(57)【要約】【課題】受信特性の劣化を抑えることができる受信装置を提供する。【解決手段】受信信号のレベルが隣接チャネルなどからの妨害波から受ける影響がほとんどない所定値以上の場合は、バンドパスフィルタ１３を通過させることによる受信信号の劣化を防ぐために、レベル検出部２０は、受信信号がバンドパスフィルタ１３をバイパスするようにスイッチ２１を切り替え、受信信号のレベルが所定値未満の場合は、受信信号がバンドパスフィルタ１３を通過するようにスイッチ２１を切り替え、隣接チャネルの電波など不要な周波数帯域の信号分をカットする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、
前記受信信号のレベルを検出し、検出レベルに基づいて前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、
前記受信信号のレベルを検出し、検出レベルに基づいて前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記アクティブフィルタが複数段構成を有する場合、
前記制御部は、前記検出レベルに基づいて前記アクティブフィルタの段数を変化させることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記復調処理部に入力される前記受信信号の振幅を調整する振幅調整部を備え、
前記制御部は、前記検出レベルに基づいて前記振幅調整部の利得を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項５】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、
復調処理により求められるビットエラーレートに基づいて、前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、
復調処理により求められるビットエラーレートに基づいて、前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記アクティブフィルタが複数段構成を有する場合、
前記制御部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記アクティブフィルタの段数を変化させることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかにおいて、
前記復調処理部に入力される受信信号の振幅を調整する振幅調整部を備え、
前記制御部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記振幅調整部の利得を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項９】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、
所定の位置測定手段により測定された現在位置の情報を取得し、当該現在位置に基づいて、前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、
所定の位置測定手段により測定された現在位置の情報を取得し、当該現在位置に基づいて、前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける受信信号を復調する受信装置に関し、特に、オペアンプなどの能動素子を用いたアクティブフィルタによる周波数フィルタリングを行う受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、デジタル変調信号を復調する従来の受信装置の構成例を示す図である。デジタル変調方式は、例えば、（π／４）ＱＰＳＫなどである。アンテナ１０からの受信信号は、高周波増幅部１１で増幅され、周波数変換部１２で周波数変換され中間周波信号となってバンドパスフィルタ１３に入力される。さらに、バンドパスフィルタ（BPF）１３によって、不要な周波数帯域をフィルタリングし、さらに、振幅調整部１４により、信号レベルをデジタル処理側の電圧（例えば、５Ｖ（アナログ）から３．３Ｖ（デジタル））に調整し、中間周波信号はＡＤコンバータ１５によりデジタル信号に変換され、復調処理部１６は、デジタル信号の復調処理を行う。
【０００３】
例えばタクシーの配車などに用いられる業務用無線デジタル通信は、隣接チャネルの周波数帯域が非常に近く、狭帯域の周波数帯を用いるので、隣接チャネルの電波をカットするためのバンドパスフィルタ（BPF）１３には、急峻なカットオフ特性が要求される。
【０００４】
また、タクシー無線等の場合、単一基地局でできるだけ広いエリアをカバーする必要があるため、アンテナからの受信信号は、０dBμV〜１００dBμVと広範囲で受信可能である必要があるため、近距離通信の場合、受信信号レベルが過剰に大きくなりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バンドパスフィルタ１３は、受信信号が狭帯域である場合に、パッシブフィルタでは実現困難であるため、オペアンプなどを含むアクティブフィルタで構成する必要がある。しかしながら、アクティブフィルタでバンドパスフィルタを構成する場合、受信信号レベルが大きくなり、強入力状態になるほど、また、カットオフ特性が急峻になるほど、バンドパスフィルタで受信信号の歪みが生じ、受信特性が劣化することが知られている。すなわち、受信信号中のデジタル変調におけるデータである位相情報が乱れ、復調後のＢＥＲ(Bit Error Rate)が悪化するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、受信装置における受信信号の強入力状態における受信特性を改善することであって、受信特性の劣化を抑えることができる受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の受信装置の第一の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、前記受信信号のレベルを検出し、検出レベルに基づいて前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の受信装置の第二の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、前記受信信号のレベルを検出し、検出レベルに基づいて前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の受信装置の第三の構成は、上記第二の構成において、前記アクティブフィルタが複数段構成を有する場合、前記制御部は、前記検出レベルに基づいて前記アクティブフィルタの段数を変化させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の受信装置の第四の構成は、上記第一乃至第三の構成のいずれかにおいて、前記復調処理部に入力される受信信号の振幅を調整する振幅調整部を備え、前記制御部は、前記検出レベルに基づいて前記振幅調整部の利得を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の受信装置の第五の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、復調処理により求められるビットエラーレートに基づいて、前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の受信装置の第六の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、復調処理により求められるビットエラーレートに基づいて、前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の受信装置の第七の構成は、上記第六の構成において、前記アクティブフィルタが複数段構成を有する場合、前記制御部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記アクティブフィルタの段数を変化させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の受信装置の第八の構成は、上記第五乃至第七の構成のいずれかにおいて、前記復調処理部に入力される受信信号の振幅を調整する振幅調整部を備え、前記制御部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記振幅調整部の利得を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の受信装置の第九の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号又は前記アクティブフィルタをバイパスした受信信号を復調処理する復調処理部と、
所定の位置測定手段により測定された現在位置の情報を取得し、当該現在位置に基づいて、前記受信信号を前記アクティブフィルタを通過させるか又はバイパスさせるか切り替える制御部とを備えることを特徴とする受信装置。
【００１６】
本発明の受信装置の第十の構成は、アンテナで受信した受信信号の所定周波数帯域をフィルタリングするアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタを通過した受信信号を復調処理する復調処理部と、所定の位置測定手段により測定された現在位置の情報を取得し、当該現在位置に基づいて、前記アクティブフィルタの特性を変化させる制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、アクティブフィルタであるバンドパスフィルタを通過することによる受信特性の劣化を抑制することができ、ビットエラーレートを小さくし、デジタル変調された受信信号を正しく復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態例における受信装置の第一の構成例を示すブロック図である。第一の構成例では、受信信号のレベルに応じて、バンドパスフィルタをバイパスさせることを特徴としている。アンテナ１０は、図示されない送信装置からのデジタル変調信号を受信する。デジタル変調方式は、例えば、例えば、（π／４）ＱＰＳＫであるが、変調方式は、これに限られない。アンテナ１０からの受信信号は、高周波増幅部１１で所定倍に増幅され、レベル検出部２０により、レベル検出される。レベル検出部２０は、検出したレベルに応じてバンドパスフィルタ１３の手前に配置されたスイッチ２１を切り替える。さらに、受信信号は周波数変換部１２で周波数変換され、中間周波信号となってスイッチ２１に入力される。
【００２０】
図３は、レベル検出部２０のスイッチ切り替え制御処理のフローチャートである。レベル検出部２０は、受信信号のレベルを検出し（S10）、所定値以上であるか判定する（S11）。そのレベルが所定値以上の場合は、バンドパスフィルタ１３をバイパスするようにスイッチ２１を切り替え（経路ｂを選択）（S12）、所定値未満の場合は、受信信号がバンドパスフィルタ１３を通過するように、スイッチ２１を切り替える（経路ａを選択）（S13）。
【００２１】
受信信号のレベルが隣接チャネルなどからの妨害波から受ける影響がほとんどない所定値以上の場合は、妨害波対策としてバンドパスフィルタ１３により妨害波を除去する必要がない。そのため、バンドパスフィルタ１３を通過させることによる受信信号の歪みを低減させるために、レベル検出部２０は、受信信号がバンドパスフィルタ１３をバイパスするようにスイッチ２１を切り替え、受信信号がバンドパスフィルタ１３を通過しないように短絡させることにより、受信信号の劣化（受信信号に含まれる位相情報の乱れ）を防ぐことができる。
【００２２】
一方、受信信号のレベルが所定値未満の場合は、隣接チャネルなどからの妨害波の影響により、正確に復調処理できない可能性があるため、バンドパスフィルタ１３により妨害波を除去する必要がある。そのため、レベル検出部２０は、受信信号がバンドパスフィルタ１３を通過するようにスイッチ２１を切り替え、不要な周波数帯域をカットする。
【００２３】
バンドパスフィルタ１３をバイパスした受信信号（中間周波信号）又はバンドパスフィルタ１３を通過した受信信号（中間周波信号）は、振幅調整部１４に入力され、その後の処理は、図１の構成と同様である。すなわち、振幅調整部１４により、信号振幅すなわち電圧をデジタル処理側の電圧（例えば、５Ｖ（アナログ）から３．３Ｖ（デジタル））に調整し、中間周波信号はＡＤコンバータ１５によりデジタル信号に変換され、復調処理部１６は、デジタル信号の復調処理を行う。
【００２４】
図４は、バンドパスフィルタを通過させた場合とバイパスさせた場合の信号レベルに応じたビットエラーレート（ＢＥＲ）の測定結果を示す図である。図４から明らかなように、入力レベルが６０ｄＢμ付近より大きくなると、バンドパスフィルタをバイパスさせた場合（フィルタなし）の方が、バンドパスフィルタを通過させた場合（フィルタあり）よりもビットエラーレートが向上しているのがわかる。
【００２５】
図５は、本発明の実施の形態例における受信装置の第二の構成例を示すブロック図である。第二の構成例は、受信信号のレベルに応じて、通過させるバンドパスフィルタ１３の特性を変化させることを特徴としている。受信信号の劣化の程度は、バンドパスフィルタ１３のカットオフ特性が急峻なほど（狭帯域にするほど）大きくなる。従って、例えばカットオフ周波数を複数段で可変設定可能なバンドパスフィルタを用い、レベル検出部２０は、受信レベルに応じて最適な特性を選択し設定する。具体的には、受信レベルが高いほど特性を緩やかにすることで、受信信号の劣化を抑えることができる。
【００２６】
図６は、バンドパスフィルタ１３の構成例を示す図である。図６（ａ）に示す複数段のローパスフィルタ（ＬＰＦ）と図６（ｂ）に示す複数段のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とを組み合わせ、両者を直列に接続することで、バンドパスフィルタが構成される。このような構成の場合は、段数を増やすほど、急峻なカットオフ特性となるので、ＬＰＦ及びＨＰＦそれぞれの段数を増減する切り替え回路を設け、受信レベル（入力レベル）に応じたレベル検出部２０による切替制御により、特性を変化させることができる。
【００２７】
図７は、本発明の実施の形態例における受信装置の第三の構成例を示すブロック図である。第三の構成例は、バンドパスフィルタ１３に加えて、受信レベルに応じて振幅調整部１４の特性も変化させることを特徴としている。
【００２８】
図８は、振幅調整部１４の構成例を示す図である。図８に示すように、振幅調整部１４もオペアンプなどの能動素子を用いて複数段の増幅動作を行っており、バンドパスフィルタ同様に受信信号の劣化を招く素子であり、利得が大きいほどその劣化の程度も大きい。従って、受信レベルが大きい場合（強入力の場合）は、振幅調整部１４の利得を減少させるよう振幅調整部１４の特性を変化させることで、振幅調整部１４を通過することによる受信信号の劣化を抑えることができる。すなわち、レベル検出部２０は、図７に示すように、受信レベルに応じて、バンドパスフィルタ１３と振幅調整部１４の両方の特性を制御する。なお、第一の構成例のように、バンドパスフィルタ１３のバイパス切替と振幅調整部１４の特性制御との組み合わせであってもよいし、バンドパスフィルタ１３に対する制御は行わず、振幅調整部１４のみを制御する構成であってもよい。
【００２９】
図９は、本発明の実施の形態例における受信装置の第四の構成例を示すブロック図である。第四の構成例では、復調処理により求められるビットエラーレート（ＢＥＲ）に基づいて、復調処理部１６がビットエラーレートに基づいて、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせるスイッチ２１の切替制御を行う。
【００３０】
図１０は、復調処理部１６のスイッチ切替制御のフローチャートである。復調処理部１６は、復調処理されたデータからビットエラーレートを算出し（S20）、所定値以上であるか判定する（S21）。そのレベルが所定値未満の場合は、スイッチを切り替えずに、現状の切替位置を維持する（S22）。すなわち、スイッチ２１がバンドパスフィルタ１３を通過させる位置にある場合はその位置を維持し、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせる位置にある場合もその位置を維持する。一方、ビットエラーレートが所定値以上の場合は、スイッチ２１を現状の位置からもう一方の位置に切り替える(S23)。すなわち、スイッチ２１がバンドパスフィルタ１３を通過させる位置にある場合はバンドパスフィルタ１３をバイパスする位置に切り替え、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせる位置にある場合はバンドパスフィルタ１３を通過させる位置に切り替える。
【００３１】
ビットエラーレットが劣化する要因として、受信レベルが相対的に大きいときにバンドパスフィルタを通過させることで受信特性が劣化する場合（本願発明が問題としている要因）と受信レベルが相対的に小さく隣接チャネルの妨害波の影響を受けて劣化する場合が少なくとも考えられる。従って、ビットエラーレートの劣化のみからは、どちらの要因による劣化か判定できない。従って、第四の構成例では、ビットエラーレートの劣化を検出した場合は、とりあえずスイッチを切り替え、受信信号の経路を変更してみる。そして、  再度ビットエラーレートを算出し（S24）、ビットエラーレートがさらに劣化しているか判定し（S25）、さらに劣化している場合は、上記２つの要因以外の特殊な要因によるものと判断し、スイッチの位置を元の位置に戻す（S26）。
【００３２】
例えば、スイッチ２１がバンドパスフィルタを通過させる位置にある状態で、ビットエラーレートが所定値以上となった場合、バンドパスフィルタをバイパスさせる位置にスイッチを切り替えるが、これにより、ビットエラーレートが所定値未満となり、受信特性が改善したならば、強入力状態による受信特性の劣化が、バンドパスフィルタをバイパスさせることにより改善されたことになる。反対に、スイッチ２１がバンドパスフィルタをバイパスさせる位置にある状態で、ビットエラーレートが所定値以上となった場合、バンドパスフィルタを通過させる位置にスイッチを切り替えるが、これにより、ビットエラーレートが所定値未満となり、受信特性が改善したならば、受信レベルの低下による妨害波の影響が大きくなったことによる受信特性の劣化が、バンドパスフィルタを通過させることにより改善されたことになる。
【００３３】
図１１は、本発明の実施の形態例における受信装置の第五の構成例を示すブロック図である。第五の構成例では、レベル検出部２０が検出する受信レベルと復調処理部１６が求めたビットエラーレートの両方に基づいてスイッチ制御部２２がスイッチ２１を切り替える。
【００３４】
図１２は、スイッチ制御部２２のスイッチ切替制御のフローチャートである。スイッチ制御部２２は、レベル検出部２０が検出する受信レベルを取得し（S30）、復調処理部１６が求めるビットエラーレートを取得し（S31）、受信レベルが所定値以上且つビットエラーレートが所定値以上の場合のみ（S32）、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせる位置にスイッチ２１を切り替える（S33）。なお、受信レベルの所定値とビットエラーレートの所定値はそれぞれ異なる値である。上記条件以外の場合は、初期状態であるバンドパスフィルタを通過させる位置にスイッチ２１を切り替える（S34）。受信レベルが所定値以上であっても、ビットエラーレートが劣化していなければ、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせるように切り替える必要がないからである。
【００３５】
図１３は、本発明の実施の形態例における受信装置の第六の構成例を示すブロック図である。第六の構成例では、受信装置の位置をGPS機能により検出し、その位置に基づいて、スイッチ制御部２２がスイッチ２１を切り替える。タクシーの無線配車システムにおいて、各タクシーには、本願発明の受信装置を含む無線システムが搭載されるとともに、近年では、GPS機能を有するナビゲーションシステムも配備されている。タクシーが基地局に近い位置に移動すると、基地局からの電波は強くなり、受信信号が相対的に大きくなる。すなわち、受信レベルの検出に代わって、GPSのような位置測定装置により得られる受信装置の位置情報（基地局からの距離）により、スイッチ２１の切り替え制御が可能となる。具体的には、スイッチ制御部２２は、位置測定装置２３から位置情報を取得し、受信装置の位置が特定のエリア内である場合は、バンドパスフィルタをバイパスさせる位置にスイッチ２１を切り替え、特定のエリア外である場合は、バンドパスフィルタを通過させる位置にスイッチ２１を切り替える。
【００３６】
基地局との距離と関係なく、例えば、妨害波が特定の地域のみで発生するような場合、その地域に位置するか否かによる切り替えにも利用可能である。
【００３７】
上記第四、第五及び第六の構成例は、バンドパスフィルタ１３をバイパスさせるスイッチ２１を有する第一の構成例の変形例として説明したが、バンドパスフィルタ１３や振幅調整部１４の特性を変化させる第二及び第三の構成例にも適用可能である。
【００３８】
また、受信レベルの所定値などの制御用しきい値付近での微妙な変動によりスイッチが頻繁に切り替えられるのを防止するために、スイッチの切り替えなどの設定変更は、設定した一定時間内に継続してしきい値変化が持続した場合や、一定時間内に設定した複数回しきい値変化があった場合のみ、スイッチを切り替えるようにしてもよい。特性変更の場合も同様である。このように、ヒステリシス特性を与えることで、フェージングや一時的な条件の悪化に影響されず、確実な切り替えが可能になる。
【００３９】
また、基地局の制御信号により、移動局（例えばタクシー車両）の受信装置すべてのしきい値を一斉に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】デジタル無線信号を復調する従来の受信装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態例における受信装置の第一の構成例を示すブロック図である。
【図３】レベル検出部２０のスイッチ切り替え制御のフローチャートである。
【図４】バンドパスフィルタを通過させた場合とバイパスさせた場合の信号レベルに応じたビットエラーレート（ＢＥＲ）の測定結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態例における受信装置の第二の構成例を示すブロック図である。
【図６】バンドパスフィルタ１３の構成例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態例における受信装置の第三の構成例を示すブロック図である。
【図８】振幅調整部１４の構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態例における受信装置の第四の構成例を示すブロック図である。
【図１０】復調処理部１６のスイッチ切替制御のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態例における受信装置の第五の構成例を示すブロック図である。
【図１２】スイッチ制御部２２のスイッチ切替制御のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態例における受信装置の第六の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：アンテナ、１１：高周波増幅部、１２：周波数変換部、１３：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１４：振幅調整部、１５：ＡＤ変換部、１６：復調処理部、２０：レベル検出部、２１：スイッチ、２２：スイッチ制御部、２３：位置測定装置
【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】
2007159070.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007159070.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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