JPH11112461A - デジタル通信の受信機 - Google Patents

デジタル通信の受信機

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JPH11112461A
JPH11112461A JP10066739A JP6673998A JPH11112461A JP H11112461 A JPH11112461 A JP H11112461A JP 10066739 A JP10066739 A JP 10066739A JP 6673998 A JP6673998 A JP 6673998A JP H11112461 A JPH11112461 A JP H11112461A
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signal
level
supplied
circuit
signals
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JP10066739A
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Kotaro Takagi
光太郎 高木
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
    • H04L25/063Setting decision thresholds using feedback techniques only
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/233Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
    • H04L27/2338Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation using sampling

Abstract

(57)【要約】 【課題】 DAB受信機において、ビット数の少ないA
/Dコンバータを使用できるようにする。 【解決手段】 受信信号に含まれる妨害信号Sのレベル
を検出する回路51を設ける。レベル制御回路23I、
23QからA/Dコンバータ回路24I、24Qに供給
される信号のレベルが、A/Dコンバータ回路24I、
24Qのダイナミックレンジに収まるように、検出する
回路51の出力により信号の基準レベルを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルオーデ
ィオ放送の受信機に適用して好適なデジタル通信の受信
機に関する。
【0002】
【従来の技術】位相変調を用いたデジタル通信として、
DAB(デジタルオーディオ放送)がある。このDAB
は、ヨーロッパでは、EUREKA147規格にしたが
って実施されているが、その送信側における信号処理は
次のとおりである。
【0003】(1) 最大で64チャンネルのデジタルオーデ
ィオデータを、チャンネルごとにMPEGオーディオの
レイヤIIによりデータ圧縮する。 (2) (1) 項の結果の各チャンネルのデータに、畳み込み
符号化および時間軸のインターリーブにより誤り訂正用
のエンコード処理を行う。 (3) (2) 項の結果を1つのチャンネルに多重化する。こ
のとき、PADなどの補助的なデータも付加する。 (4) (3) 項の結果を、周波数軸でインターリーブ処理す
るとともに、同期用のシンボルを付加する。 (5) (4) の結果をOFDM処理(直交周波数分割多重処
理)し、さらにD/A変換する。 (6) (5) 項の結果によりメインキャリア信号をQPSK
変調(直交変調)し、このQPSK信号を送信する。
【0004】したがって、このDABの受信機は、例え
ば図3に示すように構成することができる。
【0005】すなわち、図3において、DABの放送波
信号がアンテナ11により受信され、この受信信号が、
バンドパスフィルタ12→高周波アンプ13→バンドパ
スフィルタ14の信号ラインを通じてミキサ回路15に
供給されるとともに、局部発振回路16から受信周波数
に対応して変化する所定の周波数の局部発振信号がミキ
サ回路15に供給され、その受信信号は所定の周波数の
中間周波信号SIFに周波数変換される。
【0006】そして、この中間周波信号SIFが、中間周
波フィルタ用のバンドパスフィルタ17および中間周波
増幅用のアンプ18を通じてミキサ回路21I、21Q
に供給される。また、局部発振回路22において、周波
数が中間周波信号SIFの中間周波数に等しく、かつ、位
相が互いに90°異なる局部発振信号が形成され、これら
局部発振信号がミキサ回路21I、21Qに供給され
る。こうして、ミキサ回路22I、22Qにおいて、中
間周波信号SIFがベースバンドのI信号SI およびQ信
号SQ に周波数変換され、これら信号SI 、SQ が取り
出される。
【0007】そして、これら信号SI 、SQ が、レベル
制御用の利得制御アンプ23I、23Qに供給されて所
定のレベルの信号Si 、Sq とされ、これら信号Si 、
SqがA/Dコンバータ回路24I、24Qに供給され
てデジタル信号DI 、DQ にA/D変換される。そし
て、これら信号DI 、DQ が、後述するデジタルローパ
スフィルタ25I、25Qを通じ、さらに、アンプ26
I、26Qを通じてFFT回路31に供給されてOFD
M復調され、そのOFDM復調されたデータがビタビデ
コーダ回路32に供給されてデインターリーブおよびエ
ラー訂正が行われるとともに、番組(チャンネル)の選
択が行われて目的とする番組のデジタルオーディオデー
タが選択される。
【0008】続いて、この選択されたデータがデータ伸
長回路33に供給されてMPEGデータ伸長が行われ、
データ伸長回路33からは、目的とする番組のデジタル
オーディオデータがもとのデータ長のデータに伸長され
て取り出され、この取り出されたデジタルオーディオデ
ータがD/Aコンバータ回路34に供給されてアナログ
オーディオ信号にD/A変換され、この信号が端子35
に取り出される。
【0009】また、このとき、可変利得アンプ23I、
23Qは、利得の制御をデジタル制御信号により行うこ
とのできるプログラマブルゲインコントロールアンプと
される。そして、アンプ26I、26Qからの信号DI
、DQ がレベル検出回路27I、27Qに供給されて
信号DI 、DQ の示す信号レベル(信号DI 、DQ をD
/A変換したときの信号レベル)が検出され、この検出
出力が利得制御アンプ23I、23Qにその利得の制御
信号として供給され、A/Dコンバータ回路24I、2
4Qに供給される信号Si 、Sq は、所定の一定のレベ
ルに制御される。
【0010】したがって、アンテナ11の受信信号のレ
ベルが変動しても、A/Dコンバータ回路24I、24
Qに供給される信号Si 、Sq のレベルは、そのA/D
コンバータ回路24I、24Qのダイナミックレンジに
見合った一定のレベルに保持され、信号Si 、Sq は信
号DI 、DQ に正しくA/D変換される。
【0011】以上が、DAB受信機のアウトラインであ
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のデジ
タルローパスフィルタ25I、25Qは、バンドパスフ
ィルタ17の処理を補うために設けられている。
【0013】すなわち、例えば図4Aに示すように、受
信を希望する放送波信号SD (中心周波数fD )の近傍
の周波数(fD +Δf)に、妨害信号SUDが存在する
と、例えば図4Bに実線で示すように、ミキサ回路15
の出力信号には、希望波信号SD から周波数変換された
中間周波信号SIF(中心周波数fIF)に加えて、下側ヘ
テロダインによるダウンコンバートであれば、周波数
(fIF+Δf)の位置に、妨害信号SUDから周波数変換
された信号成分SIFUDが含まれてしまう。
【0014】そして、このようにミキサ回路15の出力
信号に妨害成分SIFUDが含まれていると、例えば図4C
に示すように、ミキサ回路21I、21Qの出力信号に
は、ベースバンドのI信号SI およびQ信号SQ に加え
て、周波数Δfの位置に、妨害成分SIFUDから周波数変
換された信号成分SBBUDが含まれてしまい、この妨害成
分SBBUDは、とうぜんのことながら、以後のデータ処理
に悪影響をおよぼしてしまう。
【0015】そこで、上記のようにミキサ回路15の次
段に、図4Bに破線で示すような通過特性のバンドパス
フィルタ17が設けられ、ミキサ回路15の出力信号に
含まれる妨害成分SIFUDが除去される。
【0016】しかし、バンドパスフィルタ17はアナロ
グ回路であり、中心周波数や通過帯域がばらついてしま
う。また、温度特性などを希望する特性にすることも困
難である。特に、中間周波信号SIFの中間周波数fIF
は、機種にもよるが、数十MHz〜数百MHzと高いので、
妨害信号SUDが近接した周波数のときには、なおさらで
ある。また、バンドパスフィルタ17を所定の特性にで
きたとしても、部品コストや受信機の小型化の点で、不
利である。
【0017】このため、バンドパスフィルタ17におい
て、妨害成分SIFUDを十分に除去することができないの
で、デジタルローパスフィルタ25I、25Qが設けら
れ、妨害成分SBBUDが除去される。そして、この場合、
ローパスフィルタ25I、25Qは、デジタル回路によ
り構成されているので、必要な特性を容易に、かつ、安
定に得ることができる。また、I信号SI およびQ信号
SQ の周波数が低くなっているので、妨害成分SBBUDの
周波数が近接していても、その除去が容易である。
【0018】こうして、バンドパスフィルタ17の処理
が、デジタルローパスフィルタ25I、25Qにより補
われ、妨害成分SBBUDの十分に低減された信号DI 、D
Q がFFT回路31に供給される。
【0019】ところが、このようにバンドパスフィルタ
17の処理をデジタルローパスフィルタ25I、25Q
により補う場合には、A/Dコンバータ回路24I、2
4Qとしてダイナミックレンジの広いものが要求されて
しまう。
【0020】すなわち、信号Si 、Sq の受信に必要な
C/Nは、通信システムによって異なるが、ここでは25
dBが必要であるとする。また、例えば図5Aに示すよう
に、妨害信号SUDのレベルが、希望信号SD よりも30dB
高いとする。さらに、実際の移動体通信においては、希
望信号SD のレベルがフェーディングにより急激に変化
するので、A/Dコンバータ回路24I、24Qのダイ
ナミックレンジには、そのマージンも必要である。そし
て、このマージンをここでは20dBとする。
【0021】すると、図5Aに示すように、A/Dコン
バータ回路24I、24Qのダイナミックレンジは、少
なくとも75dB(=30dB+25dB+20dB)が必要になる。そ
して、この75dBというダイナミックレンジを得るには、
A/Dコンバータ回路24I、24Qは13ビット以上の
ビット数が必要である。
【0022】しかし、もし、バンドパスフィルタ17に
おいて、妨害成分SIFUDを十分に低減することができれ
ば、図5Bに示すように、A/Dコンバータ回路24
I、24Qのダイナミックレンジは、C/Nの25dBとフ
ェーディングマージンの20dBとの45dBでよく、A/Dコ
ンバータ24I、24Qのビット数は8ビットでよくな
る。
【0023】つまり、バンドパスフィルタ17の特性を
デジタルローパスフィルタ25I、25Qにより補うと
すれば、A/Dコンバータ回路24I、24Qとして量
子化ビット数の多いものが必要となり、消費電力やコス
トの点で好ましくない。しかし、A/Dコンバータ回路
24I、24Qの量子化ビット数を少なくするには、バ
ンドパスフィルタ17として高性能のものが要求され、
コストや基板占有スペースの点で好ましくない。
【0024】しかも、GSMのように、希望信号SD に
比べて、79dBも高いレベルの妨害信号SUDを加えて試験
を行うようなシステムでは、デジタルローパスフィルタ
25I、25Qだけでなく、その妨害信号SUDを50dB以
上減衰させるためのフィルタ、例えばSAWフィルタが
必要となってしまう。そして、そのようなフィルタは、
高価であり、大型である。
【0025】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、QPSK信号を受信して中間周波信号に周波数
変換し、この中間周波信号に対して、A/D変換と、I
成分およびQ成分の分離とを行ってI成分およびQ成分
のデジタルデータを得、これらI成分およびQ成分のデ
ジタルデータからもとのデジタルデータを得るようにし
たデジタル通信の受信機において、上記A/D変換を行
うA/Dコンバータ回路と、このA/Dコンバータ回路
に供給される信号のレベルを所定値に制御するレベル制
御回路と、受信信号に含まれる妨害信号のレベルを検出
する回路とを有し、上記レベル制御回路から上記A/D
コンバータ回路に供給される上記信号のレベルが上記A
/Dコンバータ回路のダイナミックレンジに収まるよう
に、上記検出する回路の出力により、上記妨害信号のレ
ベルに応じて上記信号の基準レベルを制御するようにし
たデジタル通信の受信機とするものである。したがっ
て、A/Dコンバータ回路に供給される信号は、その基
準レベルが、A/Dコンバータ回路のダイナミックレン
ジに見合ったレベルに制御されてA/D変換される。
【0027】
【発明の実施の形態】図1において、DABの放送波信
号がアンテナ11により受信され、この受信信号が、バ
ンドパスフィルタ12→高周波アンプ13→バンドパス
フィルタ14の信号ラインを通じてミキサ回路15に供
給されるとともに、局部発振回路16から受信周波数に
対応して変化する所定の周波数の局部発振信号がミキサ
回路15に供給され、その受信信号は所定の周波数の中
間周波信号SIFに周波数変換される。
【0028】また、このとき、遅延AGC回路40が設
けられる。すなわち、ミキサ回路15からの中間周波信
号SIFがレベル検出回路41に供給されて信号SIFのレ
ベルの検出電圧が取り出され、この検出電圧が電圧比較
回路42に供給されて電圧源43からの基準電圧と電圧
比較され、その比較出力がアンプ13にバイアスの制御
信号として供給される。こうして、受信信号が基準の受
信レベルを越えたときには、アンプ13のバイアスが制
御されて過大入力によるアンプ13の歪みが抑えられる
と同時に、ミキサ回路15以降に過大入力が供給される
ことが防止される。
【0029】そして、ミキサ回路15からの中間周波信
号SIFが、中間周波フィルタ用のバンドパスフィルタ1
7および中間周波増幅用のアンプ18を通じてミキサ回
路21I、21Qに供給される。この場合、バンドパス
フィルタ17は、妨害信号SUDを十分に除去できる特性
でなくてもよい。
【0030】また、局部発振回路22において、周波数
が中間周波信号SIFの中間周波数に等しく、かつ、位相
が互いに90°異なる局部発振信号が形成され、これら局
部発振信号がミキサ回路21I、21Qに供給される。
こうして、ミキサ回路22I、22Qにおいて、中間周
波信号SIFがベースバンドのI信号SI およびQ信号S
Q に周波数変換され、これら信号SI 、SQ が取り出さ
れる。
【0031】そして、これら信号SI 、SQ が、レベル
制御用の利得制御アンプ23I、23Qに供給されて所
定のレベルの信号Si 、Sq とされ、これら信号Si 、
SqがA/Dコンバータ回路24I、24Qに供給され
てデジタル信号DI 、DQ にA/D変換される。そし
て、これら信号DI 、DQ が、デジタルローパスフィル
タ25I、25Qを通じ、さらに、アンプ26I、26
Qを通じてFFT回路31に供給されてOFDM復調さ
れ、そのOFDM復調されたデータがビタビデコーダ回
路32に供給されてデインターリーブおよびエラー訂正
が行われるとともに、番組(チャンネル)の選択が行わ
れて目的とする番組のデジタルオーディオデータが選択
される。
【0032】続いて、この選択されたデータがデータ伸
長回路33に供給されてMPEGデータ伸長が行われ、
データ伸長回路33からは、目的とする番組のデジタル
オーディオデータがもとのデータ長のデータに伸長され
て取り出され、この取り出されたデジタルオーディオデ
ータがD/Aコンバータ回路34に供給されてアナログ
オーディオ信号にD/A変換され、この信号が端子35
に取り出される。
【0033】また、このとき、アンプ26I、26Qか
らの信号DI 、DQ がレベル検出回路27I、27Qに
供給されて信号DI 、DQ の示す信号レベル(信号DI
、DQ をD/A変換したときの信号レベル)が検出さ
れ、この検出出力が利得制御アンプ23I、23Qにそ
の利得の制御信号として供給され、A/Dコンバータ回
路24I、24Qに供給される信号Si 、Sq は、所定
の一定のレベルに制御される。
【0034】なお、A/Dコンバータ回路24I、24
Qは、ビット数が例えば10ビットのものとされ、したが
って、そのダイナミックレンジは60dBとされる。また、
デジタルローパスフィルタ25I、25Qは、妨害成分
を十分に除去できる通過特性とされる。
【0035】さらに、例えばA/Dコンバータ回路24
Qからデジタルローパスフィルタ25Qに供給されるデ
ジタル信号DQ が比較回路51にも供給されるととも
に、デジタルローパスフィルタ25Qから出力されるデ
ジタル信号DQ がデータ比較回路51にも供給され、そ
の比較出力として両信号DQ 、DQ の例えば差分D51が
取り出される。
【0036】したがって、 信号D24:フィルタ25Qに入力される信号DQ 信号D25:フィルタ25Qから出力される信号DQ とすると、D51=D24−D25であり、受信信号に妨害信
号SUDが含まれていないときには、D24=D25なので、
D51=0である。しかし、受信信号に妨害信号SUDが含
まれているときには、信号D24にも妨害成分が含まれる
が、信号D25には、妨害成分が含まれないので、D51≠
0となる。つまり、信号D51は、受信信号に含まれる妨
害信号SUDのレベルを示していることになる。
【0037】そこで、この信号D51がレベル検出回路2
7I、27Qに制御信号として供給され、利得制御アン
プ23I、23Qから出力される信号Si 、Sq の基準
レベルが所定のレベルとなるように、利得制御回路23
I、23Qに供給される制御信号が制御される。
【0038】すなわち、受信信号が希望信号SD だけで
あり、妨害信号SUDなどが含まれない場合には、D51=
0なので、図2Aに示すように、A/Dコンバータ回路
24I、24Qに供給される信号Si 、Sq の基準レベ
ルが、A/Dコンバータ回路24I、24Qのフルスケ
ールに対して例えば−15dBとなるように、アンプ23
I、23Qの利得が制御される。そして、信号Si 、S
q が、A/Dコンバータ回路24I、24Qのダイナミ
ックレンジに対して図2Aに示すようなレベル配分で供
給されれば、信号Si 、Sq は信号DI 、DQ に正しく
A/D変換される。
【0039】一方、受信信号に希望信号SD に所定のレ
ベルよりも大きい妨害信号SUD、例えば30dB高い妨害信
号SUDが含まれている場合には、D51>0となるので、
図2Bに示すように、A/Dコンバータ回路24I、2
4Qに供給される信号Si 、Sq の基準レベルが、A/
Dコンバータ回路24I、24Qのフルスケールに対し
て例えば−30dBとなるように、アンプ23I、23Qの
利得が制御される。そして、信号Si 、Sq が、A/D
コンバータ回路24I、24Qのダイナミックレンジに
対して図3Bに示すようなレベル配分で供給されれば、
やはり信号Si、Sq は信号DI 、DQ に正しくA/D変
換される。なお、このとき、フェーディングマージンは
5dBとなるが、これは無視する。
【0040】こうして、このDABの受信機によれば、
A/Dコンバータ回路24I、24Qに供給される信号
の基準レベルを、受信信号に含まれる妨害信号SUDのレ
ベルに対応して制御しているので、A/Dコンバータ回
路24I、24Qのビット数を例えば10ビットと少なく
することができ、消費電力およびコストを低減すること
ができる。
【0041】また、信号DI 、DQ のビット数も少なく
なるので、これら信号DI 、DQ を処理する回路の規模
を小さくすることができる。さらに、バンドパスフィル
タ17として高性能のものが要求されることもないの
で、コストや基板占有スペースの点で有利である。
【0042】なお、上述においては、妨害信号SUDがあ
るときのフェーディングマージンを無視したが、妨害信
号SUDのレベルに応じて信号Si 、Sq のレベルを連続
的に変更する場合には、その妨害信号SUDのレベルが小
さいときには、図2Bに代わって例えば図2Cに示すよ
うなレベル配分とすれば、フェーディングマージンも大
きくすることができる。
【0043】また、上述において、例えば、受信信号に
おける妨害信号SUDのレベルが希望信号SD よりも+5
dB未満のときは、図2Aの特性に設定し、+5dB 以上の
ときは、図2Bの特性に設定するというように、A/D
コンバータ回路24I、24Qに供給される信号Si 、
Sq の基準レベルを2段階に切り換えることもできる。
【0044】さらに、信号DI 、DQ のから復調された
データのエラーレイトと、受信信号のレベルとをチェッ
クし、受信信号のレベルが大きいにもかかわらずエラー
レイトが規定値よりも大きい場合には、受信信号に妨害
信号SUDが含まれていると判断し、上記のようにA/D
コンバータ回路24I、24Qに供給される信号Si、
Sq の基準レベルを変化させることもできる。
【0045】また、中間周波信号SIFをA/D変換し、
そのデジタル中間周波信号を信号DI 、DQ に分離する
場合には、中間周波信号SIFのレベルをA/Dコンバー
タ回路のダイナミックレンジに収まるように制御すると
ともに、その基準レベルを妨害信号SUDのレベルにした
がって、上記のように制御すればよい。
【0046】さらに、上述においては、A/Dコンバー
タ回路24I、24Qから後段のデジタル処理をハード
ウェアにより実現しているが、DSPおよびそのソフト
ウェアにより実現することもでき、そのようにすれば、
より現実的である。
【0047】
【発明の効果】この発明によれば、A/Dコンバータ回
路のビット数を少なくすることができ、消費電力および
コストを低減することができる。また、A/D変換後の
データのビット数も少なくなるので、そのデータを処理
する回路の規模を小さくすることができる。
【0048】さらに、中間周波フィルタ用のバンドパス
フィルタとして高性能のものが要求されることもないの
で、コストや基板占有スペースの点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための図である。
【図3】この発明を説明するための図である。
【図4】この発明を説明するための図である。
【図5】この発明を説明するための図である。
【符号の説明】
11…アンテナ、12…バンドパスフィルタ、13…高
周波アンプ、14…バンドパスフィルタ、15…ミキサ
回路、16…局部発振回路、17…バンドパスフィル
タ、18…アンプ、21Iおよび21Q…ミキサ回路、
22…局部発振回路、23Iおよび23Q…可変利得ア
ンプ、24Iおよび24Q…A/Dコンバータ回路、2
5Iおよび25Q…ローパスフィルタ、27Iおよび2
7Q…レベル検出回路、31…FFT回路、32…ビタ
ビデコーダ回路、33…データ伸長回路、34…D/A
コンバータ回路、35出力端子、40…遅延AGC回
路、41…レベル検出回路、42…レベル比較回路、5
1…データ比較回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】QPSK信号を受信して中間周波信号に周
    波数変換し、この中間周波信号に対して、A/D変換
    と、I成分およびQ成分の分離とを行ってI成分および
    Q成分のデジタルデータを得、これらI成分およびQ成
    分のデジタルデータからもとのデジタルデータを得るよ
    うにしたデジタル通信の受信機において、 上記A/D変換を行うA/Dコンバータ回路と、 このA/Dコンバータ回路に供給される信号のレベルを
    所定値に制御するレベル制御回路と、 受信信号に含まれる妨害信号のレベルを検出する回路と
    を有し、 上記レベル制御回路から上記A/Dコンバータ回路に供
    給される上記信号のレベルが上記A/Dコンバータ回路
    のダイナミックレンジに収まるように、上記検出する回
    路の出力により、上記妨害信号のレベルに応じて上記信
    号の基準レベルを制御するようにしたデジタル通信の受
    信機。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のデジタル通信の受信機に
    おいて、 上記受信信号の信号ラインにAGC回路を設けるように
    したデジタル通信の受信機。
JP10066739A 1997-08-05 1998-03-17 デジタル通信の受信機 Pending JPH11112461A (ja)

Priority Applications (4)

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