(57)【要約】【課題】トラフィック状況に応じて受信モードを設置し、通信リソースを増加できる受信装置、受信方法、送信装置および送信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる基地局１１０は、１または複数の移動局１４０からの無線信号を受信する基地局であって、移動局に割り当てられた複数のアンテナ１６２ａ〜１６２ｄと、移動局とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かを判定するトラフィック判定部１５８と、トラフィック判定部の判定結果に応じて、複数のアンテナの割り当てを変更し、無線信号を受信する受信モードを設定する呼制御部１６０とを備え、呼制御部は、トラフィックが閾値以上であれば、１の移動局に割り当てるアンテナ数を減らしたオムニ受信モードを設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の送信装置からの無線信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置に割り当てられた複数のアンテナと、
前記送信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かを判定するトラフィック判定部と、
前記トラフィック判定部の判定結果に応じて、前記複数のアンテナの割り当てを変更し、前記無線信号を受信する受信モードを設定する呼制御部とを備え、
前記呼制御部は、前記トラフィックが閾値以上であれば、１の送信装置に割り当てる前記アンテナ数を減らした第１受信モードを設定することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記呼制御部は、前記トラフィックが閾値未満であれば、１の送信装置に割り当てる前記アンテナ数を増やした第２受信モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
１または複数の送信装置からの無線信号を受信し、該送信装置に割り当てられた複数のアンテナを有する受信装置を用いた受信方法であって、
前記送信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かに応じて、前記複数のアンテナの割り当てを変更し、前記無線信号を受信する受信モードを設定し、
前記トラフィックが閾値以上であれば、１の送信装置に割り当てる前記アンテナ数を減らした第１受信モードを設定することを特徴とする受信方法。
【請求項４】
１または複数の受信装置に無線信号を送信する送信装置であって、
前記受信装置に割り当てられた複数のアンテナと、
前記受信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かを判定するトラフィック判定部と、
前記トラフィック判定部の判定結果に応じて、前記複数のアンテナの割り当てを変更し、前記無線信号を送信する送信モードを設定する呼制御部とを備え、
前記呼制御部は、前記トラフィックが閾値以上であれば、１の受信装置に割り当てる前記アンテナ数を減らした第１送信モードを設定することを特徴とする送信装置。
【請求項５】
前記呼制御部は、前記トラフィックが閾値未満であれば、１の受信装置に割り当てる前記アンテナ数を増やした第２送信モードを設定することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
１または複数の受信装置に無線信号を送信し、該受信装置に割り当てられた複数のアンテナを有する送信装置を用いた送信方法であって、
前記受信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かに応じて、前記複数のアンテナの割り当てを変更し、前記無線信号を送信する送信モードを設定し、
前記トラフィックが閾値以上であれば、１の受信装置に割り当てる前記アンテナ数を減らした第１送信モードを設定することを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて無線通信が可能な受信装置、受信方法、送信装置および送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムでは、例えば複数のアンテナを有する基地局が採用されている。基地局は、複数のアンテナを移動局に割り当てて、移動局との無線通信を行っている。従来、受信時に使用するアンテナ本数や、例えば接続可能（収容可能）なユーザ数である通話リソースの組み合わせは、基地局の起動時に固定されている。
【０００３】
これに対して特許文献１には、受信時に使用するアンテナ数を切替える基地局が記載されている。この基地局では、例えばアレイ受信時のアンテナ本数を通信品質に応じて調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、アレイ受信時に使用されるアンテナ本数を調整するものの、調整により使用しなくなったアンテナを他のユーザとの通信に利用することはなく、通信リソースを十分に利用できていない。
【０００６】
本発明は、トラフィック状況に応じて受信モードを設置し、通信リソースを増加できる受信装置、受信方法、送信装置および送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明にかかる受信装置の代表的な構成は、１または複数の送信装置からの無線信号を受信する受信装置であって、送信装置に割り当てられた複数のアンテナと、送信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かを判定するトラフィック判定部と、トラフィック判定部の判定結果に応じて、複数のアンテナの割り当てを変更し、無線信号を受信する受信モードを設定する呼制御部とを備え、呼制御部は、トラフィックが閾値以上であれば、１の送信装置に割り当てるアンテナ数を減らした第１受信モードを設定することを特徴とする。
【０００８】
呼制御部は、トラフィックが閾値未満であれば、１の送信装置に割り当てるアンテナ数を増やした第２受信モードを設定するとよい。
【０００９】
上記課題を解決するために本発明にかかる受信方法の代表的な構成は、１または複数の送信装置からの無線信号を受信し、送信装置に割り当てられた複数のアンテナを有する受信装置を用いた受信方法であって、送信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かに応じて、複数のアンテナの割り当てを変更し、無線信号を受信する受信モードを設定し、トラフィックが閾値以上であれば、１の送信装置に割り当てるアンテナ数を減らした第１受信モードを設定することを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために本発明にかかる送信装置の代表的な構成は、１または複数の受信装置に無線信号を送信する送信装置であって、受信装置に割り当てられた複数のアンテナと、受信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かを判定するトラフィック判定部と、トラフィック判定部の判定結果に応じて、複数のアンテナの割り当てを変更し、無線信号を送信する送信モードを設定する呼制御部とを備え、呼制御部は、トラフィックが閾値以上であれば、１の受信装置に割り当てるアンテナ数を減らした第１送信モードを設定することを特徴とする。
【００１１】
呼制御部は、トラフィックが閾値未満であれば、１の受信装置に割り当てるアンテナ数を増やした第２送信モードを設定するとよい。
【００１２】
上記課題を解決するために本発明にかかる送信方法の代表的な構成は、１または複数の受信装置に無線信号を送信し、受信装置に割り当てられた複数のアンテナを有する送信装置を用いた送信方法であって、受信装置とのトラフィックが所定の閾値以上であるか否かに応じて、複数のアンテナの割り当てを変更し、無線信号を送信する送信モードを設定し、トラフィックが閾値以上であれば、１の受信装置に割り当てるアンテナ数を減らした第１送信モードを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、消費電力の異なる複数の無線通信方式に対応しつつ、消費電力を十分に低減できる通信システム、基地局、移動局および通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかる通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態にかかる受信方法の全体の流れを示すフローチャートである。
【図４】図１に示す基地局の受信部での受信モード毎の機能ブロック図である。
【図５】比較例の基地局の受信部の構成を例示する機能ブロック図である。
【図６】図１に示す基地局での受信モードに対応するアンテナ本数を示すテーブルを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる通信システムの概略構成を示すブロック図である。かかる通信システムは、例えば、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)に代表される無線通信システムである。この通信システムでは、同時双方向通信を実現するため、通信経路を時間軸で区分けし交互に送信と受信とを行うＴＤＤ（Time Division Duplex）と、その送受信時間（フレーム）を複数のタイムスロットに時分割したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）とを組み合わせたＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されている。
【００１７】
なお通信システムでは、同一帯域で複数の無線信号が送受信されるので、トラフィック状況が刻々と変化する。トラフィック状況は、多くの移動局（ユーザ）が基地局に接続されている、あるいは１ユーザであっても通信データ量が多いなど、使用されているスロットの数や率が大きい場合、トラフィックが多いとされる。一方、使用されているスロットの数や率が小さい場合、トラフィックが小さいとされる。
【００１８】
通信システム１００は、図示のように、基地局１１０ａ、１１０ｂと、インターネットや専用回線等のバックボーン（通信網１２０）と、管理サーバ１３０と、ＰＨＳ端末などの移動局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃとを含んで構成されている。管理サーバ１３０は、各基地局１１０ａ、１１０ｂと通信網１３０を介して有線接続されていて、通信網１３０や各基地局１１０ａ、１１０ｂの情報、例えばＩＰアドレスなどを管理し保持している。
【００１９】
以下の説明では、特にことわらない限り、基地局１１０と称した際には、基地局１１０ａ、１１０ｂの両方をさすものとする。同様に、移動局１４０と称した際には、移動局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの全てをさすものとする。図中では、基地局１１０ａには、移動局１４０ａ、１４０ｂが接続されている。また、基地局１１０ｂには、移動局１４０ｃのみが接続されている。このため、基地局１１０ａは、基地局１１０ｂよりもトラフィックが多い状況にある。
【００２０】
本実施形態にかかる基地局１１０は、移動局１４０からの無線信号を受信する受信装置であり、トラフィック状況に応じて受信モードを設定し、接続（収容）可能な移動局の数（ユーザ数）を確保するか、１通話当たりの通信品質を向上させるかを切替える構成を採用した。
【００２１】
図２は、図１に示す基地局１１０の構成を例示する機能ブロック図である。基地局１１０は、図２（ａ）に示すように、制御部１５０と、無線通信部１５２と、有線通信部１５４と、記憶部１５６とを備える。制御部１５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１１０全体を管理および制御し、例えば、トラフィック判定部１５８と呼制御部１６０とを備える。
【００２２】
無線通信部１５２は、複数のアンテナ１６２ａ〜１６２ｄを介して例えば移動局１４０との無線通信を行うものであり、受信部１６４と送信部１６６とを備える。アンテナ数は、ここでは４本としたが、これに限られず、８本でもよいし、それ以上の本数であってもよい。
【００２３】
有線通信部１５４は、通信網１２０を介して管理サーバ１３０との有線通信を行う。記憶部１５６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成されていて、後述するトラフィックの判定で用いられる閾値を記憶している。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、受信部１６４は、アンテナ１６２ａ、１６２ｂ毎に接続された第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂと、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂと、直交検波部１７２ａ、１７２ｂと、ＤＳＰ１７４とを備える。図中では、アンテナ１６２ａ〜１６２ｄのうちアンテナ１６２ａ、１６２ｂのみを代表的に示しているが、アンテナ１６２ｃ、１６２ｄにも上記同様の各部が接続されている。
【００２５】
ＤＳＰ１７４は、後述する第１受信モード（オムニ受信モード）で機能するオムニ受信処理部１７６と、第２受信モード（アレイ受信モード）で機能するアレイ受信処理部１７８と、復調部１８０とを有する。オムニ受信処理部１７６およびアレイ受信処理部１７８は、例えば、呼制御部１６０からの起動信号を受けてそれぞれ動作する。
【００２６】
第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂは、アンテナ１６２ａ、１６２ｂに到来した受信信号の周波数を増幅し、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂに出力する。また、第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂは、呼制御部１６０により、増幅すべき周波数が設定可能となっている。増幅された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂによりデジタル化され、直交検波部１７２ａ、１７２ｂに出力される。直交検波部１７２ａ、１７２ｂは、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂからの出力信号に対して直交検波を行って、この出力信号を実信号から複素信号に変換して出力する。
【００２７】
直交検波部１７２ａ、１７２ｂからの出力信号は、オムニ受信処理部１７６またはアレイ受信処理部１７８のいずれか一方に入力される。ここで、オムニ受信処理部１７６は、オムニ受信モードで動作し、この受信モードに応じた信号処理を行う。アレイ受信処理部１７８は、アレイ受信モードで動作し、この受信モードに応じた信号処理を行う。復調部１８０は、オムニ受信処理部１７６またはアレイ受信処理部１７８のいずれか一方で信号処理された信号を復調し、復調データを出力する。
【００２８】
図３は、本実施形態にかかる受信方法の全体の流れを示すフローチャートである。まず、受信装置としての基地局１１０は、トラフィック判定部１５８により、移動局１４０とのトラフィックを検出する（ステップＳ１００）。つぎに、トラフィック判定部１５８は、記憶部１５６から所定の閾値を読み出して、検出されたトラフィックが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００２９】
続いて、呼制御部１６０は、ステップＳ１０２でトラフィックが閾値以上であれば（Ｙｅｓ）、オムニ受信モードを設定し（ステップＳ１０４）、トラフィックが閾値未満であれば（Ｎｏ）、アレイ受信モードを設定する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
呼制御部１６０は、オムニ受信モードが設定されると、１通話に用いるアンテナ数を減らして、通信可能な移動局１４０の数などの通信リソースを増加させる制御を行う。例えば、呼制御部１６０は、受信部１６４の第１ＲＦ部１６８ａに移動局１４０ａの周波数を設定し、第２ＲＦ部１６８ｂに移動局１４０ｂの周波数を設定する。さらに、呼制御部１６０は、ＤＳＰ１７４のオムニ受信処理部１７６を動作させる。
【００３１】
一方、呼制御部１６０は、アレイ受信モードが設定されると、１通話に用いるアンテナ数を増加させて、通信品質を向上させる制御を行う。例えば、呼制御部１６０は、受信部１６４の第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂいずれにも移動局１４０ａの周波数を設定し、さらに、ＤＳＰ１７４のアレイ受信処理部１７８を動作させる。
【００３２】
図４は、図１に示す基地局の受信部での受信モード毎の機能ブロック図である。図４（ａ）は、オムニ受信モード時すなわち高トラフィック時での信号処理を例示する機能ブロック図である。図４（ｂ）は、アレイ受信モード時すなわち低トラフィック時での信号処理を例示する機能ブロック図である。
【００３３】
オムニ受信モードでは、上記したように第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂに移動局１４０ａ、１４０ｂの周波数がそれぞれ設定されている。そして、ＤＳＰ１７４では、図４（ａ）に示すように、オムニ受信処理部１７６が動作し、信号処理部１７６ａ、１７６ｂ、復調処理部１８０ａ、１８０ｂでそれぞれ、信号処理および復調処理が実施され、移動局１４０ａ、１４０ｂの復調データが得られる。
【００３４】
アレイ受信モードでは、上記したように第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂのいずれにも移動局１４０ａの周波数が設定されている。そして、ＤＳＰ１７４では、図４（ｂ）に示すように、アレイ受信処理部１７８が動作し、信号処理部１７８ｂ、復調処理部１８０ｃで信号処理および復調処理が実施され、移動局１４０ａの復調データのみが得られる。このように、アレイ受信モードでは、移動局１４０ａに対して複数のアンテナ１６２ａ、１６２ｂが割り当てられている。このため、信号処理部１７８ｂでは、複数のアンテナ１６２ａ、１６２ｂを用いたアダプティブアレイ技術によって、通信品質を向上させる処理を実行してよい。
【００３５】
図５は、比較例の基地局の受信部の構成を例示する機能ブロック図である。比較例の受信部２００は、ＤＳＰ２０２にアレイ受信処理部２０４のみが設けられていて、さらに、第３ＲＦ部２０８ａ、第４ＲＦ部２０８ｂ、Ａ／Ｄ変換器２１０ａ、２１０ｂ、および直交検波部２１２ａ、２１２ｂが追加されている点で、上記受信部１６４と異なる。
【００３６】
比較例の受信部２００は、上記オムニ受信処理部１７６が設けられていないため、トラフィック状況にかかわらず、常にアレイ受信モードでの動作を行う、アダプティブアレイ受信専用の構成が採られている。
【００３７】
受信部２００では、第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂに移動局１４０ａの周波数が設定され、信号処理部２０４ａおよび復調処理部２０６ａにより移動局１４０ａの復調データが得られる。また、受信部２００では、第３ＲＦ部２０８ａ、第４ＲＦ部２０８ｂに移動局１４０ｂの周波数が設定され、信号処理部２０４ｂおよび復調処理部２０６ｂにより移動局１４０ｂの復調データが得られる。
【００３８】
つまり、受信部２００では、第３ＲＦ部２０８ａ、第４ＲＦ部２０８ｂ、Ａ／Ｄ変換器２１０ａ、２１０ｂ、および直交検波部２１２ａ、２１２ｂを追加した構成でありながら、移動局１４０ａ、１４０ｂの復調データが得られるのみである。
【００３９】
本実施形態の受信部１６４では、図４（ａ）に示したオムニ受信モードにおいて、第１ＲＦ部１６８ａ、第２ＲＦ部１６８ｂ、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂ、および直交検波部１７２ａ、１７２ｂからなる簡素なハード構成で、比較例の受信部２００と同様に基地局１４０ａ、１４０ｂの復調データを得ることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、トラフィック状況に応じて、アンテナの割り当てに依存する受信モード、すなわちオムニ受信モードまたはアレイ受信モードを設定できる。オムニ受信モードでは、トラフィックが多いとき、１の移動局１４０に割り当てるアンテナ数を減らすことで、通信リソースを増加させることができる。また、アレイ受信モードでは、トラフィックが少ないとき、１の移動局１４０に対して複数のアンテナを割り当てることで、アダプティブアレイ技術を用いて、通信品質を高めることが可能となる。
【００４１】
上記実施形態では、トラフィック状況に応じて割り当てられるアンテナ数を増減させていたが、これに限定されない。
【００４２】
図６は、図１に示す基地局１１０での受信モードに対応するアンテナ本数を示すテーブルを例示する図である。このテーブル１９０は、例えば基地局１１０の上記記憶部１５６に記憶されている。この場合、呼制御部１６０は、受信モードがオムニ受信モードに設定されると、テーブル１９０を読み出して、アンテナ本数をＡとし、アレイ受信モードに設定されると、アンテナ本数をＢとする。このように、基地局１１０は、受信モードに応じて、割り当てられるアンテナ数を予め設定してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、基地局１１０を受信装置として説明したが、これに限られず、基地局１１０を送信装置として、上記実施形態を適用としてもよい。この場合には、基地局１１０の受信部１６４のうち、Ａ／Ｄ変換器１７０ａ、１７０ｂに代えてＤ／Ａ変換器を用い、直交検波部１７２ａ、１７２ｂを削除し、さらに、ＤＳＰ１７４では、オムニ受信処理部１７６に代えてオムニ送信処理部、アレイ受信処理部１７８に代えてアレイ送信処理部、復調部１８０に代えて変調部を用い、ＤＳＰ１７４からアンテナ１６２ａ、１６２ｂの方向に信号が出力される構成を送信部１６６として採用すればよい。
【００４４】
このような送信装置としての基地局１１０によれば、トラフィック状況に応じて、アンテナの割り当てに依存する送信モードが設定可能となる。すなわち、基地局１１０は、トラフィック判定部１５８が検出したトラフィックが多いとき、１の受信装置となる移動局１４０に割り当てるアンテナ数を減らすことで、通信リソースを増加させることができる（オムニ送信処理部の動作によるオムニ送信モード）。また、基地局１１０は、トラフィック判定部１５８が検出したトラフィックが少ないとき、１の移動局１４０に対して複数のアンテナを割り当てることで、アダプティブアレイ技術を用いて、通信品質を高めることも可能となる（アレイ送信処理部の動作によるアレイ送信モード）。
【００４５】
さらに、上記実施形態では、基地局１１０を前提として説明したが、これに限られず、移動局１４０に対しても本実施形態は適用可能である。一例として、移動局１４０が、複数のＲＦ部をそれぞれ独立に受信処理し、複数の受信データ（復調データ）を束ねるようなバルク転送を行う場合には、通信レートを向上させることができる。なお、この状況は、基地局１１０において複数のユーザと通信を行う場合に該当する。一方、バルク転送のように高速通信は不要であり、１つの受信データを受信する際の通信品質を改善したい場合には、移動局１４０は、複数のＲＦ部の受信信号に対してアダプティブアレイ技術による受信処理を行えばよい。
【００４６】
上記実施形態では、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用された通信システム１００を前提としたが、トラフィック状況に応じてアンテナの割り当てに依存する受信モードが設定可能であれば、これに限定されない。一例として、同時に複数の通信端末と通信をする多元接続のための方式であって、周波数帯域を分割するＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）や、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)を採用してもよい。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、複数のアンテナを用いて無線通信が可能な受信装置、受信方法、送信装置および送信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００…通信システム、１１０ａ、１１０ｂ…基地局、１２０…通信網、１３０…管理サーバ、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ…移動局、１５０…制御部、１５２…無線通信部、１５４…有線通信部、１５６…記憶部、１５８…トラフィック判定部、１６０…呼制御部、１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ…アンテナ、１６４…受信部、１６６…送信部、１６８ａ…第１ＲＦ部、１６８ｂ…第２ＲＦ部、１７０ａ、１７０ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１７２ａ、１７２ｂ…直交検波部、１７４…ＤＳＰ、１７６…オムニ受信処理部、１７８…アレイ受信処理部、１８０…復調部、１９０…テーブル
【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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