(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された同期語を用いて同期を確立する同期確立方法において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立する受信工程と、
を含むことを特徴とする同期確立方法。
【請求項２】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された同期語を用いて同期を確立する同期確立方法において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立する受信工程と、
を含むことを特徴とする同期確立方法。
【請求項３】
前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の同期確立方法。
【請求項４】
前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の同期確立方法。
【請求項５】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入して送信し、該挿入された同期語を用いて受信側装置に対して同期を確立させる同期確立装置において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備えたことを特徴とする同期確立装置。
【請求項６】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入して送信し、該挿入された同期語を用いて受信側装置に対して同期を確立させる同期確立装置において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備えたことを特徴とする同期確立装置。
【請求項７】
複数ビットからなる既知パターンの同期語が一定の規則でフレーム中に挿入された信号を受信し、該受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて受信信号に対する同期を確立する同期確立装置において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとる相関手段と、
前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、
を備えたことを特徴とする同期確立装置。
【請求項８】
複数ビットからなる既知パターンの同期語が一定の規則でフレーム中に挿入された信号を受信し、該受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて受信信号に対する同期を確立する同期確立装置において、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとる相関手段と、
前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、
を備えたことを特徴とする同期確立装置。
【請求項９】
前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の同期確立装置。
【請求項１０】
前記相関手段は、
前記受信信号を順次シフトするシフトレジスタと、
各前記基本系列を保持する複数のレジスタと、
前記複数のレジスタを選択切替する切替手段と、
前記切替手段によって選択切替されたレジスタと前記シフトレジスタの受信信号との各ビットの排他的論理和を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の同期確立装置。
【請求項１１】
前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一つに記載の同期確立装置。
【請求項１２】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された送信信号を受信側装置に送信し、受信側装置が該送信された信号を受信し、受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて該受信信号に対する同期を確立する通信システムにおいて、
前記送信側装置は、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備え、
前記受信側装置は、
前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行う相関手段と、
前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された送信信号を受信側装置に送信し、受信側装置が該送信された信号を受信し、受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて該受信信号に対する同期を確立する通信システムにおいて、
前記送信側装置は、
基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備え、
前記受信側装置は、
前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行う相関手段と、
前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の通信システム。
【請求項１５】
前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車電話等の通信システムに関し、特に同期確立のための回路規模を低減し、フレーム使用効率を向上し、さらに遅延波の影響をなくすことができる同期確立方法、同期確立装置および通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型の移動通信端末等の普及をはじめとして、移動通信技術は脚光を浴びているが、このディジタル移動通信システムでは、フレームあるいはバーストと呼ばれるデータ単位を用いて通信が行われる。このディジタル移動通信システムでは、端末等の移動によって電波の伝播環境が時々刻々と変化して、複数のパスが受信端末に到来し、フェージングが生じる。特に遅延波が存在する場合には、フェージング対策として、受信機の復調時に等化器を用いる必要がある。
【０００３】
たとえば、欧州ディジタル自動車電話方式（ＧＳＭ）では、適応等化器を必須の付加装置とし、符号間干渉の低減を図っている。そして、適応等化器を用いる際における電波の伝播環境を知るために、既知系列を用いたトレーニング系列としての同期語をフレーム中に挿入し、誤差推定を行うようにしている。なお、以下、トレーニング系列と同期語とを同一の概念として説明する。
【０００４】
たとえば、図８は、上述したＧＳＭで用いられるフレーム構成を示す図である。図８において、ＧＳＭのフレーム１００は、データ間に６４ビットの同期語ＵＷ１０１と２６ビットの同期語ＵＷ１０２とを挿入している。同期語ＵＷ１０１はランダム系列１０１によって構成される。ランダム系列１０１は、系列内部に特定の系列が繰り返し入っていない系列である。また、同期語ＵＷ１０２は、１６ビットの基本系列ＳＥ１６とこの基本系列ＳＥ１６の両端にそれぞれ付加された５ビットの繰返し系列とを有している。この場合、同期語ＵＷ１０２のビット長は２６ビットであり、基本系列ＳＥ１６のビット長が１６ビットであることから、この同期語ＵＷ１０２は、基本系列ＳＥ１６を２６ビット／１６ビット≒１．６２５回、繰り返していることになる。
【０００５】
ところで、上述したフレーム内に挿入された同期語を用いて受信同期を行う場合、通常、相関器が用いられる。相関器は、受信側に予め設けられた同期語の既知系列と、同期語の既知系列を含む受信したフレームのデータとの排他的論理和を順次演算し、その演算結果が最も大きい、すなわち相関値が最も大きいときのタイミングを同期時点として、その後の同期制御に用いられることになる。
【０００６】
図９（ａ）は、ランダム系列１０１に対する相関出力の一例を示し、図９（ｂ）は、基本系列１０２に対する相関出力の一例を示している。図９（ａ）において、ランダム系列１０１の系列長は、６４ビットであり、同期語ＵＷ１０２の２６ビットに比べて系列長が長いため、大きな相関出力を得ることができる。
【０００７】
一方、図９（ｂ）において、同期語ＵＷ１０２には、繰返し系列が付加され、遅延波が存在するときには、付加した繰返し分に相当するサイドローブが出現し、このサイドローブを用いることによって遅延波をキャンセルすることができる。ところで、大きな相関出力を得るためには、系列長を長くとる必要があり、たとえば６４ビットのランダム系列（基本系列）１０１に対しては、相関器の参照系列長を６４ビット長とする必要があり、相関器の回路規模が大きくなる。
【０００８】
一方、特開平１０−７０５２６号公報には、図１０に示すように、フレーム中に周期が「３１」のＰＮ（擬似ランダム雑音）符号を３回繰り返した同期語ＵＷを挿入してフレーム同期を確立する技術が記載されている。同期語ＵＷは、ＰＮ符号ＰＮ３１を基本系列しているため、基本系列に対する相関値のピークが３回到来し、これによって同期検出性能は向上する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＧＳＭでは、１フレーム中に異なる同期語ＵＷ１０１，ＵＷ１０２を挿入して同期をとるようにしているが、同期語ＵＷ１０１の基本系列長が６４ビットという長い系列長であるために、大きな相関値を得ることができるものの、相関器の回路規模が大きくなるという問題点があった。
【００１０】
一方、図１０に示した従来のフレーム同期方法では、同期語ＵＷが９３ビットと長いが、基本系列長は３１ビットであるため、相関器の回路規模が小さくすることができる。しかし、１フレーム中に９３ビットの同期語ＵＷを挿入すると、１フレーム中におけるデータの割合を示すフレーム使用効率が低下し、通信効率が低下するとともに、同期語ＵＷが基本系列のみで、基本系列の繰返し数が整数となっているため、遅延波の影響を吸収することができないという問題点があった。
【００１１】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、相関器の回路規模を低減し、高いフレーム使用効率を実現し、しかも遅延波の影響をなくすことができる同期確立方法、同期確立装置および通信システムを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる同期確立方法は、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された同期語を用いて同期を確立する同期確立方法において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信工程と、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立する受信工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、まず、送信工程によって、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信し、その後、受信工程によって、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立するようにしている。
【００１４】
つぎの発明にかかる同期確立方法は、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された同期語を用いて同期を確立する同期確立方法において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信工程と、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立する受信工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、まず、送信工程によって、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語をフレームに一定の規則で挿入して送信し、その後、受信工程によって、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立するようにしている。
【００１６】
つぎの発明にかかる同期確立方法は、上記の発明において、前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００１８】
つぎの発明にかかる同期確立方法は、上記の発明において、前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００２０】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入して送信し、該挿入された同期語を用いて受信側装置に対して同期を確立させる同期確立装置において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信するようにしている。
【００２２】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入して送信し、該挿入された同期語を用いて受信側装置に対して同期を確立させる同期確立装置において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信するようにしている。
【００２４】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、複数ビットからなる既知パターンの同期語が一定の規則でフレーム中に挿入された信号を受信し、該受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて受信信号に対する同期を確立する同期確立装置において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとる相関手段と、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、相関手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有するフレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとり、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行うようにしている。
【００２６】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、複数ビットからなる既知パターンの同期語が一定の規則でフレーム中に挿入された信号を受信し、該受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて受信信号に対する同期を確立する同期確立装置において、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとる相関手段と、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、相関手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いたフレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとり、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行うようにしている。
【００２８】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、上記の発明において、前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００３０】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、上記の発明において、前記相関手段は、前記受信信号を順次シフトするシフトレジスタと、各前記基本系列を保持する複数のレジスタと、前記複数のレジスタを選択切替する切替手段と、前記切替手段によって選択切替されたレジスタと前記シフトレジスタの受信信号との各ビットの排他的論理和を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、切替手段が、一定の規則に対応して複数のレジスタから１つのレジスタを選択切替し、演算手段がこの選択切替されたレジスタとシフトレジスタの受信信号との各ビットの排他的論理和を演算し、この演算結果をもとに同期確立を行うようにしている。
【００３２】
つぎの発明にかかる同期確立装置は、前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００３４】
つぎの発明にかかる通信システムは、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された送信信号を受信側装置に送信し、受信側装置が該送信された信号を受信し、受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて該受信信号に対する同期を確立する通信システムにおいて、前記送信側装置は、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語を前記フレーム中に前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備え、前記受信側装置は、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行う相関手段と、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、送信側装置では、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信し、受信側装置では、相関手段が、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行い、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行うようにしている。
【００３６】
つぎの発明にかかる通信システムは、複数ビットからなる既知パターンの同期語を一定の規則でフレーム中に挿入し、該挿入された送信信号を受信側装置に送信し、受信側装置が該送信された信号を受信し、受信信号のフレーム内に挿入された同期語を用いて該受信信号に対する同期を確立する通信システムにおいて、前記送信側装置は、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信する送信手段を備え、前記受信側装置は、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行う相関手段と、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行う同期制御手段と、を備えたことを特徴とする通信システム。
【００３７】
この発明によれば、送信側装置では、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語をフレームに一定の規則で挿入して送信し、受信側装置では、相関手段が、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行い、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行うようにしている。
【００３８】
つぎの発明にかかる通信システムは、上記の発明において、前記複数の同期語の基本系列長は同じであることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００４０】
つぎの発明にかかる通信システムは、上記の発明において、前記基本系列は、Ｍ系列であることを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしている。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる同期確立方法および同期確立装置および通信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４３】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である通信システムに用いるフレーム構成を示す図である。図１において、フレーム１内には、６４ビットの同期語ＵＷ１と２６ビットの同期語ＵＷ２とがデータＤ１〜Ｄ３の間に挿入される。フレーム１内における同期語ＵＷ１とＵＷ２との設置数は、任意であるが、フレーム１内の所定位置に一定の規則をもって挿入される。
【００４４】
同期語ＵＷ１は、周期が「１５」のＰＮ系列であるＰＮ符号Ｍ１５ａを４回繰返し、その両端に２ビットの繰返しパターンを付加している。ここでは、ＰＮ系列として高い自己相関特性をもつＭ系列（maximum length code）を用いている。この場合における基本系列の繰返し数は、６４ビット／１５ビット≒４．２７回である。
【００４５】
一方、同期語ＵＷ２は、周期が「１５」のＰＮ系列であるＰＮ符号Ｍ１５ｂを１回繰返し、その両端に５ビットと６ビットの繰返しパターンを付加している。このＰＮ符号Ｍ１５ｂは、ＰＮ符号Ｍ１５ａと異なる既知系列パターンであり、ここでは、ＰＮ系列として高い自己相関特性をもつＭ系列（maximum length code）を用い、ＰＮ符号１５ａのＭ系列パターンと異なるＭ系列パターンを設定している。この場合における基本系列の繰返し数は、２６ビット／１５ビット≒１．７３回である。
【００４６】
図２は、図１に示した同期語ＵＷ１,ＵＷ２が一定の規則で挿入されたフレーム１を含む送信信号を送信する送信機を示す図である。図２において、フレーム生成部１１は、ＰＮ符号Ｍ１５ａ，１５ｂを用いて同期語ＵＷ１，ＵＷ２を生成し、この生成した同期語ＵＷ１，ＵＷ２を一定の規則でデータ間に挿入したフレームを生成する。変調器１２は、フレーム生成１１によって生成されたフレームのデータを順次変調し、送信部１３に出力する。送信部１３は、変調器１２から出力される変調データを周波数変換、増幅を行ってアンテナ１４から無線信号として出力する。
【００４７】
図３は、図１に示した同期語ＵＷ１，ＵＷ２が一定の規則で挿入されたフレーム１を含む送信信号を受信する受信機を示す図である。図３において、受信部２１は、アンテナ２０を介してフレーム１が含まれる受信信号を受信し、周波数変換、低雑音増幅、帯域制限等を行ったベースバンド信号を復調器２２に出力する。復調器２２は、入力したベースバンド信号を復調し、受信データＳ２０およびクロックＳ２１を相関器２３，２４および復号器２８に出力する。
【００４８】
相関器２３は、１５ビットのシフトレジスタ２３ａ、ＰＮ符号Ｍ１５ａを保持するＰＮ符号レジスタ２３ｃ、およびシフトレジスタ２３ａの各ビット出力とＰＮ符号レジスタ２３ｃの各ビット出力との排他的論理和を演算し、演算結果をパラレル出力するＥＸ−ＯＲ回路２３ｂを有する。シフトレジスタ２３ａには、復調器２２から出力される受信データＳ２０を順次、クロックＳ２１をもとに入力し、シフトするとともにシフトレジスタ上の１５ビットをＥＸ−ＯＲ回路２３ｂに出力する。ＥＸ−ＯＲ回路２３ｂは、シフトレジスタ２３ａから入力される１５ビットとＰＮ符号レジスタ２３ｃの１５ビットとをそれぞれ対応させて排他的論理和を演算し、この演算結果を同時に判定部２５に出力する。
【００４９】
同様に、相関器２４は、１５ビットのシフトレジスタ２４ａ、ＰＮ符号Ｍ１５ｂを保持するＰＮ符号レジスタ２４ｃ、およびシフトレジスタ２４ａの各ビット出力とＰＮ符号レジスタ２４ｃの各ビット出力との排他的論理和を演算し、演算結果をパラレル出力するＥＸ−ＯＲ回路２４ｂを有する。シフトレジスタ２４ａには、復調器２２から出力される受信データＳ２０を順次、クロックＳ２１をもとに入力し、シフトするとともにシフトレジスタ上の１５ビットをＥＸ−ＯＲ回路２４ｂに出力する。ＥＸ−ＯＲ回路２４ｂは、シフトレジスタ２４ａから入力される１５ビットとＰＮ符号レジスタ２４ｃの１５ビットとをそれぞれ対応させて排他的論理和を演算し、この演算結果を同時に判定部２６に出力する。
【００５０】
判定部２５，２６は、それぞれＥＸ−ＯＲ回路２３ｂ，２４ｂからの演算結果をもとに相関電力値を算出し、この相関電力値をもとに同期時点を判定する。これらの判定結果は同期制御部２７に送出され、同期制御部２７は、判定部２５，２６の判定結果をもとに、フレーム同期およびビットタイミング同期の同期制御を復調器２２に対して行う。フレーム同期は、フレーム単位の大まかな同期確立であり、同期語ＵＷ１によって主に行われ、前方保護および後方保護等の制御も行う。ビットタイミング同期は、復調器２２が各ビットタイミングを得るための同期確立であり、同期語ＵＷ２によって主に行われる。
【００５１】
特に、フレーム１内の同期語ＵＷ２の数は、同期語ＵＷ１に比べてフレーム１内に分散して配置され、常時変化する電波環境に対応する同期確立を行うようにしている。一方、復号器２８は、同期制御部２７によって同期制御された受信データＳ２０およびクロックＳ２１をもとに復号した復号データを出力する。
【００５２】
図４（ａ）は、相関器２３からの相関出力を示す図である。図４（ａ）に示すように、相関器２３からの相関出力は、ＰＮ符号Ｍ１５ａが４回繰り返されるのに対応して４つのピークをもった相関出力が１５ビット単位で出力されるので、高い同期検出を行うことができる。また、同期語ＵＷ１には、４回繰り返されるＰＮ符号Ｍ１５ａの両端にそれぞれ２ビットの繰返し系列が付加されているため、遅延波が存在する場合には、図４（ａ）に示すように、２ビットまでの遅延波に対応するサイドローブが出現するため、このサイドローブの検出によって同期制御部２７は遅延波の影響をなくすことができる。
【００５３】
図４（ｂ）は、相関器２４からの相関出力を示す図である。図４（ｂ）に示すように、相関器２４からの相関出力は、ＰＮ符号Ｍ１５ｂが１回繰り返されるのに対応して一つのピークをもった相関出力が出力され、これによって同期検出を行うことができる。また、同期語ＵＷ２は、一つのＰＮ符号Ｍ１５ｂの両端には、５ビットと６ビットの繰返し系列が付加されているため、５ビットあるいは６ビットまでの遅延波が存在する場合には、図４（ｂ）に示すように、５ビットあるいは６ビットまでの遅延波に対応するサイドローブが出現するため、このサイドローブの検出によって同期制御部２７は遅延波の影響をなくすことができる。特に、移動通信の場合には、５ビットあるいは６ビットに渡る遅延波が生じる場合があり、このような遅延波が生じる場合にもフェージング対策を確実に行うことができ、高品質のデータ伝送を行うことができる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態１では、同期語ＵＷ１の基本系列、すなわちＰＮ符号Ｍ１５ａを４回繰り返すようにしているが、この基本系列の繰返しは任意である。たとえば、ＰＮ符号Ｍ１５ａを３回繰り返し、両端にそれぞれ２ビットの繰返し系列を付加し、同期語ＵＷ１に対して一つのＰＮ符号Ｍ１５ａのビットが削除された４９ビットの同期語ＵＷ１’を用いるようにしてもよい。この場合における基本系列長の繰返し数は、４９ビット／１５ビット≒３．２７回となる。このように基本系列を少なくすることによって、さらにフレーム使用効率が高まることになる。
【００５５】
この実施の形態１によれば、基本系列長の繰返し数の異なる複数の同期語ＵＷ１，ＵＷ２を一定の規則で挿入したフレーム１によって構成される送受信データを用いて同期確立を行うようにしているので、基本系列の繰返しによって相関器の装置規模を抑えながら、同期検出性能を向上させることができ、しかも少なくとも一つの同期語ＵＷ１，ＵＷ２の両端には、繰返し系列が付加されているので、遅延波の影響を有効に除去することができる。
【００５６】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、同期語ＵＷ１，ＵＷ２内の基本系列は、いずれも１５ビットで同じ基本系列長であったが、この実施の形態２では、異なる基本系列長をもつ複数の同期語を用いるようにしている。
【００５７】
図５は、この発明の実施の形態２である通信システムに用いるフレーム構成を示す図である。図５において、フレーム１内には、６４ビットの同期語ＵＷ１と２６ビットの同期語ＵＷ２とがデータＤ１〜Ｄ３の間に挿入される。フレーム１内における同期語ＵＷ１とＵＷ２との設置数は、任意であるが、フレーム１内の所定位置に一定の規則をもって挿入される。この点は、実施の形態１と同じである。
【００５８】
しかし、同期語ＵＷ１１は、周期が「３１」のＰＮ系列であるＰＮ符号Ｍ３１を２回繰返し、その両端に１ビットの繰返しパターンを付加している。ここでは、ＰＮ系列として高い自己相関特性をもつＭ系列（maximum length code）を用いている。この場合における基本系列の繰返し数は、６４ビット／３１ビット≒２．０６回である。
【００５９】
一方、同期語ＵＷ１２は、周期が「１５」のＰＮ系列であるＰＮ符号Ｍ１５を１回繰返し、その両端に５ビットと６ビットの繰返しパターンを付加している。従って、同期語ＵＷ１２は、実施の形態１における同期語ＵＷ２と同じである。また、ここでは、ＰＮ系列として高い自己相関特性をもつＭ系列（maximum length code）を用いている。この場合における基本系列の繰返し数は、２６ビット／１５ビット≒１．７３回である。
【００６０】
この同期語ＵＷ１１，ＵＷ１２が挿入されたフレーム１は、実施の形態１と同様な送信機および受信機を用いた通信システムを構築することができる。この場合、図３に示した相関器２４の構成はそのまま実施の形態２に適用することができるが、相関器２３の構成は、基本系列であるＰＮ符号Ｍ３１のビット数がＰＮ符号１５のビット数と異なるため、シフトレジスタ２３ａは、３１ビット長のシフトレジスタとし、ＰＮ符号レジスタ２３ｃは、ＰＮ符号Ｍ３１を保持する３１ビットのＰＮ符号レジスタとし、さらにＥＸ−ＯＲ回路２３ｂは、３１ビットの排他的論理和の演算を行う演算回路とする必要がある。
【００６１】
したがって、相関器の回路規模は大きくなるが、ＰＮ符号Ｍ３１を２回用いているため、周期が「６３」のＰＮ符号を用いるまでもなく、相関器の回路規模を抑えつつ、高い相関出力によって高い同期検出を行うことができる。
【００６２】
この実施の形態２によれば、基本系列長の繰返し数が異なり、基本系列も異なる複数の同期語ＵＷ１１，ＵＷ１２を一定の規則で挿入したフレーム１によって構成される送受信データを用いて同期確立を行うようにしているので、基本系列の繰返しによって相関器の装置規模を抑えながら、同期検出性能を向上させることができ、しかも少なくとも一つの同期語ＵＷ１，ＵＷ２の両端には、繰返し系列が付加されているので、遅延波の影響を有効に除去することができる。しかも、基本系列が異なるので、同期語ＵＷ１１，ＵＷ１２の相関をフレーム上の配置関係とは無関係に確実に峻別して行うことができ、同期語ＵＷ１１，ＵＷ１２の目的に合った同期確立を確実に行うことができる。
【００６３】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、パターンは異なるが、同じ基本系列長をもつ基本系列を同期語ＵＷ１，ＵＷ２に用い、これら各同期語ＵＷ１，ＵＷ２のそれぞれに対応した相関を演算するために、二つの相関器２３，２４を設けるようにしていたが、この実施の形態３では、同一の相関器によって各同期語ＵＷ１，ＵＷ２に対する相関演算を時間的に分離して行うようにしている。
【００６４】
図６は、図１に示した同期語ＵＷ１，ＵＷ２が一定の規則で挿入されたフレーム１を含む送信信号を受信する受信機の構成を示す図である。図６において、受信部３１は、アンテナ３０を介してフレーム１が含まれる受信信号を受信し、周波数変換、低雑音増幅、帯域制限等を行ったベースバンド信号を復調器３２に出力する。復調器３２は、入力したベースバンド信号を復調し、受信データＳ３０およびクロックＳ３１を相関器３３および復号器３８に出力する。
【００６５】
相関器３３は、１５ビットのシフトレジスタ３３ａ、ＰＮ符号Ｍ１５ａを保持するＰＮ符号レジスタ３３ｃ、ＰＮ符号Ｍ１５ｂを保持するＰＮ符号レジスタ３３ｄ、シフトレジスタ３３ａの各ビット出力とＰＮ符号レジスタ３３ｃまたはＰＮ符号レジスタ３３ｄの各ビット出力との排他的論理和を演算し、演算結果をパラレル出力するＥＸ−ＯＲ回路３３ｂ、およびＰＮ符号レジスタ３３ｃに保持されたＰＮ符号Ｍ１５ａとＰＮ符号レジスタ３３ｄに保持されたＰＮ符号Ｍ１５ｂとを切替出力するセレクタ３４を有する。
【００６６】
シフトレジスタ３３ａには、復調器３２から出力される受信データＳ３０を順次、クロックＳ３１をもとに入力し、シフトするとともにシフトレジスタ上の１５ビットをＥＸ−ＯＲ回路３３ｂに出力する。ＥＸ−ＯＲ回路３３ｂは、シフトレジスタ３３ａから入力される１５ビットと、セレクタ３４を介して出力されるＰＮ符号レジスタ３３ｃまたはＰＮ符号レジスタ３３ｄの１５ビットとをそれぞれ対応させて排他的論理和を演算し、この演算結果を同時に判定部２５に出力する。
【００６７】
セレクタ３４は、同期制御部３７からの選択信号をもとにＰＮ符号レジスタ３３ｃとＰＮ符号レジスタ３３ｄとの切替出力を行う。フレーム１上の同期語ＵＷ１がシフトレジスタ３３ａにシフトされる場合、セレクタ３４は、ＰＮ符号レジスタ３３ｃを選択し、ＰＮ符号Ｍ１５ａをＥＸ−ＯＲ回路３３ｂに出力する。また、フレーム１上の同期語ＵＷ２がシフトレジスタ３３ａにシフトされる場合、セレクタ３４は、ＰＮ符号レジスタ３３ｄを選択し、ＰＮ符号Ｍ１５ｂをＥＸ−ＯＲ回路３ｂに出力する。このセレクタ３４を用いたＰＮ符号Ｍ１５ａとＰＮ符号Ｍ１５ｂとの切替によって、シフトレジスタ３３ａおよびＥＸ−ＯＲ回路３３ｂを重複して設ける必要がなくなり、相関器の回路規模を低減することができる。
【００６８】
図７は、相関器３３からの相関出力の一例を示す図である。図７において、セレクタ３４によるＰＮ符号Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂの切替設定によって、同一の相関器３３から同期語ＵＷ１に対する相関出力と、同期語ＵＷ２に対する相関出力とが、フレーム内の配置構成に従って順次出力されることになる。図７では、まずＰＮ符号レジスタ３３ｃのＰＮ符号Ｍ１５ａが選択設定され、同期語ＵＷ１がシフトレジスタ３３ａに入力されることによって、このＰＮ符号Ｍ１５ａと符号語ＵＷ１との相関出力が出力され、その後、セレクタ３４によってＰＮ符号レジスタ３３ｄのＰＮ符号Ｍ１５ｂが選択設定され、同期語ＵＷ２がシフトレジスタ３３ａに入力されると、この同期語ＵＷ２とＰＮ符号Ｍ１５ｂとの相関出力が出力されることになる。
【００６９】
判定部３５は、判定部２５，２６と同じように、ＥＸ−ＯＲ回路３３ｂからの演算結果をもとに相関電力値を算出し、この相関電力値をもとに同期時点を判定する。これらの判定結果は同期制御部３７に送出され、同期制御部３７は、判定部３５の判定結果をもとに、フレーム同期およびビットタイミング同期の同期制御を復調器３２に対して行う。一方、復号器３８は、同期制御部３７によって同期制御された受信データＳ３０およびクロックＳ３１をもとに復号した復号データを出力する。
【００７０】
この実施の形態３によれば、同一基本系列長をもった複数の同期語がフレーム内に挿入される場合に、参照符号としての基本系列を順次切替設定するようにしているので、相関器の回路規模を削減することができる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態１〜３において、基本系列としてＭ系列を用いて説明したが、これにが限らず、他の基本系列をたとえばＧＯＬＤ符号系列等のＰＮ系列を用いてもよい。
【００７２】
また、上述した実施の形態１〜３においては、いずれも検出した同期タイミングを復調器の制御用に用いた例を示しているが、この同期タイミングを他の同期制御に用いるようにしてもよいのは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、まず、送信工程によって、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信し、その後、受信工程によって、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立するようにしているので、相関演算は、繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるという効果を奏する。
【００７４】
つぎの発明によれば、まず、送信工程によって、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語をフレームに一定の規則で挿入して送信し、その後、受信工程によって、前記送信工程によって送信されたフレームを受信し、該受信したフレーム中に前記一定の規則で挿入された前記複数の同期語を用いて同期を確立するようにしているので、相関演算は繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるとともに、異なる基本系列を用いるようにしているので、フレーム上における同期語の配置関係とは関係なく、各同期語に対する相関出力を確実に得ることができ、各同期語の目的に合った同期確立制御を行うことができるという効果を奏する。
【００７５】
つぎの発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、各同期語の生成処理および各同期語に対する相関処理が容易になるという効果を奏する。
【００７６】
つぎの発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、一層、高い相関出力を得ることができ、同期確立を確実に行うことができる効果を奏する。
【００７７】
つぎの発明によれば、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信するようにしているので、受信側装置は、この送信手段によって送信されたフレーム内の同期語を用い、繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるという効果を奏する。
【００７８】
つぎの発明によれば、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語を前記フレームに前記一定の規則で挿入して送信するようにしているので、受信側装置は、この送信手段によって送信されたフレーム内の同期語を用い、繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるとともに、異なる基本系列を用いるようにしているので、フレーム上における同期語の配置関係とは関係なく、各同期語に対する相関出力を確実に得ることができ、各同期語の目的に合った同期確立制御を行うことができるという効果を奏する。
【００７９】
つぎの発明によれば、相関手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有するフレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとり、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行うようにしているので、受信側装置は、同期確立に際し、繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるという効果を奏する。
【００８０】
つぎの発明によれば、相関手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いたフレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関をとり、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号との同期を確立させる制御を行うようにしているので、受信側装置は、同期確立に際し、繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるとともに、異なる基本系列を用いるようにしているので、フレーム上における同期語の配置関係とは関係なく、各同期語に対する相関出力を確実に得ることができ、各同期語の目的に合った同期確立制御を行うことができるという効果を奏する。
【００８１】
つぎの発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、各同期語の生成処理および各同期語に対する相関処理が容易になるという効果を奏する。
【００８２】
つぎの発明によれば、切替手段が、一定の規則に対応して複数のレジスタから１つのレジスタを選択切替し、演算手段がこの選択切替されたレジスタとシフトレジスタの受信信号との各ビットの排他的論理和を演算し、この演算結果をもとに同期確立を行うようにしているので、一つのシフトレジスタと一つの演算手段とを用いて相関処理を行うことができ、結果的に簡易な構成によって相関器が実現され、相関器の回路規模を一層低減することができるという効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、一層、高い相関出力を得ることができ、同期確立を確実に行うことができる効果を奏する。
【００８４】
つぎの発明によれば、送信側装置では、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１を超える値であり、かつ異なる繰返し数を有する複数の同期語をフレーム中に一定の規則で挿入して送信し、受信側装置では、相関手段が、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行い、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行うようにしているので、相関器は繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるという効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明によれば、送信側装置では、送信手段が、基本系列の基本系列長に対する繰返し数が１以上の異なる値であり、かつ、それぞれ異なる基本系列を用いた複数の同期語をフレームに一定の規則で挿入して送信し、受信側装置では、相関手段が、前記フレーム内の複数の同期語と前記基本系列との相関演算を行い、同期制御手段が、前記相関手段の結果をもとに前記受信信号に対する同期を確立させる制御を行うようにしているので、相関器は繰り返される基本系列の相関演算を行えばよいので相関器の回路規模を低減し、基本系列の繰返し数を小さく設定することによって高いフレーム使用効率を維持することができ、同期語内の基本系列以外の繰返し系列を有効利用することによって遅延波を検出し、これによって遅延波の影響を削除する同期確立が可能となるとともに、異なる基本系列を用いるようにしているので、フレーム上における同期語の配置関係とは関係なく、各同期語に対する相関出力を確実に得ることができ、各同期語の目的に合った同期確立制御を行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明によれば、基本系列の基本系列長を同じとした複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、各同期語の生成処理および各同期語に対する相関処理が容易になるという効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明によれば、高い自己相関特性をもつＭ系列を基本系列とする複数の同期語をフレーム内に挿入し、この挿入した複数の同期語を用いて同期確立を行うようにしているので、一層、高い相関出力を得ることができ、同期確立を確実に行うことができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である通信システムに用いるフレーム構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１である通信システムの送信機の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態１である通信システムの受信機の構成を示すブロック図である。
【図４】  図３に示した二つの相関器からの相関出力例を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２である通信システムに用いるフレーム構成を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態３である通信システムの受信機の構成を示すブロック図である。
【図７】  図６に示した相関器からの相関出力例を示す図である。
【図８】  欧州自動車通信システムが用いるフレーム構成を示す図である。
【図９】  図８に示したフレーム構成内の同期語に対する相関出力例を示す図である。
【図１０】  従来におけるフレーム同期用の同期語構成を示す図である。
【符号の説明】
１  フレーム、１１  フレーム生成部、１２  変調器、１３  送信部、１４，２０，３０  アンテナ、２１，３１  受信部、２２，３２  復調器、２３，２４，３３  相関器、２３ａ，２４ａ，３３ａ  シフトレジスタ、２３ｂ，２４ｂ，３３ｂ  ＥＸ−ＯＲ回路、２３ｃ，２４ｃ，３３ｃ，３３ｄ  ＰＮ符号レジスタ、２５，２６，３５  判定部、２７，３７  同期制御部、２８，３８  復号器、３４  セレクタ、ＵＷ１，ＵＷ２，ＵＷ１１，ＵＷ１２  同期語、Ｄ１〜Ｄ３  データ、Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｂ，Ｍ１５，Ｍ３１  ＰＮ符号。
【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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