる送信フレームデータを生成し、データマッピング部２１２へ出力する。データマッピング部２１２は多値シンボル設定部６０７からの多値シンボル情報に従って、送信フレームデータのマッピングを行い、Ｉ成分とＱ成分からなるベースバンドＩ／Ｑ信号として直交変調部２０９へ出力する。以降、従来の送信処理と同様、直交変調部２０９、Ｄ／Ａ変換部２１０、ＲＦ部４、アンテナ５を経た無線信号は無線通信装置１０ｂへ送信される。
【００２４】
次に、無線通信装置１０ｂは初回受信処理を行う（Ｓ１２）。
【００２５】
無線通信装置１０ｂの変調方式選択部６において、受信切替制御部６１１は、切替部６１３へ初回受信指示を出力する。切替部６１３が初回受信指示に従って入力を初回変調方式情報メモリ６０５側へ切り替えることにより、初回変調方式情報メモリ６０５と多値シンボル設定部６１４が接続される。多値シンボル設定部６１４は初回変調方式情報メモリ６０５から初回変調方式情報を読み込み、初回変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータデマッピング部３１２へ出力する。この例において初回変調方式情報は６４ＱＡＭの指示となり、多値シンボル情報は１シンボルあたり６ビットの指示となる。
【００２６】
次に、無線通信装置１０ｂの受信部３０において、従来の受信処理と同様、無線通信装置１０ａからの無線信号は、アンテナ５、ＲＦ部４、Ａ／Ｄ変換部３０１、直交検波部３０２、同期処理部３０３、波形等化処理部３０４を経て、等化シンボル信号としてデータデマッピング部３１２へ出力される。データマッピング部３１２は多値シンボル設定部６１４からの多値シンボル情報に従って、等化シンボル信号のデマッピングを行い、受信データとして変調方式選択部６の回線状態推定信号検出部６２１へ出力する。
【００２７】
次に、無線通信装置１０ｂの変調方式選択部６において、回線状態推定信号検出部６２１は受信データから回線状態推定信号を検出し、回線状態推定部６２２へ出力する。回線状態推定部６２２は受信した回線状態推定信号と、回線状態推定信号メモリ６０４から読み込んだ回線状態推定信号を比較して、誤り率を算出し、最適変調方式選択部６２３へ出力する。最適変調方式選択部６２３は算出された誤り率から、所要誤り率を満たす最適変調方式を選択し、送信最適変調方式情報メモリ６２４へ格納する（Ｓ１２ａ）。この例において最適変調方式情報は１６ＱＡＭの指示とする。
【００２８】
次に、無線通信装置１０ｂは最適変調方式通知送信処理を行う（Ｓ２１）。
【００２９】
無線通信装置１０ｂの変調方式選択部６において、送信切替制御部６０１は切替部２１１，６０２，６０３へ通知送信指示を出力する。切替部６０２が通知送信指示に従って入力を送信最適変調方式情報メモリ６２４側へ切り替え、さらに切替部２１１が通知送信指示に従って入力を切替部６０２側へ切り替えることにより、送信最適変調方式情報メモリ６２４と送信フレーム生成部２０５が接続される。また、切替部６０３が通知送信指示に従って入力を通知変調方式情報メモリ６０６側へ切り替えることにより、通知変調方式情報メモリ６０６と多値シンボル設定部６０７が接続される。多値シンボル設定部６０７は通知変調方式情報メモリ６０６から通知変調方式情報を読み込み、通知変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータマッピング部２１２へ出力する。この例において通知変調方式情報はＢＰＳＫの指示となり、多値シンボル情報は１シンボルあたり１ビットの指示となる。
【００３０】
次に、無線通信装置１０ｂの送信部において、送信フレーム生成部２０５は、トレーニング信号メモリ２０６からトレーニング信号を読み込み、切替部６０２と切替部２１１を介して送信最適変調方式情報メモリ６２４から最適変調方式情報を読み込む。次に、送信フレーム生成部２０５はトレーニング信号と最適変調方式情報からなる送信フレームデータを生成し、データマッピング部２１２へ出力する。データマッピング部２１２は多値シンボル設定部６０７からの多値シンボル情報に従って、送信フレームデータのマッピングを行い、Ｉ成分とＱ成分からなるベースバンドＩ／Ｑ信号として直交変調部２０９へ出力する。以降、従来の送信処理と同様、直交変調部２０９、Ｄ／Ａ変換部２１０、ＲＦ部４、アンテナ５を経た無線信号は無線通信装置１０ａへ送信される。
【００３１】
次に、無線通信装置１０ｂの変調方式選択部６において、通常受信処理の準備のために受信切替制御部６１１は切替部３１１，６１２，６１３へ通常受信指示を出力する。切替部３１１が通常受信指示に従って出力をバッファメモリ３０７側へ切り替えることにより、データデマッピング部３１２とバッファメモリ３０７が接続される。また、切替部６１２が通常受信指示に従って入力を送信最適変調方式情報メモリ６２４側へ切り替えることにより、送信最適変調方式情報メモリ６２４と切替部６１３が接続される。さらに切替部６１３が通常受信指示に従って入力を切替部６１２側へ切り替えることにより、送信最適変調方式情報メモリ６２４と多値シンボル設定部６１４が接続される。多値シンボル設定部６１４は送信最適変調方式情報メモリ６２４から最適変調方式情報を読み込み、最適変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータデマッピング部３１２へ出力する。この例において最適変調方式情報は１６ＱＡＭの指示となり、多値シンボル情報は１シンボルあたり４ビットの指示となる。
【００３２】
次に、無線通信装置１０ａは最適変調方式通知受信処理を行う（Ｓ２２）。
【００３３】
無線通信装置１０ａの変調方式選択部６において、受信切替制御部６１１は切替部３１１，６１３へ通知受信指示を出力する。切替部３１１が通知受信指示に従って出力を最適変調方式情報検出部６３１へ切り替える。また、切替部６１３が通知受信指示に従って入力を通知変調方式情報メモリ６０６側へ切り替えることにより、通知変調方式情報メモリ６０６と多値シンボル設定部６１４が接続される。多値シンボル設定部６１４は通知変調方式情報メモリ６０６から通知変調方式情報を読み込み、通知変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータデマッピング部３１２へ出力する（Ｓ２２ａ）。この例において通知変調方式情報はＢＰＳＫの指示となり、多値シンボル情報は１シンボルあたり１ビットの指示となる。
【００３４】
次に、無線通信装置１０ａの受信部３０において、従来の受信処理と同様、無線通信装置１０ｂからの無線信号は、アンテナ５、ＲＦ部４、Ａ／Ｄ変換部３０１，直交検波部３０２、同期処理部３０３、波形等化処理部３０４を経て、等化シンボル信号としてデータデマッピング部３１２へ出力される。データマッピング部３１２は多値シンボル設定部６１４からの多値シンボル情報に従って等化シンボル信号のデマッピングを行い、受信データとして切替部３１１を介して最適変調方式情報検出部６３１へ出力する。最適変調方式情報検出部６３１は、受信データから最適変調方式情報６３１を検出し、受信最適変調方式情報メモリ６３２へ格納する。
【００３５】
次に、無線通信装置１０ａの変調方式選択部６において、通常送信処理の準備のために送信切替制御部６０１は切替部２１１，６０３へ通常送信指示を出力する。切替部２１１が通常送信指示に従って入力をバッファメモリ２０４側へ切り替えることにより、バッファメモリ２０４と送信フレーム生成部２０５が接続される。また、切替部６０３が通常送信指示に従って入力を受信最適変調方式情報メモリ６３２側へ切り替えることにより、受信最適変調方式情報メモリ６３２と多値シンボル設定部６０７が接続される。多値シンボル設定部６０７は受信最適変調方式情報メモリ６３２から最適変調方式情報を読み込み、最適変調方式情報に対応する多値シンボル情報をデータマッピング部２１２へ出力する。この例において最適変調方式情報は１６ＱＡＭの指示となり、多値シンボル情報は１シンボルあたり４ビットの指示となる。そして、次に、無線通信装置１０ａは後述のように通常送信処理を行う（Ｓ３１）。
【００３６】
無線通信装置１０ａの送信部２０において、まず、従来の送信処理と同様、ユーザからの音声はマイク２０１、Ａ／Ｄ変換部２０２、音声符号化部２０３を経て、符号化音声データとしてバッファメモリ２０４に格納される。ユーザがＰＴＴ制御部２０７を操作することによりＰＴＴ制御信号が送信フレーム生成部２０５へ入力されると、送信フレーム生成部２０５は、トレーニング信号メモリ２０６からトレーニング信号を読み込み、切替部２１１を介してバッファメモリ２０４から符号化音声データを読み込む。次に、送信フレーム生成部２０５はトレーニング信号と符号化音声データからなる送信フレームデータを生成し、データマッピング部２１２へ出力する。データマッピング部２１２は多値シンボル設定部６０７からの多値シンボル情報に従って、送信フレームデータのマッピングを行い、Ｉ成分とＱ成分からなるベースバンドＩ／Ｑ信号として直交変調部２０９へ出力する。以降、従来の送信処理と同様、直交変調部２０９、Ｄ／Ａ変換部２１０、ＲＦ部４、アンテナ５を経た無線信号は無線通信装置１０ｂへ送信される。
【００３７】
次に、無線通信装置１０ｂは通常受信処理を行う（Ｓ３２）。
【００３８】
無線通信装置１０ｂの受信部３０において、従来の受信処理と同様、無線通信装置１０ａからの無線信号は、アンテナ５、ＲＦ部４、Ａ／Ｄ変換部３０１，直交検波部３０２、同期処理部３０３、波形等化処理部３０４を経て、等化シンボル信号としてデータデマッピング部３１２へ出力される。データマッピング部３１２は多値シンボル設定部６１４からの多値シンボル情報に従って等化シンボル信号のデマッピングを行い、受信データとして切替部３１１を介してバッファメモリ３０７へ格納する。以降、従来の受信処理と同様、バッファメモリ３０７に格納された受信データは、音声復号部３０８、Ｄ／Ａ変換部３０９、スピーカ３１０を経て、音声としてユーザへ出力する。
【００３９】
なお、本実施の形態においては初回変調方式として６４ＱＡＭ、通知変調方式としてＢＰＳＫ、通常変調方式として１６ＱＡＭを用いたが、他の変調方式を用いても同様の効果が得られることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る無線通信装置における送信部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る無線通信装置における受信部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態に係る無線通信装置における変調方式選択部の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る無線通信装置の動作の一例を示すシーケンス図である。
【図６】従来の無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】従来の無線通信装置における送信部の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】従来の無線通信装置における受信部の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０ａ，１０ｂ  無線通信装置、２０  送信部、２０１  マイク、２０２  Ａ／Ｄ変換部、２０３  音声符号化部、２０４  バッファメモリ、２０５  送信フレーム生成部、２０６  トレーニング信号メモリ、２０７  ＰＴＴ制御部、２１２  データマッピング部、２０９  直交変調部、２１０  Ｄ／Ａ変換部、２１１  切替部、３０  受信部、３０１  Ａ／Ｄ変換部、３０２  直交検波部、３０３  同期処理部、３０４  波形等化処理部、３０５  トレーニング信号メモリ、３１２  データデマッピング部、３０７  バッファメモリ、３０８  音声復号部、３０９  Ｄ／Ａ変換部、３１０  スピーカ、３１１  切替部、６  変調方式選択部、６０１  送信切替制御部、６０２  切替部、６０３  切替部、６０４  回線状態推定信号メモリ、６０５  初回変調方式情報メモリ、６０６  通知変調方式情報メモリ、６０７  多値シンボル設定部、６１１  受信切替制御部、６１２  切替部、６１３  切替部、６１４  多値シンボル設定部、６２１  回線状態推定信号検出部、６２２  回線状態推定部、６２３  最適変調方式選択部、６２４  送信最適変調方式情報メモリ、６３１  最適変調方式情報検出部、６３２  受信最適変調方式情報メモリ、４  ＲＦ部、５  アンテナ。
【図１】
2005184163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005184163.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005184163.tif 000009
【図８】
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