JPH11275047A - 送信機、受信機および伝送方法 - Google Patents
送信機、受信機および伝送方法Info
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- JPH11275047A JPH11275047A JP10071571A JP7157198A JPH11275047A JP H11275047 A JPH11275047 A JP H11275047A JP 10071571 A JP10071571 A JP 10071571A JP 7157198 A JP7157198 A JP 7157198A JP H11275047 A JPH11275047 A JP H11275047A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガード区間長を越える伝搬遅延が生じても、
良好な受信特性を得る直交周波数多重変調信号受信機を
提供すると共に、該受信機を利用することにより、複数
の直交周波数多重変調信号を合成して伝送する、空間分
割多重化方法を提供するものである。 【解決手段】 アダプティブアレーアンテナを用い、複
数のアンテナで受信された信号のガード区間の信号より
周期自己相関関数を推定し、また、複数のアンテナ間の
周期相互相関関数を推定し、これらの信号より干渉信号
の除去を行い、受信信号の補償を行う。また、複数の直
交周波数多重変調信号を合成して伝送し、該直交周波数
多重変調信号受信機で受信することにより、合成されて
伝送された信号を分離して受信できる。
良好な受信特性を得る直交周波数多重変調信号受信機を
提供すると共に、該受信機を利用することにより、複数
の直交周波数多重変調信号を合成して伝送する、空間分
割多重化方法を提供するものである。 【解決手段】 アダプティブアレーアンテナを用い、複
数のアンテナで受信された信号のガード区間の信号より
周期自己相関関数を推定し、また、複数のアンテナ間の
周期相互相関関数を推定し、これらの信号より干渉信号
の除去を行い、受信信号の補償を行う。また、複数の直
交周波数多重変調信号を合成して伝送し、該直交周波数
多重変調信号受信機で受信することにより、合成されて
伝送された信号を分離して受信できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線伝
送の受信機および伝送方法に係わり、特に直交周波数多
重変調方法（以下、ＯＦＤＭという）における受信機、
及びその受信機を用いた空間分割多重伝送方法に関する
ものである。
送の受信機および伝送方法に係わり、特に直交周波数多
重変調方法（以下、ＯＦＤＭという）における受信機、
及びその受信機を用いた空間分割多重伝送方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】地上波ディジタル放送、高速ディジタル
移動無線伝送、あるいは、サブキャリヤ伝送において、
マルチパスひずみに強いＯＦＤＭが検討されている。
移動無線伝送、あるいは、サブキャリヤ伝送において、
マルチパスひずみに強いＯＦＤＭが検討されている。
【０００３】ＯＦＤＭは、伝送ディジタルデータをシン
ボル期間の逆数の周波数間隔で並ぶ複数の搬送波を用い
て周波数多重する方法であり、このとき用いる搬送波
は、約１０００本から８０００本程度である。
ボル期間の逆数の周波数間隔で並ぶ複数の搬送波を用い
て周波数多重する方法であり、このとき用いる搬送波
は、約１０００本から８０００本程度である。
【０００４】また、各々の搬送波は、多値ＱＡＭ等で変
調されており、帯域の利用効率が高い方法でもある。
調されており、帯域の利用効率が高い方法でもある。
【０００５】図１１は、従来のＯＦＤＭによる伝送方法
の構成である。
の構成である。
【０００６】図１１において、送信機（２）では、入力
端子１から入力された２進ディジタル信号は、ディジタ
ル変調器（３）により位相変調（以下、ＰＳＫ（Ｐｈａ
ｓｅＳｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）という）信号、また
は、直交振幅変調（以下、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒ
ｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とい
う）信号の等価低域シンボルに変調される。
端子１から入力された２進ディジタル信号は、ディジタ
ル変調器（３）により位相変調（以下、ＰＳＫ（Ｐｈａ
ｓｅＳｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）という）信号、また
は、直交振幅変調（以下、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒ
ｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とい
う）信号の等価低域シンボルに変調される。
【０００７】該変調シンボルは、直並列変換器（４）に
入力され、伝送速度が入力シンボル系列の伝送速度の１
／ＮであるＮ個のシンボル系列に変換される。この系列
は、逆離散フーリエ変換器（以下、ＩＤＦＴ（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅｄ ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍｅｒ）という）（５）により、対応する周波
数の副搬送波を変調し、合成されて出力される。
入力され、伝送速度が入力シンボル系列の伝送速度の１
／ＮであるＮ個のシンボル系列に変換される。この系列
は、逆離散フーリエ変換器（以下、ＩＤＦＴ（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅｄ ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍｅｒ）という）（５）により、対応する周波
数の副搬送波を変調し、合成されて出力される。
【０００８】該出力信号は、シンボル周期の逆数の周波
数間隔で並ぶ複数の変調信号の和の信号となっている。
数間隔で並ぶ複数の変調信号の和の信号となっている。
【０００９】前記ＩＤＦＴ（５）の出力信号には、ガー
ド区間挿入部（６）により直交周波数多重変調信号の観
測区間の末尾と同一の波形を有するガード区間が挿入さ
れ、送信される。
ド区間挿入部（６）により直交周波数多重変調信号の観
測区間の末尾と同一の波形を有するガード区間が挿入さ
れ、送信される。
【００１０】一方、受信機（７）では、前記送信機
（２）と逆の操作を行い、送信データ系列の推定を行
う。
（２）と逆の操作を行い、送信データ系列の推定を行
う。
【００１１】まず、ガード区間除去部（８）においてガ
ード区間信号が取り除かれ、離散フーリエ変換器（以
下、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒ
ａｎｓｆｏｒｍｅｒ）という）（９）に入力される。該
ＤＦＴ（９）では、受信信号が各サブチャネルに対応す
る等価低域受信信号に分離され、Ｎ個のシンボルからな
る並列データとして出力される。
ード区間信号が取り除かれ、離散フーリエ変換器（以
下、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒ
ａｎｓｆｏｒｍｅｒ）という）（９）に入力される。該
ＤＦＴ（９）では、受信信号が各サブチャネルに対応す
る等価低域受信信号に分離され、Ｎ個のシンボルからな
る並列データとして出力される。
【００１２】このシンボルは、並直列変換器（１０）に
よりもとの直列データに変換され、ディジタル復調器
（１１）により、前記ＰＳＫ信号または前記ＱＡＭ信号
の復調が行われ、受信データ出力端子（１２）より出力
される。
よりもとの直列データに変換され、ディジタル復調器
（１１）により、前記ＰＳＫ信号または前記ＱＡＭ信号
の復調が行われ、受信データ出力端子（１２）より出力
される。
【００１３】ここで、ガード区間とは、ＯＦＤＭは各サ
ブチャネルの伝送速度が十分小さいため、マルチパス遅
延波による影響を受けにくいが、更に、遅延波による符
号間干渉を完全に取り除き、デジタル伝送において品質
の高い情報を送ることができるようにするために設けて
いるものであり、本来伝送したい有効なシンボルの前に
緩衝データ部分として無効なシンボルを付加する形態を
とっている。
ブチャネルの伝送速度が十分小さいため、マルチパス遅
延波による影響を受けにくいが、更に、遅延波による符
号間干渉を完全に取り除き、デジタル伝送において品質
の高い情報を送ることができるようにするために設けて
いるものであり、本来伝送したい有効なシンボルの前に
緩衝データ部分として無効なシンボルを付加する形態を
とっている。
【００１４】この時、付加する無効なシンボルは有効シ
ンボルの一部を用い、全体の数十分の一から数分の一の
期間にあたる。
ンボルの一部を用い、全体の数十分の一から数分の一の
期間にあたる。
【００１５】以下、前記ガード区間について図１２を用
いて概説する。
いて概説する。
【００１６】図１２は、ＯＦＤＭの変調信号波形の概形
を示す図であるが、同図に示すようにＯＦＤＭの変調信
号波形は、ガード区間と観測区間の２つの区間より構成
されており、該ガード区間には、観測区間信号の末尾と
同じ波形が挿入されている。
を示す図であるが、同図に示すようにＯＦＤＭの変調信
号波形は、ガード区間と観測区間の２つの区間より構成
されており、該ガード区間には、観測区間信号の末尾と
同じ波形が挿入されている。
【００１７】このガード区間を設けることにより、ガー
ド区間長以内の遅延時間の遅延波による干渉を防ぎ、伝
送特性の劣化を抑えることができる。
ド区間長以内の遅延時間の遅延波による干渉を防ぎ、伝
送特性の劣化を抑えることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＯＦＤＭは、
ガード区間長を越える遅延時間の遅延波が存在すると、
隣接するサブチャネル間の直交性が失われて符号間干渉
が生じるため、伝送特性が著しく劣化する。
ガード区間長を越える遅延時間の遅延波が存在すると、
隣接するサブチャネル間の直交性が失われて符号間干渉
が生じるため、伝送特性が著しく劣化する。
【００１９】また、同一周波数に存在する他の送信信号
による干渉については、単一搬送波を用いる従来の伝送
方法と同様、その影響を取り除くことは不可能であっ
た。
による干渉については、単一搬送波を用いる従来の伝送
方法と同様、その影響を取り除くことは不可能であっ
た。
【００２０】このような課題に対して、複数のアンテナ
により受信した信号を合成することにより干渉を取り除
くアダプティブアレーアンテナ技術が提案されている。
により受信した信号を合成することにより干渉を取り除
くアダプティブアレーアンテナ技術が提案されている。
【００２１】しかし、アダプティブアレーによる干渉除
去を行うためには、既知トレーニング系列を用いて長時
間、伝搬路推定を行う必要があり、周波数利用効率の改
善や高速に伝搬路特性が変動する環境への適用は困難で
あるという問題があった。
去を行うためには、既知トレーニング系列を用いて長時
間、伝搬路推定を行う必要があり、周波数利用効率の改
善や高速に伝搬路特性が変動する環境への適用は困難で
あるという問題があった。
【００２２】また、ＣＭＡアダプティブアレーアンテナ
と呼ばれるトレーニング系列を用いない手法が提案され
ているが、この方法は、変調信号の振幅が一定である必
要があり、振幅が大きく変動するＯＦＤＭへ適用するこ
とは困難であるという問題があった。
と呼ばれるトレーニング系列を用いない手法が提案され
ているが、この方法は、変調信号の振幅が一定である必
要があり、振幅が大きく変動するＯＦＤＭへ適用するこ
とは困難であるという問題があった。
【００２３】本発明は、係る課題に対して、希望受信波
と干渉波との到来方向や伝搬損失の違いに着目し、干渉
を受けたＯＦＤＭによる信号から干渉信号成分を取り除
き伝送特性を改善する、ＯＦＤＭの受信機を提供するも
のであり、また、複数の同一のＯＦＤＭによる信号の合
成された受信信号から、それぞれの信号を分離し復調を
行う、空間分割多重化伝送方法を提供するものである。
と干渉波との到来方向や伝搬損失の違いに着目し、干渉
を受けたＯＦＤＭによる信号から干渉信号成分を取り除
き伝送特性を改善する、ＯＦＤＭの受信機を提供するも
のであり、また、複数の同一のＯＦＤＭによる信号の合
成された受信信号から、それぞれの信号を分離し復調を
行う、空間分割多重化伝送方法を提供するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】係る課題を解決するた
め、請求項１の発明は、ＯＦＤＭを用いて無線伝送され
たデータを受信する受信機において、前記伝送されたデ
ータを複数のアンテナで受信する受信手段と、前記受信
手段により受信された複数の受信信号より、重み係数を
計算する重み推定手段と、前記受信手段により受信され
た複数の受信信号に、前記重み係数を掛ける乗算手段
と、前記乗算手段により求められた積の和を求める加算
手段を具備したことを要旨とする受信機を提供するする
ものであり、また、請求項２の発明は、前記重み推定手
段は、ガード期間を利用した周期自己相関関数を推定す
る、周期自己相関関数推定手段と、前記複数のアンテナ
間の周期相互相関関数を求める、周期相互相関関数推定
手段と、前記複数のアンテナ間の受信信号の共分散行列
を求める、共分散行列推定手段と、前記共分散行列推定
手段により求められた共分散行列の逆行列を求める、逆
行列演算手段と、前記周期自己相関関数推定手段により
推定された自己相関関数および前記周期相互相関数推定
手段により求められた相互相関関数と、前記逆行列演算
手段により求められた共分散行列の逆行列の積を求める
行列積演算手段を具備したことを要旨とするものであ
り、また、請求項３の発明は、同期信号入力手段を具備
したことを要旨とする請求項１または請求項２記載の受
信機を提供するするものであり、また、請求項４の発明
は、複数の直交周波数多重変調された信号を用いてデー
タを無線伝送する送信機において、シンボルクロック発
生器により、複数の同一の直交周波数多重変調送信機の
出力信号の同期をとる手段と、前記複数の同一の直交周
波数多重変調送信機の出力信号をそれぞれ異なった遅延
時間だけ遅延させて送信する手段を具備することを要旨
とする送信機を提供するものであり、また、請求項５の
発明は、複数の直交周波数多重変調された信号を用いて
データを無線伝送する送信機であり、シンボルクロック
発生器により、複数の同一の直交周波数多重変調送信機
の出力信号の同期をとる手段と、前記複数の同一の直交
周波数多重変調送信機の出力信号をそれぞれ異なった遅
延時間だけ遅延させて送信する手段を具備する送信機
と、直交周波数多重変調方法を用いて無線伝送されたデ
ータを受信する受信機であり、前記伝送されたデータを
複数のアンテナで受信する受信手段と、前記受信手段に
より受信された複数の受信信号より、重み係数を計算す
る重み推定手段と、該重み推定手段に同期信号を入力す
る手段と、前記受信手段により受信された複数の受信信
号に、前記重み係数を掛ける乗算手段と、前記乗算手段
により求められた積の和を求める加算手段を具備する受
信機を用いた伝送方法であって、前記送信機で信号を送
信する工程と、該送信された信号を受信し、該受信信号
より、前記複数の同一の直交周波数多重変調送信機の出
力信号の同期を検出する工程と、該検出された同期を、
それぞれ異なった遅延時間だけ遅延させる工程と、該そ
れぞれ異なった遅延時間だけ遅延させた前記検出された
同期により、複数の前記受信機の同期をとり、前記複数
の同一の直交周波数多重変調送信機のそれぞれの出力信
号を、前記複数の受信機より取り出す工程より成ること
を要旨とする伝送方法を提供するものであり、また、請
求項６の発明は、前記同期の検出方法として、周期自己
相関関数を用いることを要旨とする請求項５記載の伝送
方法を提供するものである。
め、請求項１の発明は、ＯＦＤＭを用いて無線伝送され
たデータを受信する受信機において、前記伝送されたデ
ータを複数のアンテナで受信する受信手段と、前記受信
手段により受信された複数の受信信号より、重み係数を
計算する重み推定手段と、前記受信手段により受信され
た複数の受信信号に、前記重み係数を掛ける乗算手段
と、前記乗算手段により求められた積の和を求める加算
手段を具備したことを要旨とする受信機を提供するする
ものであり、また、請求項２の発明は、前記重み推定手
段は、ガード期間を利用した周期自己相関関数を推定す
る、周期自己相関関数推定手段と、前記複数のアンテナ
間の周期相互相関関数を求める、周期相互相関関数推定
手段と、前記複数のアンテナ間の受信信号の共分散行列
を求める、共分散行列推定手段と、前記共分散行列推定
手段により求められた共分散行列の逆行列を求める、逆
行列演算手段と、前記周期自己相関関数推定手段により
推定された自己相関関数および前記周期相互相関数推定
手段により求められた相互相関関数と、前記逆行列演算
手段により求められた共分散行列の逆行列の積を求める
行列積演算手段を具備したことを要旨とするものであ
り、また、請求項３の発明は、同期信号入力手段を具備
したことを要旨とする請求項１または請求項２記載の受
信機を提供するするものであり、また、請求項４の発明
は、複数の直交周波数多重変調された信号を用いてデー
タを無線伝送する送信機において、シンボルクロック発
生器により、複数の同一の直交周波数多重変調送信機の
出力信号の同期をとる手段と、前記複数の同一の直交周
波数多重変調送信機の出力信号をそれぞれ異なった遅延
時間だけ遅延させて送信する手段を具備することを要旨
とする送信機を提供するものであり、また、請求項５の
発明は、複数の直交周波数多重変調された信号を用いて
データを無線伝送する送信機であり、シンボルクロック
発生器により、複数の同一の直交周波数多重変調送信機
の出力信号の同期をとる手段と、前記複数の同一の直交
周波数多重変調送信機の出力信号をそれぞれ異なった遅
延時間だけ遅延させて送信する手段を具備する送信機
と、直交周波数多重変調方法を用いて無線伝送されたデ
ータを受信する受信機であり、前記伝送されたデータを
複数のアンテナで受信する受信手段と、前記受信手段に
より受信された複数の受信信号より、重み係数を計算す
る重み推定手段と、該重み推定手段に同期信号を入力す
る手段と、前記受信手段により受信された複数の受信信
号に、前記重み係数を掛ける乗算手段と、前記乗算手段
により求められた積の和を求める加算手段を具備する受
信機を用いた伝送方法であって、前記送信機で信号を送
信する工程と、該送信された信号を受信し、該受信信号
より、前記複数の同一の直交周波数多重変調送信機の出
力信号の同期を検出する工程と、該検出された同期を、
それぞれ異なった遅延時間だけ遅延させる工程と、該そ
れぞれ異なった遅延時間だけ遅延させた前記検出された
同期により、複数の前記受信機の同期をとり、前記複数
の同一の直交周波数多重変調送信機のそれぞれの出力信
号を、前記複数の受信機より取り出す工程より成ること
を要旨とする伝送方法を提供するものであり、また、請
求項６の発明は、前記同期の検出方法として、周期自己
相関関数を用いることを要旨とする請求項５記載の伝送
方法を提供するものである。
【００２５】上記手段により、ＯＦＤＭの特徴である、
ガード区間と観測区間の末尾で同一波形が送信されるこ
とを利用し、上記２つの区間の波形を比較することによ
り、トレーニング系列を用いることなく、伝搬路特性を
高精度に推定し、その結果を用いて干渉除去を行うこと
が可能となる。
ガード区間と観測区間の末尾で同一波形が送信されるこ
とを利用し、上記２つの区間の波形を比較することによ
り、トレーニング系列を用いることなく、伝搬路特性を
高精度に推定し、その結果を用いて干渉除去を行うこと
が可能となる。
【００２６】また、干渉除去を複数回行うことにより、
同一周波数により送信される複数の直交周波数変調信号
をそれぞれ分離し、空間分割多重伝送を実現する。
同一周波数により送信される複数の直交周波数変調信号
をそれぞれ分離し、空間分割多重伝送を実現する。
【００２７】
【発明の実施の形態】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。
施の形態について説明する。
【００２８】図１は、本発明の第１の実施の形態であ
り、ＯＦＤＭ送信機（３１）、本発明に係わるＯＦＤＭ
受信機（３６）および伝搬路環境を示すシステム図であ
る。
り、ＯＦＤＭ送信機（３１）、本発明に係わるＯＦＤＭ
受信機（３６）および伝搬路環境を示すシステム図であ
る。
【００２９】図１において、ＯＦＤＭ送信機（３１）よ
り送信アンテナ（３２）を通して送信された送信信号
は、伝搬路によりＫ−１個の干渉を受け、ＯＦＤＭ受信
機（３６）にて受信される。
り送信アンテナ（３２）を通して送信された送信信号
は、伝搬路によりＫ−１個の干渉を受け、ＯＦＤＭ受信
機（３６）にて受信される。
【００３０】ＯＦＤＭ受信機（３６）では、Ｌ個の受信
アンテナ（３３、３４、３５）により、それぞれ独立に
前記送信信号が受信される。
アンテナ（３３、３４、３５）により、それぞれ独立に
前記送信信号が受信される。
【００３１】希望送信信号をｘ1、干渉信号をｘk（ｋ＝
２、３、．．．、Ｋ）とすれば、前記Ｌ個の受信アンテ
ナ（３３、３４、３５）で受信された受信信号はベクト
ル形式によりベクトルｙ＝［ｙ1、ｙ2、．．．、ｙL］T
として次式で書き表すことができる。
２、３、．．．、Ｋ）とすれば、前記Ｌ個の受信アンテ
ナ（３３、３４、３５）で受信された受信信号はベクト
ル形式によりベクトルｙ＝［ｙ1、ｙ2、．．．、ｙL］T
として次式で書き表すことができる。
【００３２】
【数１】
【００３３】ここで、ベクトルＣk＝［Ｃk1、
Ｃk2、．．．、ＣkL］Tは、干渉信号ｘkの複素包絡線変
動ベクトル、Ｃklは干渉信号ｘkがｌ番目のブランチで
受信された時の複素包絡線変動を表す。
Ｃk2、．．．、ＣkL］Tは、干渉信号ｘkの複素包絡線変
動ベクトル、Ｃklは干渉信号ｘkがｌ番目のブランチで
受信された時の複素包絡線変動を表す。
【００３４】ＯＦＤＭ受信機（３６）では、前記受信信
号ベクトルｙから希望送信信号ｘ1の平均二乗誤差最小
推定値（以下、希望信号推定値という）を求めることに
より干渉除去を行い、復調を行う。
号ベクトルｙから希望送信信号ｘ1の平均二乗誤差最小
推定値（以下、希望信号推定値という）を求めることに
より干渉除去を行い、復調を行う。
【００３５】図２に前記ＯＦＤＭ受信機（３６）のブロ
ック図を示し、前記希望信号推定値を得るための動作を
説明する。
ック図を示し、前記希望信号推定値を得るための動作を
説明する。
【００３６】図２において、入力端子（４１、４２、４
３）より入力される信号は、それぞれ前記図１のＬ個の
受信アンテナ（３３、３４、３５）で受信された信号で
あり、該入力端子（４１、４２、４３）より入力された
受信信号は、重み推定部（４９）および乗算器（４４、
４５、４６）に入力される。
３）より入力される信号は、それぞれ前記図１のＬ個の
受信アンテナ（３３、３４、３５）で受信された信号で
あり、該入力端子（４１、４２、４３）より入力された
受信信号は、重み推定部（４９）および乗算器（４４、
４５、４６）に入力される。
【００３７】受信信号は、それぞれ前記乗算器（４４、
４５、４６）により前記重み推定部（４９）で検出され
た値により重み付けされた後、加算器（４７）で加算さ
れることにより、前記希望信号推定値が求められる。
４５、４６）により前記重み推定部（４９）で検出され
た値により重み付けされた後、加算器（４７）で加算さ
れることにより、前記希望信号推定値が求められる。
【００３８】以下、前記希望信号推定値を求める原理に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３９】前記希望信号推定値は、次式により表され
る。
る。
【００４０】
【数２】
【００４１】ここで、ベクトルＨ＝［ｈ1、
ｈ2、．．．、ｈL］Tは重みベクトルであり、次式で与
えられる。
ｈ2、．．．、ｈL］Tは重みベクトルであり、次式で与
えられる。
【００４２】
【数３】
【００４３】ここで、ａは定数であり、
【００４４】
【数４】
【００４５】は、ｘとベクトルｙの相互相関行列であ
り、
り、
【００４６】
【数５】
【００４７】は、ベクトルｙの自己相関行列である。
【００４８】従って、該重みベクトルＨが求まれば、前
記希望信号推定値を求めることができる。
記希望信号推定値を求めることができる。
【００４９】該重みベクトルＨの推定は、重み推定部
（４９）にて行われる。
（４９）にて行われる。
【００５０】以下、重み推定部（４９）の動作を説明す
る。
る。
【００５１】まず、周期自己相関推定器（５０）によ
り、周期自己相関関数を求める。
り、周期自己相関関数を求める。
【００５２】周期自己相関推定器（５０）の構成を図３
に示す。
に示す。
【００５３】図３において、入力端子（６１）より入力
された受信信号は、遅延器（６２）により観測時間ｔs
だけ遅延を加えられる。前記遅延器（６２）の出力信号
は、複素共役演算部（６３）に入力され、複素共役信号
が求められる。前記複素共役演算部（６３）の出力信号
は、前記入力端子（６１）から入力された受信信号と共
に、複素乗算器（６４）に入力される。
された受信信号は、遅延器（６２）により観測時間ｔs
だけ遅延を加えられる。前記遅延器（６２）の出力信号
は、複素共役演算部（６３）に入力され、複素共役信号
が求められる。前記複素共役演算部（６３）の出力信号
は、前記入力端子（６１）から入力された受信信号と共
に、複素乗算器（６４）に入力される。
【００５４】前記複素乗算器（６４）の出力信号は、幅
Ｄｅｌｔａの矩形インパルス応答を有する矩形窓フィル
タ（６５）に入力される。前記矩形窓フィルタ（６５）
の出力は、分配スイッチ（６７）に入力される。
Ｄｅｌｔａの矩形インパルス応答を有する矩形窓フィル
タ（６５）に入力される。前記矩形窓フィルタ（６５）
の出力は、分配スイッチ（６７）に入力される。
【００５５】サンプリングクロック発生器（６６）より
出力されたサンプリングクロック信号は、前記分配スイ
ッチ（６７）に入力され、前記矩形窓フィルタ（６５）
の出力は、このクロックタイミングでＮT個の積分器
（６８、６９、７０）に分配される。
出力されたサンプリングクロック信号は、前記分配スイ
ッチ（６７）に入力され、前記矩形窓フィルタ（６５）
の出力は、このクロックタイミングでＮT個の積分器
（６８、６９、７０）に分配される。
【００５６】前記各積分器（６８、６９、７０）では、
入力された信号をＭシンボル区間にわたって積分を行
う。これにより、ｎ番目の積分器出力は次式で表され
る。
入力された信号をＭシンボル区間にわたって積分を行
う。これにより、ｎ番目の積分器出力は次式で表され
る。
【００５７】
【数６】
【００５８】ここで、ｔsampはサンプリング周期、ｔs
は直交周波数多重変調信号の観測区間長、△はガード区
間長、Ｔs＝ｔs＋△はシンボル長である。
は直交周波数多重変調信号の観測区間長、△はガード区
間長、Ｔs＝ｔs＋△はシンボル長である。
【００５９】各積分器出力振幅の概形を図４に示す。
【００６０】同図の振幅のピーク値がシンボルタイミン
グに対応している。前記各積分器（６８、６９、７０）
出力は、ピーク検出器（７１）に入力され、いずれの積
分器出力が最大であるかが検出される。
グに対応している。前記各積分器（６８、６９、７０）
出力は、ピーク検出器（７１）に入力され、いずれの積
分器出力が最大であるかが検出される。
【００６１】前記ピーク検出器（７１）の出力は、シン
ボルタイミング信号出力端子（７３）より出力される。
また、セレクタスイッチ（７２）に入力され、前記各積
分器（６８、６９、７０）出力の内、最大振幅を有する
積分器の出力が選択されて、自己相関関数出力として自
己相関関数出力端子（７４）から出力される。ここで、
自己相関関数は次式で示される。
ボルタイミング信号出力端子（７３）より出力される。
また、セレクタスイッチ（７２）に入力され、前記各積
分器（６８、６９、７０）出力の内、最大振幅を有する
積分器の出力が選択されて、自己相関関数出力として自
己相関関数出力端子（７４）から出力される。ここで、
自己相関関数は次式で示される。
【００６２】
【数７】
【００６３】次に、入力信号および周期自己相関推定器
５０のシンボルタイミング信号出力は、図５に示される
周期相互相関推定器（５１、５２）に入力される。
５０のシンボルタイミング信号出力は、図５に示される
周期相互相関推定器（５１、５２）に入力される。
【００６４】図５において、入力端子（８１）から受信
信号＃１が、また入力端子（８２）から受信信号＃２が
入力信号として入力される。
信号＃１が、また入力端子（８２）から受信信号＃２が
入力信号として入力される。
【００６５】前記入力端子（８２）より入力された受信
信号＃２は、遅延器（８４）において観測時間ｔsだけ
遅延を加えられ、該遅延器（８４）の出力信号は、複素
共役演算部（８５）に入力され、複素共役信号が求めら
れる。
信号＃２は、遅延器（８４）において観測時間ｔsだけ
遅延を加えられ、該遅延器（８４）の出力信号は、複素
共役演算部（８５）に入力され、複素共役信号が求めら
れる。
【００６６】該複素共役演算部（８５）の出力信号は、
前記入力端子（８１）から入力された受信信号＃１と共
に、複素乗算器（８６）に入力され、該複素演算器（８
６）出力信号は、幅Ｄｅｌｔａの矩形インパルス応答を
有する矩形窓フィルタ（８７）に入力される。
前記入力端子（８１）から入力された受信信号＃１と共
に、複素乗算器（８６）に入力され、該複素演算器（８
６）出力信号は、幅Ｄｅｌｔａの矩形インパルス応答を
有する矩形窓フィルタ（８７）に入力される。
【００６７】前記矩形窓フィルタ（８７）出力は、シン
ボルタイミング信号入力端子（８３）より入力されたシ
ンボルタイミング信号により制御されたサンプルホール
ド回路（８８）により、シンボルタイミング信号の周期
で信号レベルが保持される。
ボルタイミング信号入力端子（８３）より入力されたシ
ンボルタイミング信号により制御されたサンプルホール
ド回路（８８）により、シンボルタイミング信号の周期
で信号レベルが保持される。
【００６８】サンプルホールド回路（８８）の出力信号
は、積分器（８９）に入力され、Ｍシンボル区間にわた
って積分を行う。
は、積分器（８９）に入力され、Ｍシンボル区間にわた
って積分を行う。
【００６９】以上のような過程により演算された周期相
互相関関数は、出力端子（９０）より出力される。
互相関関数は、出力端子（９０）より出力される。
【００７０】以上のような周期相互相関推定器（５１、
５２）では、次式で表される周期相互相関関数が演算さ
れ、出力される。
５２）では、次式で表される周期相互相関関数が演算さ
れ、出力される。
【００７１】
【数８】
【００７２】ここで、ｔmaxは上記周期自己相関関数推
定器出力が最大となる時間、ｔsは直交周波数多重変調
信号の観測区間長、△はガード区間長、Ｔ＝ｔs＋△は
シンボル長である。
定器出力が最大となる時間、ｔsは直交周波数多重変調
信号の観測区間長、△はガード区間長、Ｔ＝ｔs＋△は
シンボル長である。
【００７３】前記周期自己相関および周期相互相関推定
器出力信号からなるベクトルは、次式で示されるＲxyの
推定値となっている。
器出力信号からなるベクトルは、次式で示されるＲxyの
推定値となっている。
【００７４】
【数９】
【００７５】また、Ｒyyは、以下の計算より求められ
る。
る。
【００７６】
【数１０】
【００７７】ここで、ｒlnは、次式で与えられる。
【００７８】
【数１１】
【００７９】ここで、ｔsampはサンプリング周期、ｔs
はＯＦＤＭの観測区間長、Ｍは整数、Ｔs＝ｔs＋△はシ
ンボル長である。
はＯＦＤＭの観測区間長、Ｍは整数、Ｔs＝ｔs＋△はシ
ンボル長である。
【００８０】一方、図２の共分散行列推定器（５３）で
は、次式により受信信号の共分散行列の要素が推定され
る。
は、次式により受信信号の共分散行列の要素が推定され
る。
【００８１】
【数１２】
【００８２】ここで、Ｔ0は共分散行列推定器（５３）
の観測区間、ρnlは推定した共分散行列のｎ行ｌ列要素
である。共分散行列推定器（５３）により求められた共
分散行列は、図２の逆行列演算部（５４）に入力され、
逆行列が求められる。
の観測区間、ρnlは推定した共分散行列のｎ行ｌ列要素
である。共分散行列推定器（５３）により求められた共
分散行列は、図２の逆行列演算部（５４）に入力され、
逆行列が求められる。
【００８３】従って、式（９）および式（１０）で求め
られるベクトルと前記逆行列との積を行列乗算部（５
５）で計算することにより重みベクトルＨが求められ
る。
られるベクトルと前記逆行列との積を行列乗算部（５
５）で計算することにより重みベクトルＨが求められ
る。
【００８４】なお、この実施例では、各アンテナ入力へ
の信号の伝搬遅延は同一とし、ｌ＝１についてのみ推定
を行っているが、各アンテナ毎に別々にタイミングを推
定することにより、伝搬遅延が異なっていても推定は可
能である。
の信号の伝搬遅延は同一とし、ｌ＝１についてのみ推定
を行っているが、各アンテナ毎に別々にタイミングを推
定することにより、伝搬遅延が異なっていても推定は可
能である。
【００８５】次に、空間分割多重伝送方法について説明
する。
する。
【００８６】まず、空間分割多重伝送方法を行う場合の
送信機の構成を図６に示す。
送信機の構成を図６に示す。
【００８７】図６において、Ｌ個の入力端子（９１、９
２、９３）より、それぞれ別々にディジタル信号を入力
する。これらのディジタル信号は、Ｌ個のＯＦＤＭ送信
機（９５、９６、９７）によりそれぞれ送信信号が生成
される。前記各ＯＦＤＭ送信機（９５、９６、９７）の
シンボルタイミングは、シンボルクロック（９４）によ
り生成される同期信号により一致している。前記各ＯＦ
ＤＭ送信機（９５、９６、９７）出力は、遅延器（９
８、９９）に入力され所定の遅延が与えられる。
２、９３）より、それぞれ別々にディジタル信号を入力
する。これらのディジタル信号は、Ｌ個のＯＦＤＭ送信
機（９５、９６、９７）によりそれぞれ送信信号が生成
される。前記各ＯＦＤＭ送信機（９５、９６、９７）の
シンボルタイミングは、シンボルクロック（９４）によ
り生成される同期信号により一致している。前記各ＯＦ
ＤＭ送信機（９５、９６、９７）出力は、遅延器（９
８、９９）に入力され所定の遅延が与えられる。
【００８８】前記各ＯＦＤＭ送信機（９５、９６、９
７）の出力信号のシンボルタイミングの関係を図７に示
す。
７）の出力信号のシンボルタイミングの関係を図７に示
す。
【００８９】送信信号１（１１０）は、出力端子１（１
００）より送信されるシンボル長Ｔsを有する信号であ
り、送信信号２（１１１）は、出力端子２（１０１）よ
り送信されるシンボル長Ｔsを有し、前記送信信号１
（１１０）より１／Ｔsだけ遅延した信号である。ま
た、送信信号Ｌ（１１３）は、出力端子Ｌ（１０２）よ
り送信されるシンボル長Ｔsを有し、前記送信信号１
（１１０）より（Ｌ−１）／Ｔsだけ遅延した信号であ
る。
００）より送信されるシンボル長Ｔsを有する信号であ
り、送信信号２（１１１）は、出力端子２（１０１）よ
り送信されるシンボル長Ｔsを有し、前記送信信号１
（１１０）より１／Ｔsだけ遅延した信号である。ま
た、送信信号Ｌ（１１３）は、出力端子Ｌ（１０２）よ
り送信されるシンボル長Ｔsを有し、前記送信信号１
（１１０）より（Ｌ−１）／Ｔsだけ遅延した信号であ
る。
【００９０】これらのＯＦＤＭ送信機（９５、９６、９
７）の出力信号は、各々の出力端子（１００、１０１、
１０２）より出力され、Ｌ本の独立した送信アンテナよ
り送信される。
７）の出力信号は、各々の出力端子（１００、１０１、
１０２）より出力され、Ｌ本の独立した送信アンテナよ
り送信される。
【００９１】次に、空間分割多重伝送方法を行う場合の
受信機の構成を図８に示す。
受信機の構成を図８に示す。
【００９２】図８において、Ｌ本の独立した受信アンテ
ナにより受信された信号が入力端子（１２０、１２１、
１２２）より入力される。入力端子（１２０）より入力
された信号は、周期自己相関推定器（１２３）により受
信信号の周期自己相関関数が求められる。ここで用いる
周期自己相関推定器の構成は、図３の構成と同一であ
る。
ナにより受信された信号が入力端子（１２０、１２１、
１２２）より入力される。入力端子（１２０）より入力
された信号は、周期自己相関推定器（１２３）により受
信信号の周期自己相関関数が求められる。ここで用いる
周期自己相関推定器の構成は、図３の構成と同一であ
る。
【００９３】空間分割多重伝送では、周期自己相関推定
器（１２３）の各積分器出力は、送信機で各ＯＦＤＭ送
信機（９５、９６、９７）の出力信号を遅延させたシン
ボルタイミングに同期して、Ｔs／Ｋ間隔にＫ個のピー
クを検出する。このうち１つのピークを選択し、シンボ
ルタイミングとして出力する。
器（１２３）の各積分器出力は、送信機で各ＯＦＤＭ送
信機（９５、９６、９７）の出力信号を遅延させたシン
ボルタイミングに同期して、Ｔs／Ｋ間隔にＫ個のピー
クを検出する。このうち１つのピークを選択し、シンボ
ルタイミングとして出力する。
【００９４】このシンボルタイミングの様子を図１０に
示す。
示す。
【００９５】このシンボルタイミングは、遅延器（１２
７、１２８）によりＴs／Ｋづつ遅延を与えられ各々の
ＯＦＤＭ受信機（１２４、１２５、１２６）に加えられ
る。
７、１２８）によりＴs／Ｋづつ遅延を与えられ各々の
ＯＦＤＭ受信機（１２４、１２５、１２６）に加えられ
る。
【００９６】図８おけるＯＦＤＭ受信機の構成を図９に
示す。
示す。
【００９７】図９のＯＦＤＭ受信機では、周期自己相関
推定器（１４９）、周期相互相関推定器（１５０、１５
１）の動作が、同期信号入力端子（１４３）からの同期
信号に同期して動作することを除いて、図２のＯＦＤＭ
受信機とほぼ同一の処理が行われる。これにより、多重
されて伝送されているＫ個の送信信号が分離されて受信
することが可能となる。
推定器（１４９）、周期相互相関推定器（１５０、１５
１）の動作が、同期信号入力端子（１４３）からの同期
信号に同期して動作することを除いて、図２のＯＦＤＭ
受信機とほぼ同一の処理が行われる。これにより、多重
されて伝送されているＫ個の送信信号が分離されて受信
することが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】以上のように、請求項１、または、請求
項２、または、請求項３の発明によれば、ＯＦＤＭによ
る信号が、同一周波数において送信された他の変調信
号、または、ガード区間長を越える長い遅延時間を持つ
遅延波による干渉を受けたとしても、その干渉を取り除
くことができ、干渉による伝送特性の劣化を改善する効
果がある。
項２、または、請求項３の発明によれば、ＯＦＤＭによ
る信号が、同一周波数において送信された他の変調信
号、または、ガード区間長を越える長い遅延時間を持つ
遅延波による干渉を受けたとしても、その干渉を取り除
くことができ、干渉による伝送特性の劣化を改善する効
果がある。
【００９９】また、ＯＦＤＭでは、ガード区間と観測区
間の末尾で同一の波形が伝送されることを利用して、該
２つの区間の波形を比較することにより、振幅が変動す
るＯＦＤＭによる信号でも、トレーニング系列を用いる
必要がなくなり、これにより高速に伝送路特性が変動す
るような環境への適用も可能となる。
間の末尾で同一の波形が伝送されることを利用して、該
２つの区間の波形を比較することにより、振幅が変動す
るＯＦＤＭによる信号でも、トレーニング系列を用いる
必要がなくなり、これにより高速に伝送路特性が変動す
るような環境への適用も可能となる。
【０１００】また、請求項４または請求項５または請求
項６の発明によれば、同一周波数により複数の直交周波
数多重変調信号を同時に空間多重して伝送を行うことが
可能となり、周波数利用効率を飛躍的に向上させる効果
があり、これに伴い、伝送コストの削減も図ることがで
きる。
項６の発明によれば、同一周波数により複数の直交周波
数多重変調信号を同時に空間多重して伝送を行うことが
可能となり、周波数利用効率を飛躍的に向上させる効果
があり、これに伴い、伝送コストの削減も図ることがで
きる。
【図１】本発明の実施の形態における送信機、受信機お
よび伝搬路環境を示すシステム図である。
よび伝搬路環境を示すシステム図である。
【図２】本発明の実施の形態における受信機の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】本発明の周期自己相関関数推定器の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の周期自己相関関数推定器の積分器出力
波形である。
波形である。
【図５】本発明の周期相互相関関数推定器の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態における送信機の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図７】本発明の伝送方法における送信機の送信シンボ
ルタイミングである。
ルタイミングである。
【図８】本発明の伝送方法における受信機の全体構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図９】本発明の伝送方法における受信機部の内部構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１０】本発明の伝送方法における受信信号の周期自
己相関関数の波形である。
己相関関数の波形である。
【図１１】従来の直交周波数多重変調送信機および受信
機の構成を示すブロック図である。
機の構成を示すブロック図である。
【図１２】直交周波数多重変調信号の信号波形である。
１ 信号入力端子 ２ ＯＦＤＭ送信機 ３ 変調機 ４ 直並列変換器 ５ ＩＤＦＴ ６ ガード区間挿入部 ７ ＯＦＤＭ受信機 ８ ガード区間削除部 ９ ＤＦＴ １０ 並直列変換器 １１ 復調機 ３０ 信号入力端子 ３１ ＯＦＤＭ送信機 ３２ 送信アンテナ ３３、３４、３５ 受信アンテナ ３６ ＯＦＤＭ受信機 ３７ 信号出力端子 ４１、４２、４３ 信号入力端子 ４４、４５、４６ 乗算器 ４７ 加算器 ４８ 信号出力端子 ４９ 重み推定部 ５０ 周期自己相関関数推定器 ５１、５２ 周期相互相関推定器 ５３ 共分散行列推定器 ５４ 逆行列演算器 ５５ 行列乗算部 ６１ 信号入力端子 ６２ 遅延器 ６３ 複素共役演算部 ６４ 複素乗算部 ６５ 矩形窓フィルタ ６６ サンプリングクロック発生器 ６７ 分配スイッチ ６８、６９、７０ 積分器 ７１ ピーク検出器 ７２ セレクタスイッチ ７３ シンボルタイミング出力端子 ７４ 自己相関関数出力端子 ８１、８２ 信号入力端子 ８３ シンボルタイミング入力端子 ８４ 遅延器 ８５ 複素共役演算部 ８６ 複素乗算部 ８７ 矩形窓フィルタ ８８ サンプルホールド回路 ８９ 積分器 ９０ 相互相関関数出力端子 ９１、９２、９３ 信号入力端子 ９４ シンボルクロック発生器 ９５、９６、９７ ＯＦＤＭ送信機 ９８、９９ 遅延器 １００、１０１、１０２ 信号出力端子 １２０、１２１、１２２ 信号入力端子 １２３ 周期自己相関関数推定器 １２４、１２５、１２６ ＯＦＤＭ受信機 １２７、１２８ 遅延器 １２９、１３０、１３１ 信号出力端子 １４０、１４１、１４２ 信号入力端子 １４３ 同期信号入力端子 １４４、１４５、１４６ 乗算器 １４７ 加算器 １４８ 信号出力端子 １４９ 周期自己相関関数推定器 １５０、１５１ 周期相互相関関数推定器 １５２ 共分散行列推定器 １５３ 逆行列演算器 １５４ 行列乗算部 １５５ 重み推定部
Claims (6)
- 【請求項１】 直交周波数多重変調方法を用いて無線伝
送されたデータを受信する受信機において、 前記伝送されたデータを複数のアンテナで受信する受信
手段と、 前記受信手段により受信された複数の受信信号より、重
み係数を計算する重み推定手段と、 前記受信手段により受信された複数の受信信号に、前記
重み係数を掛ける乗算手段と、 前記乗算手段により求められた積の和を求める加算手段
を具備したことを特徴とする受信機。 - 【請求項２】 前記重み推定手段は、 ガード期間を利用した周期自己相関関数を推定する、周
期自己相関関数推定手段と、 前記複数のアンテナ間の周期相互相関関数を求める、周
期相互相関関数推定手段と、 前記複数のアンテナ間の受信信号の共分散行列を求め
る、共分散行列推定手段と、 前記共分散行列推定手段により求められた共分散行列の
逆行列を求める、逆行列演算手段と、 前記周期自己相関関数推定手段により推定された自己相
関関数および前記周期相互相関関数推定手段により求め
られた相互相関関数と、前記逆行列演算手段により求め
られた共分散行列の逆行列の積を求める行列積演算手段
を具備したことを特徴とする請求項１記載の受信機。 - 【請求項３】 同期信号入力手段を具備したことを特徴
とする請求項１または請求項２記載の受信機。 - 【請求項４】 複数の直交周波数多重変調された信号を
用いてデータを無線伝送する送信機において、 シンボルクロック発生器により、複数の同一の直交周波
数多重変調送信機の出力信号の同期をとる手段と、 前記複数の同一の直交周波数多重変調送信機の出力信号
をそれぞれ異なった遅延時間だけ遅延させて送信する手
段を具備することを特徴とする送信機。 - 【請求項５】 複数の直交周波数多重変調された信号を
用いてデータを無線伝送する送信機であり、シンボルク
ロック発生器により、複数の同一の直交周波数多重変調
送信機の出力信号の同期をとる手段と、前記複数の同一
の直交周波数多重変調送信機の出力信号をそれぞれ異な
った遅延時間だけ遅延させて送信する手段を具備する送
信機と、 直交周波数多重変調方法を用いて無線伝送されたデータ
を受信する受信機であり、前記伝送されたデータを複数
のアンテナで受信する受信手段と、前記受信手段により
受信された複数の受信信号より、重み係数を計算する重
み推定手段と、該重み推定手段に同期信号を入力する手
段と、前記受信手段により受信された複数の受信信号
に、前記重み係数を掛ける乗算手段と、前記乗算手段に
より求められた積の和を求める加算手段を具備する受信
機を用いた伝送方法であって、 前記送信機で信号を送信する工程と、 該送信された信号を受信し、該受信信号より、前記複数
の同一の直交周波数多重変調送信機の出力信号の同期を
検出する工程と、 該検出された同期を、それぞれ異なった遅延時間だけ遅
延させる工程と、 該それぞれ異なった遅延時間だけ遅延させた前記検出さ
れた同期により、複数の前記受信機の同期をとり、前記
複数の同一の直交周波数多重変調送信機のそれぞれの出
力信号を、前記複数の受信機より取り出す工程より成る
ことを特徴とする伝送方法。 - 【請求項６】 前記同期の検出方法として、周期自己相
関関数を用いることを特徴とする請求項５記載の伝送方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07157198A JP3609937B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07157198A JP3609937B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 受信機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004033589A Division JP2004201338A (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | 送信機および伝送方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275047A true JPH11275047A (ja) | 1999-10-08 |
| JPH11275047A5 JPH11275047A5 (ja) | 2005-01-06 |
| JP3609937B2 JP3609937B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=13464537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07157198A Expired - Lifetime JP3609937B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 受信機 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3609937B2 (ja) |
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