JP3244428B2 - データ復調装置 - Google Patents

データ復調装置

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JP3244428B2
JP3244428B2 JP10036796A JP10036796A JP3244428B2 JP 3244428 B2 JP3244428 B2 JP 3244428B2 JP 10036796 A JP10036796 A JP 10036796A JP 10036796 A JP10036796 A JP 10036796A JP 3244428 B2 JP3244428 B2 JP 3244428B2
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    • H04H2201/13Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system radio data system/radio broadcast data system [RDS/RBDS]
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014Carrier regulation
    • H04L2027/0044Control loops for carrier regulation
    • H04L2027/0046Open loops

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、RDS放送信号や
FM多重放送信号中に含まれるデジタルデータを復調す
る装置に係わり、特に、復調後のデータに対して軟判定
誤り訂正を実行するために必要な信頼度データの生成に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、受信された信号は、伝送路上で
発生したフェージングなどの影響によりノイズ成分を多
く含んでおり、復調装置で受信信号を正確に1か0か判
定できない場合がある。従来は、適当な閾値との比較に
より0,1を判定して復号し、その後の同期再生回路や
誤り訂正回路に入力していたが、上記復号されたデジタ
ル信号の信頼度を表すデータ(以下、これを信頼度デー
タと呼ぶ)を受信信号レベルに応じて新たに出力し、後
段の誤り訂正等においてこの信頼度データを用いること
で、受信システムの精度を向上することが可能である。
このような軟判定誤り訂正方式については、本願出願人
が特願平7−134511号において出願済みである。
【0003】従来のRDSデコーダでは軟判定誤り訂正
は行われていないが、信頼度データを生成する一般的な
方式を以下に示す。即ち、デジタル情報が多重された入
力信号(図7の(a))は、クロック再生回路によりデータ
に同期したサンプリングパルス(b)が再生され、このサ
ンプリングパルスによりA/D変換される((c)参照)。
従来のデータ(即ち硬判定データ)は、サンプリングタ
イミングにおいてスレショールドレベルVtより入力信
号レベルが高いか低いかにより決定され、A/D変換出
力のMSBがそのまま当てはまる。一方、軟判定誤り訂
正用の信頼度データは、このサンプリングタイミングに
おける入力信号波形のスレショールドレベルVtからの
距離が大きいか小さいかにより決定される。つまり、サ
ンプリングタイミングにおいて入力信号がVtより離れ
ておれば、信頼度データは大きく(信頼度が高くな
り)、近ければ信頼度データは小さくなる(信頼度が低
くなる)。(d)にこのように決定した信頼度データの例
を示す。
【0004】RDSデコーダの場合、前記入力信号(a)
は、FMコンポジット信号からバンドパスフィルタBP
Fにより取り出されたRDS信号のPSK復調出力に相
当する。図8により説明すると、RDS信号はARI信
号がない場合においては(a)に示すような波形となって
おり、復調装置においてキャリア再生されたキャリア信
号(b)を用いて、信号(a)が復調される。ただし、ここで
は例として1シンボルあたり6キャリアの信号として図
示したが、RDSでは実際には24キャリアある。
【0005】そこで、例えばキャリア(b)の90度位相で
入力信号(a)をA/D変換すると、デジタルデータ(c)に
変換され、(d)に示すバイフェーズタイミング(図7の
(b)に相当する)をデータクロック再生回路により検出
し、このタイミングにおけるデジタルデータ(c)の値に
より、受信データの0/1判定(硬判定)と信頼度データ
の検出を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように信頼度
データを得るためには、入力信号の波形レベルを判定す
ることが必要であり、シンボルデータサンプリングタイ
ミングにおける入力信号波形のレベルを知るためにA/
D変換処理が必要とされる。このため、入力信号レベル
が弱電界等により変動したりすると、そのレベル変動が
そのまま信頼度データに反映されることとなり、これを
避けるために正確なAGC操作が不可欠となり、回路の
複雑化を招くという問題があった。特にRDS信号の場
合、ARI信号が多重されるとARI信号の変調度によ
ってはRDS/ARI多重信号の振幅が最大6倍程度に
まで変動することになるのでこの問題は大きい。
【0007】また、RDS信号の場合、RDSソースデ
ータが差動符号化され、この差動符号化されたデータが
バイフェーズシンボルに符号化されている。バイフェー
ズシンボルは2つのシンボルを1組としてひとつのデー
タを表しているため、たとえ1つのシンボルが正確に復
号できなくとも、もう一つのシンボルが信頼度の高い状
態で復号できれば、バイフェーズのペアが正確に判定さ
れている限りデータを正確に再生することが可能であ
る。しかしながら、従来のように1シンボル毎に硬判定
データと信頼度データを決定していたのでは、このバイ
フェーズ符号の特徴を生かすことができない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の搬送波
によりデジタルデータが変調された信号を、搬送波周波
数と同期したクロック信号によりサンプリングして一旦
データの0,1判定を行い、このサンプリングデータを
1シンボル期間にわたり積算し、1シンボル期間におけ
る積算結果を任意に設定される閾値と比較してシンボル
データを決定すると共に、該シンボルデータの軟判定誤
り訂正用の信頼度データを決定する。
【0009】あるいは、サンプリングデータを少なくと
もシンボルレートを通過帯域とするローパスフィルター
に入力し、シンボルデータ再生タイミングにおけるフィ
ルター出力のレベルを任意に設定される閾値と比較し
て、シンボルデータと該シンボルデータの軟判定誤り訂
正用の信頼度データを決定する。特に、RDS信号用の
復調装置においては、バイフェーズペアを構成する2つ
のシンボルの前記積算結果またはローパスフィルター出
力の間で減算処理を行い、この結果が正となるか負とな
るかにより差動符号化されたRDSデータ(硬判定デー
タ)を決定するとともに、減算結果の絶対値を判定し、
この絶対値が大きければ信頼度が高いデータとし、小さ
ければ信頼度の低いデータとする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に、本発明によるRDS復調
装置のブロック図を示す。RDS信号が多重されたFM
コンポジット信号は57KHz−BPF回路1に入力さ
れ、RDS信号が分離されてコンパレータ2に入力さ
れ、0,1のデジタル信号に2値化される。コンパレー
タ出力は、キャリア再生回路3及びDフリップフロップ
(以下、D−FFという)4に入力され、キャリア再生
回路3で57KHzのキャリアに同期したクロック信号
が再生され、この再生クロック信号に基づきD−FF4
により、コンパレータ出力がサンプリングされる。
【0011】図6に信号波形を示して説明すると、BP
F出力には図6(a)に示すようなRDS信号が出力さ
れ、コンパレータ出力には(b)に示すデジタル信号が得
られる。キャリア再生回路3により再生される57KH
zの再生クロックは(c)に示すタイミング(キャリア信号
に対して90度の位相)で、D−FF4にクロック信号
として入力される。この結果、D−FF4のサンプリン
グ出力として(d)に示す信号が得られ、この信号がバイ
フェーズクロック再生回路5と加算器6に入力される。
バイフェーズクロック再生回路5では、バイフェーズシ
ンボルレートのクロックパルス(e)を再生し、加算器6
においては、加算器6の出力を入力するD−FF7の出
力とD−FF4の出力とを加算する。そして、D−FF
7は、バイフェーズシンボルレートのクロックパルス
(e)によりリセットされるので、このD−FF7と加算
器6により累算器が構成され、D-FF4からのサンプ
リング出力データは、1シンボル期間にわたり累算され
る。より具体的には、サンプリング出力データの「1」
の数が累算される。
【0012】ここで、サンプリングデータが理想的なデ
ータであれば、RDS信号の場合、1シンボル期間に2
4キャリアの信号が入力されるので、この加算器におけ
る積算値は24または0となるはずである(この実施形
態では6または0)。そして、D−FF8にはバイフェ
ーズシンボルレートのクロックパルス(e)により累算結
果がラッチされ、バイフェーズデコード回路9とデータ
クロック再生回路10に入力される。
【0013】バイフェーズデコード回路9は、D−FF
8の出力をバイフェーズシンボルレートのクロックパル
ス(e)により更にラッチするD−FF90と、このD−
FF90の出力データからD−FF8の出力データを減
算する減算回路91を備え、これらによって、隣り合う
バイフェーズシンボルデータ間で減算が行われ、減算結
果として差動符号化されたRDSデータが得られる。こ
の差動符号化されたRDSデータはデータ判定回路92
及び信頼度判定回路93に入力され、データ判定回路9
2では、0を閾値として、減算結果が正となれば差動符
号化されたRDSデータを1とし、負となれば0とする
(硬判定)。この時、理想的なノイズのないRDS信号が
入力されていれば、バイフェーズデコード回路9での差
分結果は、24−0=+24または0−24=−24と
なるが、ノイズなどの影響でこの差分結果が、0近傍の
値となることがある。そこで、信頼度判定回路93で
は、例えば+−5を閾値として、この差分結果が+−5
以下となれば復号された差動符号化RDSデータ(硬判
定データ)の信頼度は低いものとして判断してその信頼
度データを0に設定し、+−5を越えるようであれば信
頼度データを1とする(信頼度判定)。これは、信頼度
データを1ビットとした場合の例であるが、信頼度デー
タを複数ビットとし、差分結果の絶対値が大きいほど信
頼度データを大きく、即ち、差動符号化RDSデータの
信頼度が高く、差分結果の絶対値が小さいほど信頼度デ
ータを小さく、即ち、差動符号化RDSデータの信頼度
が低くなるように符号化することも可能である。
【0014】尚、データ判定回路92では、上述したよ
うに単に差分結果が正か負かを判定するのみであれば、
減算回路91の符号ビットをそのままデータ判定結果と
してスルー出力するだけで良い。ところで、データクロ
ック再生回路10は、D−FF8の出力に基づいてバイ
フェーズシンボルデータのペアを判定し、シンボル毎の
バイフェーズクロック(e)からペアとなる1シンボル置
きのタイミングでのクロックを分離し、これをデータク
ロック(g)としてD−FF94,95及び差動デコード
回路11に出力している。よって、D−FF94,95
には、ペアを構成する2つのバイフェーズシンボルデー
タからバイフェース復号された差動符号化RDSデータ
とその信頼度データがラッチされる。
【0015】そして、このようにして得られた差動符号
化RDSデータ及び信頼度データは、差動デコード回路
11に入力され、D−FF110及びEXOR回路11
2により、連続する差動符号化RDSデータ同士でRD
Sソースデータに復号されると共に、D−FF111及
び選択回路113により、連続する差動符号化RDSデ
ータに対応する信頼度データのうちどちらか低い信頼度
データが選択され、出力RDSソースデータに対応する
信頼度データとして出力される。出力されたRDSデー
タ及び信頼度データは、後段の同期再生回路及び誤り訂
正回路に入力され、誤り訂正回路では信頼度データに基
づく軟判定誤り訂正が実行される。
【0016】以上説明した実施形態においては、累算結
果(f)に基づきRDSデータを再生するデータ再生回路
は、D−FF90,減算器91,データ判定回路92,
D−FF94,D−FF110,EXOR回路112で
構成され、累算結果(f)に基づき信頼度データを生成す
る信頼度データ生成回路は、D−FF90,減算器9
1,信頼度判定回路93,D−FF95,D−FF11
1,選択回路113で構成されている。
【0017】上述の実施形態においては、サンプリング
出力の積算結果を得るのに、サンプリングデータを1シ
ンボル期間にわたり単純に累算する累算器(加算器6及
びD−FF7)を用いたが、その代わりにローパスフィ
ルタを用いることもできる。即ち、図2に示すように、
加算器6およびD−FF7の代わりにRDSバイフェー
ズシンボルレートである2.375KHzを通過帯域と
するデジタルローパスフィルタ12を設け、このフィル
タ12にD−FF4からのサンプリング出力を入力す
る。また、バイフェーズクロック再生回路5において
は、図6(k)に示すように1シンボル期間のほぼ中点で
バイフェーズシンボルレートのクロックを発生するよう
構成し、このバイフェーズクロック(k)をD−FF8の
クロック端子に印加してデジタルローパスフィルタ12
の出力をラッチする。このラッチ出力にはフィルタ演算
による小数点以下のレベルも出力すれば複数ビットの結
果が得られる。即ち、入力信号がノイズのない理想的な
信号であれば、このラッチ出力には1.00または0.0
0の出力が得られるが、ノイズ等により波形が歪んでい
れば0.50近傍の出力が得られることになる。このラ
ッチ出力は、前述の実施形態と同様にバイフェーズデコ
ード回路9とデータクロック再生回路10に入力され、
バイフェーズデコード回路9においてペアを構成してい
るバイフェーズシンボルデータ間で差分演算が行われ、
差分結果が正となれば差動符号化されたRDSデータは
1となり、負となれば0となる。この時、理想的なノイ
ズのないRDS信号が入力されておれば、差分結果は
1.00−0.00=+1または0.00−1.00=
−1となるが、ノイズ成分を含む場合±0近傍の値とな
る。そこで、この差分結果が例えば±0.3以下となれ
ば復号された差動符号化RDSデータの信頼度は低いも
のと判断して信頼度データを0に設定し、±0.3を越
えるようであれば信頼度データを1とする。これは信頼
度データが1ビットとした場合の例であるが、信頼度デ
ータを複数ビットとし、差分結果の絶対値が大きいほど
信頼度データを大きく、即ちRDSデータの信頼度が高
くなり、差分結果の絶対値が小さいほど信頼度データを
小さく、即ちRDSデータの信頼度が低くなるように符
号化することも可能である。
【0018】そして、このようにして得られた差動符号
化RDSデータ及び信頼度データは、同様にして差動デ
コード回路11に入力され、RDSソースデータと信頼
度データが出力される。尚、デジタルローパスフィルタ
12としては、例えば、図3に示す回路を用いればよ
く、フィルタ出力のラッチタイミングを1シンボル期間
のほぼ中点としたのは、この近辺でフィルタ出力が最大
値となるためであり、厳密に言えば、フィルタでの遅延
分だけラッチタイミングを遅らせた方が好ましい。
【0019】次に、データクロック再生回路10の具体
構成について説明する。データクロック再生回路10で
は、図4に示すように、D−FF8の出力がペア判定回
路100に入力され、ペア判定回路100は、たとえば
連続する3つのバイフェーズシンボルデータからペアと
なるタイミングを判定し、判定結果をEXOR回路10
2に入力する。EXOR回路102の他の入力には、バ
イフェーズクロックパルス(e)を分周器101で2分周
した信号が入力され、このEXOR出力をAND回路1
03に入力することによって、シンボル毎のバイフェー
ズクロック(e)からペアとなる1シンボル置きのタイミ
ングをAND回路103により分離し、このクロックを
データクロック(g)として出力している。
【0020】即ち、図6のタイミングチャートにおい
て、バイフェーズクロック(e)の2分周出力は(i)とな
り、ペア判定回路100の出力から(h)なる出力、即ち
1が出力されると、EXOR回路102では2分周出力
(d)が反転処理されて(j)なる信号が出力され、AND回
路103の出力には、ペアとなる1シンボル置きのタイ
ミングで出力されるクロック(g)が得られる。ペア判定
回路100は、D−FF8の出力(f)に基づいて、バイ
フェーズシンボルデータのペアを判定し、その出力(h)
は、バイフェーズシンボルデータが(D1、D2),
(D3、D4),……をペアとするとき1レベルとな
り、(D0、D1),(D2、D3),……をペアとす
るとき0レベルとなり、この例では、(D1、D2),
(D3、D4),……をペアとする場合を示している。
【0021】より具体的には、ペア判定回路100は例
えば図5に示すように構成されている。即ち、シフトレ
ジスタ201に、順次入力されるバイフェーズシンボル
データの最上位ビットMSBを入力し、連続する3つの
バイフェーズシンボルデータD0,D1,D2の最上位
ビットMSBa0,a1,a2を2ビットづつ比較し
て、シフトレジスタ201のビットa0,a1,a2の
うち、a0とa1が同一ならばEXNOR回路202の
出力が1となり、且つ、a1とa2が異なっていいれば
EXOR回路203の出力が1となり、これによって、
AND回路204の出力が1となってRSフリップフロ
ップ206がセットされるので、このフリップフロップ
の出力が1となり、D1とD2がペアであると判定され
る。一方、a0とa1が異なっていいればEXNOR回
路202の出力が0となり、且つ、a1とa2が同一な
らばEXOR回路203の出力が0となり、NOR回路
205の出力が1となってRSフリップフロップ206
がリセットされるので、このフリップフロップの出力が
0となり、D0とD1がペアであると判定される。但
し、ペア判定回路100としては、本願出願人が先に出
願した特願平6−172682号に示した回路構成等、
他の構成を用いても良い。
【0022】尚、RDSデータの再生は、必ずしも積算
結果に基づいて行う必要はなく、サンプリングデータそ
のものから再生しても良い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、入力される被変調信号
をA/D変換することなく、再生キャリアに同期してサ
ンプリングすることにより1ビットのデータとして処理
するようにしたので、入力信号の振幅には無関係に処理
することが可能となり、複雑なAGC制御を要しない簡
単な回路構成とすることができる。
【0024】また、このサンプリングデータを1シンボ
ル期間にわたり積算し、この積算結果に応じて信頼度デ
ータを得るようにしたので、ノイズ成分に応じた精度の
高い信頼度データを得ることができるようになる。更
に、RDSデータの場合、ペアとなる2つのバイフェー
ズシンボルデータの積算結果を減算処理してデータを再
生するようにしたので、たとえ片方のシンボルデータの
信頼度が低くても、ペアをなすもう一方のシンボルデー
タの信頼度が高ければ、比較的高い信頼度でデータを再
生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。
【図3】ローパスフィルタの構成を示す回路図である。
【図4】データクロック再生回路の構成を示す回路図で
ある。
【図5】ペア判定回路の構成を示す回路図である。
【図6】本発明の実施形態の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
【図7】一般的なデジタル信号処理装置において信頼度
データを生成する従来方法を示す説明図である。
【図8】RDS復調装置において信頼度データを生成す
る従来方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 バンドパスフィルタ 2 コンパレータ 3 キャリア再生回路 4、7、8、90、94、95、110、111 Dフ
リップフロップ 5 バイフェーズクロック再生回路 6 加算器 9 バイフェーズデコード回路 10 データクロック再生回路 11 差動デコード回路 12 ローパスフィルタ 91 減算器 92 データ判定回路 93 信頼度判定回路 100 ペア判定回路 112 EXOR回路 113 選択回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−21979(JP,A) 特開 昭64−54947(JP,A) 実開 昭57−143752(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 1/00 H04L 25/00 H04L 27/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の搬送波によりデジタルデータが変
    調された信号を復調する装置において、前記搬送波周波
    数と同期したクロック信号を再生するキャリア再生回路
    と、再生したクロック信号によりデジタル被変調信号を
    サンプリングし、該サンプリング出力を積算する積算回
    路と、該積算回路の積算結果もしくは前記サンプリング
    出力に応じて前記デジタルデータを再生するデータ再生
    回路と、前記積算結果を所定の閾値と比較し、該比較結
    果に基づき前記デジタルデータの信頼度を示す信頼度デ
    ータを決定する信頼度データ生成回路を備えたことを特
    徴とするデータ復調装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のデータ復調装置におい
    て、前記デジタル被変調信号はデジタルデータが差動符
    号化及びバイフェーズ符号化されたデジタル信号であっ
    て、前記データ再生回路及び前記信頼度データ生成回路
    は、バイフェーズペアを構成する2つのシンボルの前記
    入力データについて演算処理を行う共通の演算回路を有
    し、該演算結果に基づいて差動符号化されたデジタルデ
    ータ及び信頼度データを決定することを特徴とするデー
    タ復調装置。
  3. 【請求項3】 所定の搬送波により、差動符号化及びバ
    イフェーズ符号化されたデジタルデータが変調された信
    号を復調する装置において、前記搬送波周波数と同期し
    たクロック信号を再生するキャリア再生回路と、再生し
    たクロック信号によりデジタル被変調信号をサンプリン
    グし、該サンプリング出力を積算する積算回路と、バイ
    フェーズペアを構成する2つのシンボルの前記入力デー
    タについて減算処理を行う減算回路を有し、該積算回路
    の積算結果もしくは前記サンプリング出力に応じて前記
    デジタルデータを再生し、該減算結果の符号により差動
    符号化されたデジタルデータを決定するデータ再生回路
    と、前記積算結果に基づき前記デジタルデータの信頼度
    を示す信頼度データを決定する信頼度データ生成回路を
    備えたことを特徴とするデータ復調装置。
  4. 【請求項4】 所定の搬送波により、差動符号化及びバ
    イフェーズ符号化されたデジタルデータが変調された信
    号を復調する装置において、前記搬送波周波数と同期し
    たクロック信号を再生するキャリア再生回路と、再生し
    たクロック信号によりデジタル被変調信号をサンプリン
    グし、該サンプリング出力を積算する 積算回路と、該積
    算回路の積算結果もしくは前記サンプリング出力に応じ
    て前記デジタルデータを再生するデータ再生回路と、バ
    イフェーズペアを構成する2つのシンボルの前記入力デ
    ータについて減算処理を行う減算回路、及び該減算結果
    の絶対値を所定の閾値と比較する比較回路を有し、該比
    較結果に基づき前記デジタルデータの信頼度を示す信頼
    度データを決定する信頼度データ生成回路を備えたこと
    を特徴とするデータ復調装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2又は4記載のデータ復調装
    置において、前記データ再生回路は、前記入力データを
    所定の閾値と比較する比較回路を有し、該比較結果に応
    じて前記デジタルデータを決定することを特徴とするデ
    ータ復調装置。
  6. 【請求項6】 請求項1、3又は4記載のデータ復調装
    置において、前記積算回路は、前記サンプリング出力を
    1シンボル期間にわたり累算する累算器より成り、前記
    データ再生回路又は信頼度データ生成回路は、該累算器
    の出力を入力データとして取り込むことを特徴とするデ
    ータ復調装置。
  7. 【請求項7】 請求項1、3又は4記載のデータ復調装
    置において、前記積算回路は、少なくともシンボルレー
    トを通過帯域とし前記サンプリング出力を入力するロー
    パスフィルタより成り、前記データ再生回路又は信頼度
    データ生成回路は、該ローパスフィルタの出力を入力デ
    ータとして取り込むことを特徴とするデータ復調装置。
  8. 【請求項8】 請求項1、3又は4記載のデータ復調装
    置において、前記データ再生回路又は信頼度データ生成
    回路は、1シンボル期間のほぼ中間タイミングにおける
    前記ローパスフィルタの出力を入力データとして取り込
    むことを特徴とするデータ復調装置。
  9. 【請求項9】 請求項1、4又は5記載のデータ復調装
    置において、前記減算結果の絶対値が大きいほど、前記
    信頼度データの値をより信頼度の高いデータに決定する
    ことを特徴とするデータ復調装置。
  10. 【請求項10】 請求項1、6又は7記載のデータ復調
    装置において、前記デジタル被変調信号はデジタルソー
    スデータが差動符号化されたデジタル信号であって、前
    記データ再生回路は、連続する2つの差動符号化された
    デジタルデー タを入力してデジタルソースデータを出力
    する差動復号回路を有し、前記信頼度データ生成回路
    は、前記連続する2つの差動符号化されたデジタルデー
    タの信頼度データのうちどちらか低い信頼度を示すデー
    タを、前記デジタルソースデータの信頼度データとして
    選択する選択回路を有することを特徴とするデータ復調
    装置。
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