JPH0131810B2 - - Google Patents

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JPH0131810B2
JPH0131810B2 JP58156099A JP15609983A JPH0131810B2 JP H0131810 B2 JPH0131810 B2 JP H0131810B2 JP 58156099 A JP58156099 A JP 58156099A JP 15609983 A JP15609983 A JP 15609983A JP H0131810 B2 JPH0131810 B2 JP H0131810B2
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power
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Priority to CA000461840A priority patent/CA1226347A/en
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Publication of JPH0131810B2 publication Critical patent/JPH0131810B2/ja
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    • H04L2025/0335—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03375—Passband transmission
    • H04L2025/03414—Multicarrier
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、互いに時間的直交関係の保たれてい
る複数個の並列チヤンネルを用いてデータ伝送を
行なう、直交多重並列データ伝送系に関わり、特
に伝送路上で選択性フエーデイングが発生した場
合に、受信装置内自動等化器の安定状態を維持す
る選択性フエーデイング保護方式に関わる。
直交多重並列データ伝送方式は、一定の帯域内
にスペクトラム重なりの許容された複数個の並列
チヤンネルを配することにより理想ナイキスト伝
送に極めて近い高能率データ伝送を可能とする方
式として一般に知られている。このような理論的
限界に迫る高能率データ伝送系は、近年のデイジ
タル伝送需要の増大に相まつて、益々その重要性
を増して来ている。
この種の並列データ伝送方式の応用面での特徴
の１つに、高い耐選択性フエーデイング性があ
る。
即ち、並列データ伝送系を用いれば、選択性フ
エーデイングによつて、電力が低下するチヤンネ
ルは、全チヤンネルのうち１つまたは２つに限ら
れる訳であるから、あらかじめ一部のチヤンネル
を誤り訂正用チヤンネルとして割り合てておき、
あるチヤンネルの電力が、あらかじめ設定した判
別値よりも小さくなり、そのチヤンネルから出力
するデータに誤りが発生する恐れが生じた場合に
は、誤り訂正用チヤンネルから得られる訂正用デ
ータを用いて、容易に誤り訂正を施すことができ
るのである。しかしながら、電力の低下したチヤ
ンネルに接続している自動等化器においては、入
力信号のＳ／Ｎが極端に劣化して所望の安定点を
維持するに有意な入力信号が得られない為、無制
御状態に陥り、選択性フエーデイングが緩和し
て、再び有意な信号が入力し始めても、所望の安
定点に達することができず、不安定な状態を続け
ているか、もしくは、所望の安定点とは別の安定
点に落ちついてしまい、結果として正常な受信デ
ータが復元できなくなるという欠点があつた。
本発明は、上記欠点を解決し、いかなる強さの
選択性フエーデイング発生下においても、自動等
化器を所望の安定点に維持し得る選択性フエーデ
イング保護方式を提供するものである。
即ち、本発明の目的は、選択性フエーデイング
が発生して、あるチヤンネルの電力が、あらかじ
め設定した第一の判別値よりも小さくなつた場合
には従来より知られている、誤り訂正用チヤンネ
ルから得られる訂正用データを用いて、誤り訂正
を行なうという処理を施すと共に、訂正後の正確
なデータを電力の低下したチヤンネルに接続のト
ランスバーサルフイルタ形自動等化器に、参照デ
ータとして与え、この参照データと、自動等化器
フイルタ出力との差として得られる誤差信号を小
ならしめるべく、フイルタタツプ係数の修正をす
る教師付学習動作を行なわしめることにより、自
動等化器を所望の安定点に維持し、選択性フエー
デイングがより強力となり、チヤンネルの電力が
更に低下して、あらかじめ設定した第２の判定値
よりも小さくなり、自動等化器に有意な入力信号
が全く得られない時には、自動等化器のフイルタ
タツプ係数を全て零にリセツトしておき、この状
態から選択性フエーデイングがやや弱まつてチヤ
ンネルの電力が回復し、前記第２の判別値よりも
大きくなり、自動等化器に有意な入力信号が得ら
れ始めた時には、前記と同様な教師付学習動作を
行なわしめることにより、自動等化器を所望の安
定点に導き、いかなる強さの選択性フエーデイン
グ発生下においても、自動等化器を所望の安定点
に維持することのできる選択性フエーデイング保
護方式を提供することにある。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
尚、説明の便宜上、直交多重の形式として、特
に直交QAM方式の場合について述べる。直交
QAM方式の原理およびそこで用いられる自動等
化器については例えば、1980年１月発行の刊行物
「IEEE TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS、Vol COM―28、No.１」
の第73頁―第83頁記載の論文“AN ANALYSIS
OF AUT OMATIC EQUALIZERS FOR
ORTHOGONALLY MULTIPLEXED QAM
SYSTEMS”を参照されたい。また、誤り訂正
方式としては、種々の方式が適用可能であるが説
明の便宜上、偶数バリテイ方式の場合について述
べる。
第１図は直交多重並列伝送方式の一種である直
交QAM伝送方式における送信装置の基本構成を
示すブロツク図である。第１図において、参照数
字１０２乃至１０７は第２乃至第７番目の複素デ
ータ系列Sk（ｔ）は、ｋが偶数の時、その実部デ
ータ｛ak、ｌ）ｌ＝−〓およびその虚部データ
（bk、ｌ）ｌ〓 ＝ −〓を用いて Sk（ｔ）＝〓 〓l= 〓ak,l δ（ｔ−lT）＋ｊ〓 〓l=- 〓bk,l δ（ｔ−Ｔ／２−lT）と 表わされ、ｋが奇数の時 Sk（ｔ）＝〓 〓l=- 〓ak,l δ（ｔ−Ｔ／２−lT）＋ｊ〓 〓l=- 〓 bk,l δ（ｔ−lT）と表わされる。ここでδ（ｔ）
は理想インパルス応答を表わしＴは各並列チヤン
ネルのシンボルクロツク周期を表わす。また実部
データと虚部データとの間のＴ／２秒のずれおよ
び偶数番目チヤンネルと、奇数番目チヤンネルと
の間の遅延関係のねじれは各並列チヤンネル間の
時間的直交性を保障するものである。
尚、本実施例において、上記入力データak,lお
よびbk,lは２値信号として取り扱う。参照数字１
０７および１０８は、送信側偶数パリテイ発生回
路であり、その基本構成は第２図に示す如く、２
つの排他的論理和回路２０４，２０５とから成
る。第１図において送信側偶数パリテイ発生回路
を、偶数チヤンネル用と奇数チヤンネル用に分け
ている理由は、選択性フエーデイングにより、隣
接２チヤンネルの電力が同時に低下する恐れがあ
る為である。送信側偶数パリテイ発生回路１０
７，１０８出力は、それぞれ第１番目および第８
番目の複素データ系列となる。参照番号１０９乃
至１１６は第１番目乃至第８番目の複素データ系
列に対し、各々ベースバンド波形成形するための
ベースバンドフイルタであり、その周波数伝達特
性Ｇ（ω）は謂るルートナイキスト特性（即ちG2
（ω）がナイキスト条件を満たす特性）となつて
いる。
Ｇ（ω）の時間応答をｇ（ｔ）とすれば、第ｋ番
目のベースバンドフイルタ出力xk（ｔ）は で与えられる。参照数字１２１乃至１２８は、
各々変調器であり、各々端子１３１乃至１３８よ
り供給される複素キヤリアによつて対応するベー
スバンドフイルタ出力が変調される。ここで第ｋ
番目の複素キヤリア周波数をfkとすると、隣接キ
ヤリアの差分即ちfk2〜fk-1は、丁度ボー周波数
１／Ｔに等しく設定されている。参照数字１４０
は、こうした変調信号を全て加算して、出力端１
５０に出力する加算回路であつて、その出力信号
ｙ（ｔ）は ｙ（ｔ）＝8 〓k=1 Re｛Xk（ｔ）・e-j2〓fkt｝ で与えられる。ここでRe｛・｝は｛ ｝内複素数
の実数部のみを取り出す演算を表わしている。ま
た上式の各項Re｛Xk（ｔ）・e-j 2〓ft｝は、第ｋ番目
のQAM信号（直交振幅変調信号）を表わしてお
り、従つて送出信号ｙ（ｔ）のスペクトラムは第
３図参照数字３０１乃至３０８に示す如く、第１
番目乃至第８番目のQAM信号を隣接スペクトラ
ム重なりを許容しつつ並列配置したスペクトラム
となる。
第４図は、直交QAM伝送方式における受信装
置の構成を示すブロツク図である。第４図におい
て、受信信号は、入力端４０１より入力され参照
数字４１１乃至４１８にて示される復調器に供給
される。各復調器に於いては、端子４２１乃至４
２８より各々供給される複素キヤリアを用いて受
信信号を各々のベースバンド信号に復調する。第
ｋ番目の複素キヤリアは、ej 2〓fktで表わされる。
参照数字４３１乃至４３８は、送信装置にて用い
たベースバンドフイルタと同一特性を有するベー
スバンドフイルタであつて、ｇ（ｔ）とｇ（ｔ）と
の畳み込み積分で得られる関数をｆ（ｔ）とすれ
ば、結局第ｋ番目ベースバンドフイルタ出力Zk
（ｔ）は、伝送路に歪がない時 と表わされる。参照数字４４１乃至４４８は、自
動利得制御増巾器であり、選択性フエーデイング
によつて電力の減少または増加を受けたZk（ｔ）
に対して、自動利得制御増巾器出力の電力が一定
となるように補正を加える。
第５図は自動利得制御増巾器の内部構成を示す
ブロツク図である。
第５図において、ベースバンド信号の実部及び
虚部は各々参照数字５０１及び５０２の入力端か
ら入力され乗算器５０３及び５０４にて、各々電
力が計算された後、加算器５０５にて、両者が加
え合わされて、各チヤンネルの電力となる。参照
数字５０８は読み出し専用メモリであり、その内
部には、上記チヤンネルの電力値に対応した増巾
係数が記憶されている。従つて、入力端５０１及
び５０２より入力したベースバンド信号の実部及
び虚部を、読み出し専用メモリ５０８より出力さ
れる増巾係数を用いて各々乗算器５０９及び５１
０にて増巾することにより、出力端５１１及び５
１２には、電力一定の信号が出力される。参照数
字５０６及び５０７は識別器であり、選択性フエ
ーデイングが発生していない場合には、各々の識
別器出力は０であり、選択性フエーデイングが発
生して、チヤンネルの電力があらかじめ定めた第
１の判別値よりも小さくなつた場合には、識別器
５０６の出力が１となり、更に選択性フエーデイ
ングが強くなつて、チヤンネルの電力があらかじ
め定めた第２の判別値よりも小さくなつた場合に
は、識別器５０７の出力も１となる。
再び第４図において、自動利得制御増巾器の出
力は、参照数字４５１乃至４５８にて示される自
動等化器に入力され、チヤンネル間干渉及び符号
間干渉が等化されて、各チヤンネルの複素データ
が復元される。
第６図は、自動等化器のうち、特に偶数チヤン
ネルに対するものの基本構成例を詳細に示したブ
ロツク図である。
即ち、第６図において入力複素信号はＴ／２秒
毎に標本化され、その実部系列はレジスタ６０
０，６０２，６０４に順次入力される。同様に、
虚部系列は、レジスタ６０１，６０３，６０５に
順次入力される。各レジスタの出力は図示の如
く、各々タツプオフされており、タツプ係数発生
器６６０，６６２，６６４及び６６１，６６３，
６６５の出力との間で、乗算器６１０，６１１，
６１２，６１３，６１４，６１５および加算器６
７０を介して、積加演算が施され、加算器３７０
の出力としてトランスバーサルフイルタ実部出力
を得る。同様にして加算器６７１の出力にはトラ
ンスバーサルフイルタ虚部出力を得る。参照数字
６８０乃至６８１は、各々データ識別回路であつ
てＴ秒毎に実部データ推定値、及び虚部データ推
定値を各々出力する。
加算器６９０及び６９１は各識別時刻での識別
誤差信号を生成し、その信号は、現在のタツプ係
数を修正すべく乗算器６３０，６３１，６３２，
６３３，６３４，６３５及び６４０，６４１，６
４２，６４３，６４４，６４５に供給される。タ
ツプ係数発生器６６０及び６６１は、各々乗算器
６３０，６４１加算器６５０による相関計算の結
果および乗算器６３１，６４０加算器６５１によ
る相関計算の結果により現在のタツプ係数を修正
するものであつて、その基本構成は第７図に示す
如く修正利得設定部７０２、加算器７０３、タツ
プ係数レジスタ７０４セレクタ７０５とより成る
一種の積分器で表わされる。強力な選択性フエー
デイングが発生して、入力端７０７の信号が１に
なつた場合には、セレクタ７０５が切り換わり、
タツプ係数レジスタ７０４が０にリセツトされ
る。
第８図は、第６図をモデル化し、更に選択性フ
エーデイング保護用回路を追加したブロツク図で
あり、第４図の参照数字４５１乃至４５８の内部
に相当する。
第８図において、参照数字８０２はトランスバ
ーサルフイルタ部を表わし、参照数字８０３は識
別部を表わし、参照数字８０４は誤差信号発生部
を表わし、参照数字８０５はタツプ係数発生部を
表わし、参照数字８０６はセレクタを表わしてい
る。二重の線で示した部分は、複素信号線であ
る。また、入力端８１０から入力した信号は第７
図の入力端７０７に接続されている。
選択性フエーデイングが発生していない時には
セレクタ８０６が識別器８０３出力を選択してい
る為本自動等化器は、第６図にて説明した動作を
行ない、選択性フエーデイングが発生して、入力
端８０９の信号が１となつた場合には、セレクタ
８０６が切り換わり、入力端８０８より入力され
る参照データを用いてタツプ係数の修正を行な
う、謂る教師付学習動作を行なう。
第４図に戻つて、第１番目及び第８番目の自動
等化器出力信号は、各々、受信側偶数パリテイ発
生回路４６１及び４６２に入力される。また第２
番目乃至第７番目の自動等化器出力信号は、セレ
クタ４７２乃至４７７に入力されると共に、偶数
番目の自動等化器出力は、受信側偶数パリテイ発
生回路４６２に入力され、奇数番目の自動等化器
出力は、受信側偶数パリテイ発生回路４６１に入
力される。
第９図は、受信側偶数パリテイ発生回路４６１
および４６２の内部構を示すものであつて、参照
数字９２１乃至９２４はセレクタ、参照数字９３
１乃至９３３は排他的論理和回路である。
第９図において、入力端子９０１乃至９０４に
は、自動等化器出力データが入力され、入力端子
９１１乃至９１４には、自堂利得制御増巾器の識
別器５０６出力が入力される。セレクタ９２１で
は、入力端子９１１が０の時、入出端子９０１の
データが選択されて、出力される。逆に入力端子
９１１が１の時は、０入力が選択され、０が出力
される。他のセレクタ９２２乃至９２４も同様で
ある。従つて選択性フエーデイングによつて、あ
るチヤンネルの自動利得制御増巾器識別器５０６
出力が１になると、そのチヤンネルの自動等化器
出力が接続している受信側偶数パリテイ発生器に
て他チヤンネルから入力されるデータを用いて、
偶数パリテイが作られ出力される。この出力デー
タこそは、選択性フエーデイングによつて電力の
落ちたチヤンネルの正しいデータに他ならない。
第４図において、受信側偶数パリテイ発生回路
４６１及び４６２から出力されるデータは各々、
奇数番目の自動等化器及び偶数番目の自動等化器
に参照データとして、入力されると共に、第２番
目乃至第７番目の自動等化器に対応しているセレ
クタ４７２乃至４７７に入力される。各セレクタ
４７２乃至４７７においては、自動利得制御増巾
器の識別器５０６出力が０の場合、自動等化器出
力データを選択し、逆に識別器５０６出力が１の
場合、受信側偶数パリテイ出力回路４６１または
４６２の出力データが選択されて、各々、出力端
４８２乃至４８７に出力される。
従つて、選択性フエーデイングによりあるチヤ
ンネルの電力が低下し、自動等化器出力データが
誤りを発生した場合においてもそのチヤンネルの
出力端には常に正しいデータが出力されることに
なる。
第１０図は本実施例で使用している自動等化器
の安定点を示したものであり、各点を囲む円は、
その収束範囲を示している。
今、各チヤンネルの自動等化器が何んらかの切
期トレーニング方法により、点Ａに収束している
ものとする。選択性フエーデイング保護対策を施
こさない場合においては、選択性フエーデインの
発生によつて、あるチヤンネルの電力が低下した
場合、自動利得制御増巾器にて、そのチヤンネル
の自動等化器入力電力は一定に保たれるものの、
増巾利得に反比例して自動等化器入力信号のＳ／
Ｎが劣化する為、自動等化器の状態は、点Ａのま
わりを大きくゆらぐ結果になり、更に選択性フエ
ーデイングが強くなると、点Ａの収束範囲を離脱
し、他の安定点の収束範囲に飛び込むか、または
どの安定点の収束範囲にも飛び込まずに不安定状
態を続けることになる。不安定状態においてはも
ちろんのこと、時間ずれのある他の安定点、例え
ば点Ｂ乃至点Ｅに飛びこんでしまつた場合には、
並列チヤンネル出力データの時間的位置関係がず
れてしまう為、正しい受信データが得られない。
また、時間ずれのない他の安定点、例えば点Ｆお
よび点Ｈに飛ぼ込んだ場合には、差動符号化を施
していない限り、やはり正しい受信データは得ら
れない。
本発明においては、選択性フエーデイングが発
生して、あるチヤンネルの電力があらかじめ設定
した第１の判別値よりも小さくなつた場合には、
偶数パリテイを使用した誤り訂正を行なうと共
に、該当する自動等化器に対し、受信側偶数パリ
テイ発生回路出力を参照データとした教師付学習
動作を行なわしめるよう制御を加える。この動作
により、自動等化器の状態は点Ａのまわりをゆら
ぐものの、常に、点Ａに向かつて制御を受けてい
る為、他の状態に移動することはない。
また、選択性フエーデイングがより強くなり、
自動等化器入力信号がほとんど雑音に近くなつて
しまつた場合においては、上記、教師付学習動作
を施しても雑音が完全に白色でない限り、ある偏
りをもつてタツプ係数の修正が行なわれ続け、選
択性フエーデイングが緩和して自動等化器に有意
な信号が入力し始めた時に、タツプ係数が極端に
大きな絶対値を示している為に、所望の安定点に
復帰し得ないという現象が発生する。これを避け
る為、チヤンネルの電力があらかじめ設定した第
２の判別値以下になつた場合には、自動等化器フ
イルタタツプ係数を全て零にリセツトしておき、
選択性フエーデイングが緩和して、チヤンネルの
電力が第２の判別値よりも大きくなつた時から前
記教師付学習動作を施ような制御を加えることに
より、自動等化器は、速やかに所望の安定点Ａに
収束する。
以上説明したように、本発明による選択性フエ
ーデイング保護方式を用いれば、選択性フエーデ
イング発生時に、その強弱にかかわらず、自動等
化器を所望の安定点に維持し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、直交多重伝送系の例として、直交
QAM伝送系の送信装置を示すブロツク図、第２
図は送信側偶数パリテイ発生回路の構成を示すブ
ロツク図、第３図は送信直交QAM信号のスペク
トル図、第４図は直交QAM伝送系の受信装置を
示すブロツク図、第５図は自動利得制御増巾器の
構成を示すブロツク図、第６図は、直交QAM信
号に対する自動等化器の基本構成図、第７図は、
自動等化器のタツプ係数発生器の構造を表わすブ
ロツク図、第８図は前記自動等化器をモデル化
し、更に選択性フエーデイング保護用回路を追加
した概念回路図、第９図は、受信側偶数パリテイ
発生回路の構成を示すブロツク図、第１０図は、
前記自動等化器の安定点を表わす概念図である。 図において、１０７―１０８……送信側偶数パ
リテイ発生回路、１０９―１１６および４３１―
４３８……ベースバンドフイルタ、１２１―１２
８……変調器、２０４―２０５および９３１―９
３３……排他的論理和回路、３０１―３０８……
第１乃至第8QAM信号スペクトラム、４１１―
４１８……復調器、４４１―４４８……自動利得
制御増巾器、４５１―４５８……自動等化器、４
６１―４６２……受信側偶数パリテイ発生器、４
７２―４７７，７０５，８０６，９２１―９２４
……セレクタ、５０３―５０４，５０９―５１
０，６１０―６１５，６２０―６２５，６３０―
６３５，６４０―６４５……乗算器、５０５，６
５０―６５５，６７０―６７１，６９０―６９
１，７０３，８０４……加算器、５０６―５０
７，６８０―６８１……識別器、５０８……読出
し専用メモリ、６００―６０５……レジスタ、６
６０―６６５……タツプ係数発生器、７０２……
修正利得設定部、７０４……タツプ係数レジス
タ、８０２……トランスバーサルフイルタ部、８
０３……識別部、８０５……タツプ係数発生部で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 全チヤンネルのうち一部チヤンネルを誤り訂
    正用チヤンネルとして使用している並列データ伝
    送系において、選択性フエーデイングが発生し
    て、あるチヤンネルの電力があらかじめ設定した
    第１の判別値よりも小さくなつた場合には、誤り
    訂正処理に伴ない、訂正後の正確なデータを電力
    の低下したチヤンネルに接続のトランスバーサル
    フイルタ形自動等化器に参照データとして与えこ
    の参照データと、自動等化器フイルタ出力との差
    として得られる誤差信号を小ならしめるべくフイ
    ルタタツプ係数の修正をする教師付学習動作を行
    なわしめることにより自動等化器を所望の安定点
    に維持し、選択性フエーデイングがより強力とな
    つて、チヤンネルの電力が更に低下し、あらかじ
    め設定した第２の判別値よりも小さくなり、自動
    等化器に有意な入力信号が全く得られない状況に
    おいては、自動等化器フイルタタツプ係数を全て
    零にリセツトしておき、この状態から選択性フエ
    ーデイングが弱まつて、チヤンネルの電力が回復
    し、前記第２の判別値よりも大きくなつて、自動
    等化器に有意な入力信号が得られ始めた時には、
    前記教師付学習動作を行なわしめることにより自
    動等化器を所望の安定点に速やかに導き、いかな
    る強さの選択性フエーデイング発生下において
    も、自動等化器を所望の安定点に維持することを
    特徴とする選択性フエーデイング保護方式。
JP58156099A 1983-08-26 1983-08-26 選択性フェ−ディング保護方式 Granted JPS6047530A (ja)

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GB8421559D0 (en) 1984-09-26
GB2147177A (en) 1985-05-01
US4613975A (en) 1986-09-23
CA1226347A (en) 1987-09-01

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