(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段と、
前記時間応答から１つ前の時間応答を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分を、前記波形整形後の時間応答の周波数特性に加算することにより、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段と、
を備え、
前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段と、
前記時間応答の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段と、
を備え、
前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする受信装置。
【請求項３】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段と、
前記時間応答から初期波形（初回は０値）を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段と、
を備え、
前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記更新手段は、更新後の周波数特性を変換した時間応答に基づいて周波数特性を再更新する構成とし、
前記周波数／時間変換手段と前記更新手段による信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行することを特徴とする請求項１、２または３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記既知シンボルが周波数軸上および時間軸上で一定の周期で繰り返し挿入された場合、
前記周波数特性算出手段は、複数シンボル単位に周波数特性を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項６】
値が存在しないサンプル（キャリア）の周波数特性を内挿補間する内挿補間手段を備え、
前記周波数／時間変換手段は、内挿補間後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記周波数特性を時間的に平均化する積分手段、
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項８】
前記更新手段は、前記時間応答の最大振幅値の代わりに、前記時間応答の電力に応じて、しきい値を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項９】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、
前記時間応答から１つ前の時間応答を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分を、前記波形整形後の時間応答の周波数特性に加算することにより、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、
を含み、
前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする伝送路推定方法。
【請求項１０】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、
前記時間応答の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、
を含み、
前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする伝送路推定方法。
【請求項１１】
受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、
前記時間応答から初期波形（初回は０値）を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、
を含み、
前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする伝送路推定方法。
【請求項１２】
前記更新ステップでは、更新後の周波数特性を変換した時間応答に基づいて周波数特性を再更新し、
前記周波数／時間変換ステップと前記更新ステップによる信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行することを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の伝送路推定方法。
【請求項１３】
前記既知シンボルが周波数軸上および時間軸上で一定の周期で繰り返し挿入された場合、
前記周波数特性算出ステップでは、複数シンボル単位に周波数特性を算出することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の伝送路推定方法。
【請求項１４】
値が存在しないサンプル（キャリア）の周波数特性を内挿補間する内挿補間ステップを含み、
前記周波数／時間変換ステップでは、内挿補間後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする請求項１３に記載の伝送路推定方法。
【請求項１５】
前記周波数特性を時間的に平均化する積分ステップ、
を含むことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の伝送路推定方法。
【請求項１６】
前記更新ステップでは、前記時間応答の最大振幅値の代わりに、前記時間応答の電力に応じて、しきい値を決定することを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一つに記載の伝送路推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ＴＶ放送信号や通信信号等の親局，基地局，中継局などから送信された信号を受信する受信装置に関するものであり、特に、周波数応答からＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）やＩＦＦＴ（Inverse FFT：逆高速フーリエ変換）を用いて時間応答を求める際に生じるｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響を除去し、より正しい時間応答を求める受信装置および伝送路推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の伝送路推定方法について説明する。一般的に、無線装置が、予め挿入されているパイロット信号を用いて周波数特性を求め、その結果に基づいてＩＦＦＴ処理によって時間応答を求める場合、ＦＦＴサイズと信号帯域幅が異なると、周波数軸上で信号帯域幅の矩形窓が乗算されたことと等しくなる。そのため、時間軸上では、本来の時間応答に、信号帯域幅に相当する矩形窓のｓｉｎｃ関数が畳み込まれる。この場合、この畳み込みにより、本来の時間応答では存在しないタイミングに、信号が存在することになってしまう。
【０００３】
これに対して、特開２０００−３４１２４２号公報には、しきい値を設定し、そのしきい値以下のレベルのタイミングにおける時間応答を強制的に０とし、ｓｉｎｃ関数の影響を除去する例が開示されている。
【０００４】
ここで、上記公報について簡単に説明する。図３４は、地上波ディジタル放送における中継機の構成を示す図であり、図３５は、中継機内の周波数帯域拡張回路の構成を示す図である。図３４において、１０１は周波数帯域拡張回路であり、図３５において、１１１は絶対値算出回路であり、１１２は最大値検出回路であり、１１３はしきい値規定回路であり、１１４は比較器であり、１１５はゲート回路である。
【０００５】
上記地上波ディジタル放送における中継機では、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み干渉信号の伝送路を推定することにより、干渉信号のレプリカを生成し、受信信号からレプリカを減算して干渉信号の影響を抑圧する。このとき、逆フーリエ変換回路が、周波数特性に対して逆フーリエ変換を行い、その結果として時間応答を求め、周波数帯域拡張回路１０１が、その場合に生じるｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響を除去し、除去後の時間応答を係数更新回路に送出している。
【０００６】
つぎに、図３５を用いて周波数帯域拡張回路１０１について説明する。逆フーリエ変換回路出力の信号は、ゲート回路と同時に周波数帯域拡張回路１０１内の絶対値算出回路１１１へ送られ、ここで観測区間内の時間応答の絶対値が求められる。
【０００７】
最大値検出回路１１２では、観測区間内の絶対値の最大値を求め、しきい値規定回路１１３では、その最大値に基づいてしきい値を決定する。比較器１１４では、絶対値算出回路１１１の出力信号と上記しきい値とを比較し、しきい値以下のタイミングの信号を強制的に０とする。これによりｓｉｎｃ関数の影響を除去できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、特開２０００−３４１２４２号公報記載の従来の伝送路推定方法においては、フィードバック回路において誤差を更新していくことによりｓｉｎｃ関数の影響を除去する方式を採用している。そのため、これをフィードフォワード回路に適用した場合、本来存在するべき信号のレベルが小さいとその信号が除去されてしまい、特性が劣化する、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードフォワード回路に対応でき、さらに、ｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響がある場合であっても、より正確に伝送路推定を行うことができる受信装置および伝送路推定方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信装置にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段（後述する実施の形態のＦＦＴ部１、パイロット信号抽出部２、パイロット信号発生部３、伝送路推定部４に相当）と、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段（ＩＦＦＴ部６に相当）と、前記時間応答から１つ前の時間応答を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分を、前記波形整形後の時間応答の周波数特性に加算することにより、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段（波形整形部７、判定部８、ＦＦＴ部９、周波数特性更新部１０に相当）と、を備え、前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００１１】
つぎの発明にかかる受信装置にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段と、前記時間応答の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段と、を備え、前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる受信装置にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換手段と、前記時間応答から初期波形（初回は０値）を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新手段と、を備え、前記周波数／時間変換手段は、前記周波数特性算出手段から出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる受信装置において、前記更新手段は、更新後の周波数特性を変換した時間応答に基づいて周波数特性を再更新する構成とし、前記周波数／時間変換手段と前記更新手段による信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる受信装置において、前記既知シンボルが周波数軸上および時間軸上で一定の周期で繰り返し挿入された場合、前記周波数特性算出手段は、複数シンボル単位に周波数特性を算出することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる受信装置にあっては、値が存在しないサンプル（キャリア）の周波数特性を内挿補間する内挿補間手段を備え、前記周波数／時間変換手段は、内挿補間後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる受信装置にあっては、前記周波数特性を時間的に平均化する積分手段、を備えることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる受信装置において、前記更新手段は、前記時間応答の最大振幅値の代わりに、前記時間応答の電力に応じて、しきい値を決定することを特徴とする。
【００１８】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、前記時間応答から１つ前の時間応答を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分を、前記波形整形後の時間応答の周波数特性に加算することにより、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、を含み、前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００１９】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、前記時間応答の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性と前記周波数特性算出手段による周波数特性との差分により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、を含み、前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００２０】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法にあっては、受信信号に含まれる既知シンボルを用いて周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、前記周波数特性を時間応答に変換する周波数／時間変換ステップと、前記時間応答から初期波形（初回は０値）を減算し、当該減算結果の最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、波形整形後の時間応答の周波数特性により、信号帯域内の周波数特性を更新する更新ステップと、を含み、前記周波数／時間変換ステップでは、前記周波数特性算出ステップによって出力された周波数特性を時間応答に変換した後、前記更新後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００２１】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法において、前記更新ステップでは、更新後の周波数特性を変換した時間応答に基づいて周波数特性を再更新し、前記周波数／時間変換ステップと前記更新ステップによる信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行することを特徴とする。
【００２２】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法において、前記既知シンボルが周波数軸上および時間軸上で一定の周期で繰り返し挿入された場合、前記周波数特性算出ステップでは、複数シンボル単位に周波数特性を算出することを特徴とする。
【００２３】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法にあっては、値が存在しないサンプル（キャリア）の周波数特性を内挿補間する内挿補間ステップを含み、前記周波数／時間変換ステップでは、内挿補間後の周波数特性を時間応答に変換することを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法にあっては、前記周波数特性を時間的に平均化する積分ステップ、を含むことを特徴とする。
【００２５】
つぎの発明にかかる伝送路推定方法において、前記更新ステップでは、前記時間応答の最大振幅値の代わりに、前記時間応答の電力に応じて、しきい値を決定することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる受信装置および伝送路推定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置の実施の形態１の構成を示す図である。図１において、１は受信信号を時間軸信号から周波数軸信号に変換するＦＦＴ部であり、２は各サブキャリアに既知の振幅／位相特性を有し、予め決められた規則に従って挿入されているパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部であり、３はパイロット信号発生部であり、４はパイロット信号抽出部２の出力信号をパイロット信号発生部３の出力信号で除算することにより、周波数特性を求める伝送路推定部であり、５は伝送路推定部４の出力信号を記憶する周波数特性メモリ部であり、６は周波数特性メモリ部５の出力信号を周波数軸信号から時間軸信号に変換するＩＦＦＴ部であり、７はＩＦＦＴ部６の出力信号を波形整形する波形整形部であり、８は波形整形部７の出力信号に基づいて判定を行う判定部であり、９は波形整形部７の出力信号を時間軸信号から周波数軸信号に変換するＦＦＴ部であり、１０は周波数特性メモリ部５の出力信号とＦＦＴ部９の出力信号から更新された周波数特性を算出する周波数特性更新部である。
【００２８】
なお、判定部８の出力制御信号は、ＩＦＦＴ部６に入力する信号を、周波数特性メモリ部５出力とするか、周波数特性更新部１０とするか、を選択するスイッチａを制御し、さらに、波形整形部７の出力先を、ＦＦＴ部９にするか、出力時間応答として外部出力にするか、を選択するスイッチｂを制御する。
【００２９】
まず、ＦＦＴ部１では、受信信号を時間軸信号から周波数軸信号に変換し、その変換結果をパイロット信号抽出部２に入力する。パイロット信号抽出部２では、予め決められた規則に従ってパイロット信号が抽出される。伝送路推定部４では、パイロット信号抽出部２の出力信号をパイロット信号発生部３の出力信号で除算することにより、推定伝送路を算出する。これを、式で表すと、
Ｈ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）      …（１）
となる。ここで、Ｘ（ｚ）は、送信信号の周波数特性を表し、Ｙ（ｚ）は受信信号の周波数特性を表し、Ｈ（ｚ）は伝送路応答の周波数特性を表す。
【００３０】
伝送路推定部４によって得られた周波数特性は、周波数特性メモリ部５に記憶されると同時にＩＦＦＴ部６に送られ、ＩＦＦＴ部６では、周波数軸信号を時間軸信号に変換し、変換後の信号を波形整形部７へ送る。
【００３１】
ここで、波形整形部７の動作を詳細に説明する。図２は、波形整形部７の構成を示す図である。図２において、２０１は波形減算部であり、２０２は絶対値算出部であり、２０３は最大値検出部であり、２０４はしきい値規定部であり、２０５は比較部であり、２０６はゲート回路であり、２０７は波形加算部であり、２０８はメモリ部である。なお、ＩＦＦＴ部６の出力信号をｌ（ｔ，ｉ）とする。ただし、ｔは時刻ｔを表し、ｉは時刻ｔのｉ番目の時間波形を表す。
【００３２】
出力信号ｌ（ｔ，ｉ）は、波形減算部２０１に入力され、ここで、メモリ部２０８に記憶されている１つ前の時間応答ｍ（ｔ，ｉ−１）との差分信号が求められる。
ｍ（ｔ，ｉ）＝ｌ（ｔ，ｉ）−ｍ（ｔ，ｉ−１）      …（２）
【００３３】
差分信号ｍ（ｔ，ｉ）は、ゲート回路２０６と同時に絶対値算出部２０２に送られ、絶対値算出部２０２では、各サンプルにおける時間応答の絶対値を求める。最大値検出部２０３では、当該絶対値に基づいて観測区間内における最大値を求め、しきい値規定部２０４では、当該最大値に基づいて波形整形のためのしきい値ｔｈ１を決定し、そのしきい値を比較部２０５と判定部８に送信する。
【００３４】
比較部２０５では、絶対値算出部２０２の出力信号と、しきい値規定部２０４において決定されたしきい値ｔｈ１と、を比較し、その比較結果をゲート回路２０６に送出する。
【００３５】
ゲート回路２０６では、比較部２０５における比較結果に基づいた処理を行う。すなわち、サンプルの時間応答の絶対値がしきい値ｔｈ１よりも大きい場合にはそのまま出力し、小さい場合には強制的に０として出力する。
【００３６】
ゲート回路２０６の出力信号は、波形加算部２０７に送信され、波形加算部２０７では、ゲート回路２０６の出力信号とメモリ部２０８の出力信号とを加算し、その加算結果を出力時間応答またはＦＦＴ部９への出力信号として出力する。同時に、上記加算結果は、新たなメモリ信号としてメモリ部２０８に記憶される。波形加算部２０７の出力信号は、下記（３）式のように表すことができる。
ｍ（ｔ，ｉ）＝ｍ（ｔ，ｉ）＋ｍ（ｔ，ｉ−１）      …（３）
【００３７】
また、しきい値規定部２０４の出力信号ｔｈ１は、判定部８に送信され、判定部８では、ｔｈ１が予め設定されたしきい値ＴＨよりも大きいか小さいかを判定する。たとえば、ｔｈ１がＴＨよりも大きい場合には、スイッチａを周波数特性更新部１０へ接続し、スイッチｂをＦＦＴ部９へ接続するように制御する。またｔｈ１がＴＨよりも小さい場合には、スイッチａを周波数特性メモリ部５へ接続し、スイッチｂを、波形整形部７の出力信号を出力時間応答として出力するように接続する。
【００３８】
また、波形整形部７の出力信号がＦＦＴ部９に送信される場合には、ＦＦＴ部９では、波形整形部７の出力信号を時間軸信号から周波数軸信号に変換し、その変換結果を周波数特性更新部１０へ送信する。
【００３９】
つぎに、周波数特性更新部１０の動作を詳細に説明する。図３は、周波数特性更新部１０の構成を示す図であり、２１１は周波数特性差分算出部であり、２１２は周波数特性差分加算部である。
【００４０】
周波数特性差分算出部２１１では、ＦＦＴ部９出力の周波数特性と周波数特性メモリ部５に記憶された周波数特性との信号帯域内の差分を取り、周波数特性差分加算部２１２では、その差分をＦＦＴ部９出力の周波数特性に加算することにより信号帯域内の周波数特性を更新し、再びＩＦＦＴ部６へ送出する。これを式で表すと、
Ｈ´（ｚ）＝Ｈ´（ｚ）＋（Ｈ（ｚ）−Ｈ´（ｚ））      …（４）
となる。なお、Ｈ´（ｚ）は、波形整形後のＦＦＴ部９出力の周波数特性である。
【００４１】
以降、再びＩＦＦＴ部６では、周波数特性更新部１０の出力信号を周波数軸信号から時間軸信号に変換し、波形整形部７では、ＩＦＦＴ部６の出力信号を波形整形し、さらに、ＦＦＴ部９では、波形整形部７の出力信号を時間軸信号から周波数軸信号に変換し、このようなループ処理が繰り返し行われる。
【００４２】
そして、判定部８によって、波形整形部７におけるしきい値規定部２０４の出力信号ｔｈ１が、しきい値ＴＨよりも小さいと判定された場合、スイッチａおよびスイッチｂが制御され、波形整形部７の出力信号が、出力時間応答として出力される。同時に、波形整形部７内のメモリ部２０８内の値がリセットされ、初期値０となる。
【００４３】
その後、伝送路推定部４より新たな周波数特性が出力され、周波数特性メモリ部５に記憶されると、再び波形整形動作が行われる。
【００４４】
つぎに、上記動作を、図面を用いて具体的に説明する。図４は、時間応答の２波のモデルを示す図である。また、図５は、伝送路推定部４出力の周波数特性を示す図であり、この周波数特性が周波数特性メモリ部５に記憶される。このとき、ＩＦＦＴ部６によって周波数軸信号から時間軸信号に変換され、波形整形部７に入力される時間応答は、図６のように表すことができる。
【００４５】
なお、図５では、信号帯域幅とＦＦＴサイズが異なるため、周波数軸上で矩形窓が乗算されたものと等価と考えられるので、図６の時間応答では、乗算された矩形窓に相当するｓｉｎｃ関数が畳み込まれた波形が出力される。これにより、本来インパルス状の波形しか存在しないはずであるが、他のサンプルにｓｉｎｃ関数のサイドローブにあたる波形が出力される。
【００４６】
また、絶対値算出部２０２では、この時間応答の観測範囲において各サンプル点の振幅値を求め、最大値検出部２０３では、各振幅値の最大値を求める。そして、しきい値規定部２０４では、しきい値ｔｈ１を決定する。図７は、比較部２０５およびゲート回路２０６によりしきい値ｔｈ１以下の時間応答を強制的に０とした波形を示す図である。ここでは、しきい値を超えた１波目だけが出力される。
【００４７】
なお、しきい値規定部２０４で決定されるしきい値ｔｈ１は、ＦＦＴサイズと信号帯域幅が既知であり、畳み込まれるｓｉｎｃ関数の形状も既知となるため、それらをもとに設定する。具体的にいうと、しきい値は、ｓｉｎｃ関数において最大のサイドローブのピークがメインローブのピークより約１３ｄＢだけ小さいこと、を考慮し、さらに、サンプリング周波数や、ＦＦＴサイズと信号帯域幅の関係や、ノイズなどにより最大のサイドローブのピークを上回るレベルのサンプリング点が存在すること、を考慮し、最大値とそこから１３ｄＢだけダウンしたレベルとの間に設定することが望ましい。
【００４８】
そして、判定部８にてしきい値規定部２０４の出力信号ｔｈ１がＴＨよりも大きいと判定された場合、波形整形されたゲート回路２０６の出力信号は、メモリ部２０８に入力される。同時に、ゲート回路２０６の出力信号は、ＦＦＴ部９によって時間軸信号から周波数軸信号に変換され、周波数特性更新部１０に送信される。図８は、ＦＦＴ部９出力の周波数軸信号を示す図である。
【００４９】
図８から明らかなように、ｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響を除去（サイドローブを除去）することにより、１波のみの周波数特性が得られる。また、信号帯域外の周波数特性も外挿されることになる。
【００５０】
ただし、周波数特性メモリ部５の出力信号を波形整形する場合における、第１回目の波形整形時は、波形整形部７内のメモリ部２０８に初期値０が設定されているので、波形減算部２０１，波形加算部２０７では、入力信号がそのまま出力される。
【００５１】
また、ＦＦＴ部９出力の周波数軸信号を受け取った周波数特性更新部１０では、当該周波数軸信号と周波数特性メモリ部５に記憶された信号との信号帯域内の差分を取る。そして、その差分をＦＦＴ部９出力の周波数軸信号に加算することにより、信号帯域内の周波数特性を更新する。これにより、１回目の波形整形で削除された２波目の信号成分が更新された周波数特性内に含まれるようになる。図９は、１回目の波形整形で削除された２波目の信号成分が更新された周波数特性を示す図である。
【００５２】
ＩＦＦＴ部６では、再度、更新された周波数特性を周波数軸信号から時間軸信号に変換し、波形整形部７に送信する。図１０は、ＩＦＦＴ部６出力の時間軸信号を示す図である。
【００５３】
波形整形部７内の波形減算部２０１では、メモリ部２０８に記憶された１回目の波形整形信号との差分が算出される。図１１は、波形減算部２０１出力の差分信号を示す図である。
【００５４】
ここで再び、絶対値算出部２０２が、この時間応答の観測範囲において各サンプル点の振幅値を求め、最大値検出部２０３が、振幅値の最大値を求める。そして、しきい値規定部２０４が、新たなしきい値ｔｈ１を決定する。図１２は、比較部２０５およびゲート回路２０６においてしきい値ｔｈ１以下の時間応答を強制的に０とした波形を示す図である。
【００５５】
そして、波形加算部２０７では、ゲート回路２０６の出力信号とメモリ部２０８の出力信号とを加算する。図１３は、波形加算部２０７出力の波形を示す図である。この時点で、１波目と２波目の理想的な波形が求められたことになる。
【００５６】
本実施の形態では、上記処理をしきい値ｔｈ１が判定部８におけるしきい値ＴＨよりも小さくなるまで繰り返し行い、波形整形を行う。
【００５７】
このように、本実施の形態においては、時間応答における最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、その時間応答の周波数特性を求め、もとの周波数特性との差分により更新し、再び時間応答の波形整形を行う構成としたため、フィードフォワード型であっても、より正確に伝送路推定を行うことができる。
【００５８】
なお、以上の動作は、ＦＦＴやＩＦＦＴによって伝送路推定を行い、ＦＦＴサイズと信号帯域幅が異なる、すべての受信装置に適用可能であり、マルチキャリア伝送方式、シングルキャリア伝送方式等の伝送方式によって制限されるものでない。
【００５９】
実施の形態２．
つぎに、実施の形態２の伝送路推定方法について説明する。なお、受信装置の構成については、前述の実施の形態１と同様である。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００６０】
図１４は、地上波ディジタル放送におけるパイロット信号を示す図である。パイロット信号は、図１４に示すように、一定周期で挿入されている場合がある。この場合、パイロット信号抽出部２では、規則性に従ってパイロット信号を抽出し、伝送路推定部４では、抽出されたパイロット信号に基づいて周波数特性を求める。
【００６１】
図１４では、周波数軸方向については１２キャリア毎に、時間軸方向については４シンボル毎に、それぞれパイロットシンボルが挿入されている。したがって、たとえば、４シンボル単位に周波数特性を求めれば、周波数軸方向に３キャリア毎にパイロット信号が挿入されることになる。
【００６２】
上記パイロット信号を用いて前述の実施の形態１の動作を行った場合、ＩＦＦＴ部６の出力信号は、以下に示すような時間応答となる。図１５は、ＩＦＦＴ部６出力の時間軸信号を示す図である。
【００６３】
ここでは、３キャリア毎に周波数特性が存在することになるので、時間応答には折り返しが発生し、ＦＦＴサイズの１/３間隔で時間応答が繰り返されることになる。また、この場合、ＦＦＴサイズは、２のＮ乗の幅であり、３の倍数の幅ではないことから、折り返し波形は、サンプリングタイミングの間に存在することになる。そして、２回目，３回目の折り返し波形は、タイミングがずれた波形として出力されることになる。しかしながら、１回目の波形（ｔ＝０〜ＦＦＴサイズ/３の時刻）はサンプリングタイミング上に出力されるため、その範囲を観測範囲とすれば、前述の実施の形態１に示した動作を行うことができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、周波数特性メモリ部５に、３つおきに値が存在する周波数特性が記憶されるため、周波数特性更新部１０では、更新される周波数特性も３つおきに算出する必要がある。このように、本実施の形態においては、地上波ディジタル放送のようなＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号に対応できる。
【００６５】
実施の形態３．
つぎに、実施の形態３の伝送路推定方法について説明する。なお、受信装置の構成については、前述の実施の形態１と同様である。本実施の形態における受信装置においては、先に説明した実施の形態１における受信装置の波形整形部７と周波数特性更新部１０の簡略化を図ることによって、Ｈ／Ｗ規模を削減した。
【００６６】
図１６は、波形整形部７の構成を示す図である。図１６の波形整形部７は、図２における波形減算部２０１が存在せず、メモリ部２０８は、波形加算部２０７と信号のやり取りを行う。また、図１７は、周波数特性更新部１０の構成を示す図である。図１７では、図３における周波数特性差分加算部２１２が存在しない。なお、図１６および図１７において、先に説明した図２および図３と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。また、ここでは、説明の便宜上、図４に示す２波のモデルを使用する。
【００６７】
たとえば、周波数特性メモリ部５に記憶された信号は、ＩＦＦＴ部６により周波数軸信号から時間軸信号に変換され、当該時間軸信号が波形整形部７に送信される。このときの時間軸信号は、図６のように表すことができる。
【００６８】
波形整形部７では、先に説明した実施の形態１の動作から波形減算部２０１の処理を削除し、すなわち、ＩＦＦＴ部６の出力信号を直接絶対値算出部２０２に送信し、以降、実施の形態１と同様の手順で、ｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響を除去する。このときの時間軸信号は、図７のように表すことができる。
【００６９】
その後、判定部８にてしきい値規定部２０４の出力がしきい値ＴＨよりも大きいと判断した場合、波形整形部７の出力信号は、ＦＦＴ部９によって周波数軸信号に変換され、その周波数軸信号は周波数特性更新部１０に送信される。このときの周波数軸信号は、図８のように表すことができる。
【００７０】
周波数特性更新部１０では、周波数特性メモリ部５からの周波数特性とＦＦＴ部９出力の新たな周波数特性との信号帯域内の差分を出力する。図１８は、周波数特性差分算出部２１１の出力信号を示す図である。
【００７１】
周波数特性更新部１０の出力信号は、ＩＦＦＴ部６によって周波数軸信号から時間軸信号に変換され、波形整形部７に送信される。図１９は、ＩＦＦＴ部６出力の時間軸信号であり、ここでの波形は、前回の波形整形で切り捨てられた信号成分がｓｉｎｃ関数の畳み込みの影響を受けた波形となる。
【００７２】
さらに、波形整形部７内部では、観測区間内の最大値を求めてしきい値を決定し、しきい値以下のサンプルを強制的に０とし、その結果を波形加算部２０７へ送信する。図２０は、しきい値以下のサンプルを強制的に０とした場合の時間軸信号を示す図である。
【００７３】
波形加算部２０７では、メモリ部２０８の出力信号とゲート回路２０６の出力信号とを加算し、時間応答の更新が行われる。図２１は、波形加算部２０７における時間応答を示す図である。以降、実施の形態１と同様の処理が繰り返し行われる。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、先に説明した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、Ｈ／Ｗ規模を削減することができる。
【００７５】
実施の形態４．
つぎに、実施の形態４の伝送路推定方法について説明する。図２２は、本発明にかかる受信装置の実施の形態４の構成を示す図である。先に説明した実施の形態３では、周波数軸信号の差分を算出することにより時間軸信号の更新を行っていたが、本実施の形態では、周波数特性メモリ部５から周波数特性更新部１０への信号線がない構成となっており、時間軸信号の差分を取り、その差分信号に対して波形整形を行った信号を更新する。
【００７６】
図２３は、波形整形部７の構成を示す図である。図２３において、２０９は初期波形メモリ部である。図２の波形整形部７との違いは、初期波形メモリ部２０９が新たに挿入されている点である。なお、図２と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、ここでは、説明の便宜上、図４に示す２波のモデルを使用する。
【００７７】
たとえば、周波数特性メモリ部５に記憶された信号は、ＩＦＦＴ部６により周波数軸信号から時間軸信号に変換され、波形整形部７に送信される。このときの時間軸信号は、図６のように表すことができる。
【００７８】
波形整形部７では、波形減算部２０１によって初期波形メモリ部２０９に記憶されている信号とＩＦＦＴ部６からの出力信号との差分が取られる。なお、周波数特性メモリ部５に新たな周波数特性が入力され、初めてのＩＦＦＴ部６の出力信号が入力された場合には、初期波形メモリ部２０９に０値が記憶されているため、波形減算部２０１の入力信号レベルがそのまま出力されることになる。その他の処理は、先に説明した実施の形態１と同様である。初期波形メモリ部２０９は、ＩＦＦＴ部６の出力信号が初めて入力された場合、波形減算部２０１の出力が入力されるように制御される。
【００７９】
波形整形部７の出力信号は、判定部８にてしきい値規定部２０４の出力がしきい値ＴＨよりも大きいと判断された場合、ＦＦＴ部９によって時間軸信号から周波数軸信号へ変換されて周波数特性更新部１０に入力される。このときの周波数軸信号は、図８のように表すことができる。
【００８０】
周波数特性更新部１０では、ＦＦＴ部９からの周波数軸信号を信号帯域内で抽出し、新たな周波数軸信号とする。図２４は、周波数特性更新部１０における周波数特性を示す図である。
【００８１】
更新された周波数軸信号は、ＩＦＦＴ部６によって周波数軸信号から時間軸信号に変換され、波形整形部７へ送信される。図２５は、ＩＦＦＴ部６出力の時間軸信号を示す図である。
【００８２】
ＩＦＦＴ部６出力の時間軸信号は、１回目の波形整形部７の処理で抽出された信号にｓｉｎｃ関数が畳み込まれた信号であるため、波形減算部２０１では、初期波形メモリ部２０９に記憶された時間軸信号から上記図２５の時間軸信号を減算し、１回目の処理で切り捨てられた信号成分を出力する。図２６は、波形減算部２０１出力の時間軸信号を示す図である。
【００８３】
比較部２０５およびゲート回路２０６では、１回目と同様の処理で新たに決定されたしきい値以下の各サンプルの信号成分を強制的に０とし、その結果を波形加算部２０７に送信する。図２７は、ゲート回路２０６出力の時間軸信号を示す図である。
【００８４】
波形加算部２０７では、図２７の時間軸信号とメモリ部２０８に記憶された信号との加算を行う。メモリ部２０８に記憶された信号は図７に示す信号であるから、波形加算部２０７では、図２８に示すような信号を出力することになる。なお、判定部８のしきい値ＴＨよりも波形整形でのしきい値ｔｈ１が小さいと判断された場合には、初期波形メモリ部２０９はリセットされ、初期値０となる。
【００８５】
このように、本実施の形態においては、時間軸信号の差分を取り、その差分信号に対して波形整形を行った信号を更新し、再び時間応答の波形整形を行う構成としたため、フィードフォワード型であっても、より正確に伝送路推定を行うことができる。
【００８６】
実施の形態５．
つぎに、実施の形態５の伝送路推定方法について説明する。図２９は、本発明にかかる受信装置の実施の形態５の構成を示す図であり、１１は補間処理部である。
【００８７】
先に説明した実施の形態３では、所定の規則に従って挿入されたパイロット信号を用いて伝送路推定を行い、周波数特性を算出していたが、本実施の形態では、伝送路推定部４の出力信号を補間処理部１１に入力し、値が存在しないサンプル（キャリア）の周波数特性を内挿補間することにより周波数特性を求めている。
【００８８】
ここでの内挿補間としては、たとえば、１次補間や２次補間、さらに理想ｓｉｎｃ関数の周波数軸上での畳み込みによる内挿補間など、が用いられる。
【００８９】
これにより、本実施の形態では、実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、さらに、正確に伝送路推定を行うことができる。
【００９０】
実施の形態６．
つぎに、実施の形態６の伝送路推定方法について説明する。図３０は、本発明にかかる受信装置の実施の形態６の構成を示す図であり、１２は積分処理部である。
【００９１】
先に説明した実施の形態１〜５では、伝送路推定部４出力や補間処理部１１出力の周波数特性を用いて伝送路推定を行っていたが、本実施の形態では、伝送路推定部４の出力信号や補間処理部１１の出力信号を、積分処理部１２が時間的に平均化して周波数特性を求めている。
【００９２】
これにより、本実施の形態では、前述の実施の形態１〜５と同様の効果が得られるとともに、さらに、ノイズの影響を低減でき、より精度良く伝送路推定を行うことができる。
【００９３】
なお、平均化の手法としては、たとえば、図３１に示すようなＦＩＲフィルタによる移動平均による構成で行ってもよいし、図３２に示すようなＩＩＲフィルタによる構成で行ってもよい。
【００９４】
実施の形態７．
つぎに、実施の形態７の伝送路推定方法について説明する。なお、受信装置の構成については、前述の実施の形態１〜６と同様である。
【００９５】
図３３は、波形整形部７の構成を示す図であり、２１０は電力算出部である。なお、図３３において、先に説明した図２，図１６および図２３と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００９６】
先に説明した実施の形態１〜６では、波形整形時の比較対象に時間応答の絶対値（振幅）を用いていたが、本実施の形態では、時間応答の電力値（２乗値）を算出し、当該電力値とこの電力値に基づいて決定したしきい値とを比較して波形整形を行う。電力値を算出する場合には、絶対値（振幅）を算出する場合に用いた平方根の演算が不要となり、その分だけＨ／Ｗ回路を簡単に構成できる。
【００９７】
これにより、本実施の形態では、前述の実施の形態１〜６と同様の効果が得られるとともに、さらに、絶対値を求めて比較を行う場合よりもＨ／Ｗ規模を削減できる。
【００９８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、時間応答における最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、その時間応答の周波数特性を求め、もとの周波数特性との差分により信号帯域内の周波数特性を更新し、更新後の周波数特性を時間応答に変換する構成とした。これにより、フィードフォワード型であっても、正確に伝送路推定を行うことが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９９】
つぎの発明によれば、さらに、Ｈ／Ｗ規模を削減することが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１００】
つぎの発明によれば、時間軸信号の差分を取り、その差分信号に対して波形整形を行った信号を更新し、更新後の周波数特性を時間応答に変換する構成とした。これにより、フィードフォワード型であっても、正確に伝送路推定を行うことが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０１】
つぎの発明によれば、周波数／時間変換手段と更新手段による信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行する構成とした。これにより、さらに正確に伝送路推定を行うことが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０２】
つぎの発明によれば、地上波ディジタル放送のようなＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号に対応可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０３】
つぎの発明によれば、さらに、正確に伝送路推定を行うことが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０４】
つぎの発明によれば、ノイズの影響を低減できるため、さらに精度良く伝送路推定を行うことが可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０５】
つぎの発明によれば、絶対値を求めて比較を行う場合よりもＨ／Ｗ規模を削減可能な受信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０６】
つぎの発明によれば、時間応答における最大振幅値に応じて決定したしきい値を用いて波形整形を行い、その時間応答の周波数特性を求め、もとの周波数特性との差分により信号帯域内の周波数特性を更新し、更新後の周波数特性を時間応答に変換することとしたため、フィードフォワード型であっても、より正確に伝送路推定を行うことができる、という効果を奏する。
【０１０７】
つぎの発明によれば、さらに、Ｈ／Ｗ規模を削減することができる、という効果を奏する。
【０１０８】
つぎの発明によれば、時間軸信号の差分を取り、その差分信号に対して波形整形を行った信号を更新し、更新後の周波数特性を時間応答に変換することとしたため、フィードフォワード型であっても、より正確に伝送路推定を行うことができる、という効果を奏する。
【０１０９】
つぎの発明によれば、周波数／時間変換ステップと更新ステップによる信号処理を、所定回数にわたって繰り返し実行することとしたため、さらに正確に伝送路推定を行うことができる、という効果を奏する。
【０１１０】
つぎの発明によれば、地上波ディジタル放送のようなＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号に対応できる、という効果を奏する。
【０１１１】
つぎの発明によれば、さらに、正確に伝送路推定を行うことができる、という効果を奏する。
【０１１２】
つぎの発明によれば、ノイズの影響を低減できるため、さらに精度良く伝送路推定を行うことができる、という効果を奏する。
【０１１３】
つぎの発明によれば、絶対値を求めて比較を行う場合よりもＨ／Ｗ規模を削減できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる受信装置の実施の形態１〜３の構成を示す図である。
【図２】  波形整形部の一構成例を示す図である。
【図３】  周波数特性更新部の一構成例を示す図である。
【図４】  時間応答の２波のモデルを示す図である。
【図５】  伝送路推定部出力の周波数特性を示す図である。
【図６】  ＩＦＦＴ部出力の時間軸信号を示す図である。
【図７】  比較部およびゲート回路によりしきい値ｔｈ１以下の時間応答を強制的に０とした波形を示す図である。
【図８】  ＦＦＴ部出力の周波数軸信号を示す図である。
【図９】  周波数特性更新部における周波数特性を示す図である。
【図１０】  ＩＦＦＴ部出力の時間軸信号を示す図である。
【図１１】  波形減算部出力の差分信号を示す図である。
【図１２】  比較部およびゲート回路においてしきい値ｔｈ１以下の時間応答を強制的に０とした波形を示す図である。
【図１３】  波形加算部出力の波形を示す図である。
【図１４】  地上波ディジタル放送におけるパイロット信号を示す図である。
【図１５】  ＩＦＦＴ部出力の時間軸信号を示す図である。
【図１６】  波形整形部の一構成例を示す図である。
【図１７】  周波数特性更新部の一構成例を示す図である。
【図１８】  周波数特性差分算出部の出力信号を示す図である。
【図１９】  ＩＦＦＴ部出力の時間軸信号を示す図である。
【図２０】  しきい値以下のサンプルを強制的に０とした場合の時間軸信号を示す図である。
【図２１】  波形加算部における時間応答を示す図である。
【図２２】  本発明にかかる受信装置の実施の形態４の構成を示す図である。
【図２３】  波形整形部の一構成例を示す図である。
【図２４】  周波数特性更新部における周波数特性を示す図である。
【図２５】  ＩＦＦＴ部出力の時間軸信号を示す図である。
【図２６】  波形減算器出力の時間軸信号を示す図である。
【図２７】  ゲート回路出力の時間軸信号を示す図である。
【図２８】  波形加算部の出力信号を示す図である。
【図２９】  本発明にかかる受信装置の実施の形態５の構成を示す図である。
【図３０】  本発明にかかる受信装置の実施の形態６の構成を示す図である。
【図３１】  積分処理部による平均化手法の一例を示す図である。
【図３２】  積分処理部による平均化手法の一例を示す図である。
【図３３】  波形整形部の一構成例を示す図である。
【図３４】  地上波ディジタル放送における中継機の構成を示す図である。
【図３５】  中継機内の周波数帯域拡張回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ＦＦＴ部、２  パイロット信号抽出部、３  パイロット信号発生部、４  伝送路推定部、５  周波数特性メモリ部、６  ＩＦＦＴ部、７  波形整形部、８判定部、９  ＦＦＴ部、１０  周波数特性更新部、１１  補間処理部、１２  積分処理部、２０１  波形減算部、２０２  絶対値算出部、２０３  最大値検出部、２０４  しきい値規定部、２０５  比較部、２０６  ゲート回路、２０７  波形加算部、２０８  メモリ部、２０９  初期波形メモリ部、２１０  電力算出部、２１１  周波数特性差分算出部、２１２  周波数特性差分加算部。
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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