(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部クロックに基づくスロット先頭時刻に対する先行波の到来時刻の遅延時間である受信タイミング偏差を測定するタイミング偏差測定手段と、
各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを参照して受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順序を決定し、決定した順序に従って下り回線のＣＩＲに基づき下り回線のチャネル割当てを行い、上り回線のＣＩＲに基づき上り回線のチャネル割当てを行うチャネル割当て手段とを具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
チャネル割当て手段は、選択したスロットの上りＣＩＲ、下りＣＩＲと予め設定された閾値との大小比較を行い、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに前記閾値より大きい場合には選択したスロットに呼を割当て、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも前記閾値以下の場合には受信タイミング偏差の範囲が短くなる方向でスロットを順次選択し、受信タイミング偏差の範囲が短いスロットがない場合には、受信タイミング偏差の範囲が長くなる方向でスロットを順次選択し、選択したスロットにおいてチャネル検索を行うことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
自律分散ダイナミックチャネル割当てにおいて、内部クロックに基づくスロット先頭時刻に対する先行波の到来時刻の遅延時間である受信タイミング偏差を測定する工程と、
各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを参照して受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順序を決定する工程と、
決定した順序に従って下り回線のＣＩＲに基づき下り回線のチャネル割当てを行い、上り回線のＣＩＲに基づき上り回線のチャネル割当てを行う工程とを具備することを特徴とするチャネル割当て方法。
【請求項４】
選択したスロットの上りＣＩＲ、下りＣＩＲと予め設定された閾値との大小比較を行い、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに前記閾値より大きい場合には選択したスロットに呼を割当て、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも前記閾値以下の場合には受信タイミング偏差の範囲が短くなる方向でスロットを順次選択し、受信タイミング偏差の範囲が短いスロットがない場合には、受信タイミング偏差の範囲が長くなる方向でスロットを順次選択し、選択したスロットにおいてチャネル検索を行うことを特徴とする請求項３記載のチャネル割当て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラ方式の移動通信システムに用いられ、ダイナミックチャネル割当て方式を採用する基地局装置およびチャネル割当て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、移動体通信システムは、一般的にサービスエリア全体を複数のセルに分割し、各セルに１つの基地局装置を設置する。そして、各移動局装置は、自局が所属するセルの基地局装置と無線通信を行う。
【０００３】
図８の場合、移動局装置３１、３２は、ともにセル１１に所属しているので、セル１１に設置された基地局装置２１と無線通信を行う。同様に、移動局装置３３は、セル１２に所属しているので、セル１２に設置された基地局装置２２と無線通信を行う。
【０００４】
ここで、各移動局装置は、基地局装置で割当てられたチャネルで上り回線の信号を送信し、下り回線の信号を受信する。このセルラ方式を用いた移動体通信システムにおけるチャネル割当て方法として、従来からいくつか提案されている。
【０００５】
そして、チャネル割当て方法の一例として、金井敏仁：”マイクロセル移動通信システムにおける自律分散ダイナミックチャネル割当て方式（ＡＲＰ）”，信学技報，ＲＣＳ９１−３２（１９９１）に記載されているものがある。このＡＲＰ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｒｅｕｓｅ  Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）方式では、すべてのセルで同一である優先順序に従ってチャネルが選択され、選択されたチャネルのうちＣＩＲ（希望波対干渉波電力比）が所定の閾値以上となるチャネルから順に使用される。
【０００６】
以下、従来のＡＲＰ方式によるチャネル割当てについて、図９に示すフロー図を用いて説明する。
【０００７】
まず、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）５１で通話要求があると、ＳＴ５２で、基地局装置が上り回線の希望波レベルを測定し、移動局装置が下り回線の希望波レベルを測定する。
【０００８】
次に、ＳＴ５３で、基地局装置が、すべての基地局装置において共通な優先順序に従って、最も優先度の高い空きチャネルを選択する。なお、空きチャネルとは、ＴＤＭＡ方式の場合、未使用スロットを指し、ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の場合、未割当てスロットあるいは割当てようとする回線の上り／下りが同一でかつ空きコードリソースのあるスロットのことである。
【０００９】
次に、ＳＴ５４で、選択したチャネルについて、基地局装置が上り回線の干渉波レベルを測定し、移動局装置が下り回線の干渉波レベルを測定する。
【００１０】
次に、ＳＴ５５で、基地局装置が、選択したチャネルの上り回線および下り回線のＣＩＲ（以下、「上りＣＩＲ」及び「下りＣＩＲ」という）と予め設定された閾値との大小比較を行う。
【００１１】
そして、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに閾値より大きい場合、ＳＴ５６で、基地局装置は、選択したチャネルに呼を割当てる。一方、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも閾値以下の場合、ＳＴ５７で、基地局装置は、未だチャネル検索を行っていない空きチャネル（以下、「未検索チャネル」という）の有無を判定する。
【００１２】
そして、未検索チャネルが残っている場合、ＳＴ５８で、基地局装置及び移動局装置は、チャネル検索を行ったチャネルを除外した上で、ＳＴ５３以降の処理を繰り返す。一方、未検索チャネルが残っていない場合、ＳＴ５９で、基地局装置は呼損として処理を完了する。
【００１３】
ＡＲＰのチャネル割当てを行うことにより、移動局装置から基地局装置までの距離、すなわち伝播路損失の大きさに基づいてチャネル毎に最適なセル繰り返し数（ｃｅｌｌ  ｒｅｕｓｅ  ｆａｃｔｏｒ）を設定することができるいわゆるリユースパーティショニング（Ｈａｌｐｅｒｎ：”Ｒｅｕｓｅ  Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＶＴＣ’８３，ｐｐ．３２２−３２７（１９８３））を各セルにおいて自律分散的に実現することができる。
【００１４】
そして、リユースパーティショニングが実現されて最適なセル繰り返し数が設定されることにより、システム全体としてより多くの呼を収容することができる。
【００１５】
ここで、上り回線と下り回線とが同一キャリア周波数であるＴＤＤ方式を用いる無線通信システムでは、オープンループ送信電力制御がシステム容量の向上に有効である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オープンループ送信電力制御が上り回線に適用されている場合、基地局装置における各移動局装置から送信された信号の受信電力が、基地局装置と移動局装置との距離に関わらず同程度に揃うため、リユースパーティショニングを実現することがでいないという問題がある。
【００１７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、オープンループ送信電力制御を上り回線に適用する場合であっても、リユースパーティショニングを実現することができる基地局装置およびチャネル割当て方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、内部クロックに基づくスロット先頭時刻に対する先行波の到来時刻の遅延時間である受信タイミング偏差を測定するタイミング偏差測定手段と、各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを参照して受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順序を決定し、決定した順序に従って下り回線のＣＩＲに基づき下り回線のチャネル割当てを行い、上り回線のＣＩＲに基づき上り回線のチャネル割当てを行うチャネル割当て手段とを具備する構成を採る。
【００１９】
本発明の基地局装置は、チャネル割当て手段は、選択したスロットの上りＣＩＲ、下りＣＩＲと予め設定された閾値との大小比較を行い、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに前記閾値より大きい場合には選択したスロットに呼を割当て、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも前記閾値以下の場合には受信タイミング偏差の範囲が短くなる方向でスロットを順次選択し、受信タイミング偏差の範囲が短いスロットがない場合には、受信タイミング偏差の範囲が長くなる方向でスロットを順次選択し、選択したスロットにおいてチャネル検索を行う構成を採る。
【００２１】
これらの構成により、無線路の伝播遅延時間に基づいて、チャネル検索を行うスロットの順番を決定することができるので、無線路の伝播遅延時間が基地局装置に対する移動局装置の地理的距離に比例することから、オープンループ送信電力制御を上り回線に適用する場合であっても、リユースパーティショニングを実現することができる。
【００２２】
本発明のチャネル割当て方法は、自律分散ダイナミックチャネル割当てにおいて、内部クロックに基づくスロット先頭時刻に対する先行波の到来時刻の遅延時間である受信タイミング偏差を測定する工程と、各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを参照して受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順序を決定する工程と、決定した順序に従って下り回線のＣＩＲに基づき下り回線のチャネル割当てを行い、上り回線のＣＩＲに基づき上り回線のチャネル割当てを行う工程とを具備する方法をとる。
【００２３】
本発明のチャネル割当て方法は、選択したスロットの上りＣＩＲ、下りＣＩＲと予め設定された閾値との大小比較を行い、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに前記閾値より大きい場合には選択したスロットに呼を割当て、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも前記閾値以下の場合には受信タイミング偏差の範囲が短くなる方向でスロットを順次選択し、受信タイミング偏差の範囲が短いスロットがない場合には、受信タイミング偏差の範囲が長くなる方向でスロットを順次選択し、選択したスロットにおいてチャネル検索を行う方法をとる。
【００２４】
これらの方法により、無線路の伝播遅延時間に基づいて、チャネル検索を行うスロットの順番を決定することができるので、無線路の伝播遅延時間が基地局装置に対する移動局装置の地理的距離に比例することから、オープンループ送信電力制御を上り回線に適用する場合であっても、リユースパーティショニングを実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、受信タイミング偏差が基地局装置に対する移動局装置の地理的距離に比例することに着目し、受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順番を決定することである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明を適用するのに好適な移動体通信システムの構成例を示す図である。図１において、セルを構成する基地局装置（ＢＳ）１０１は、セル内に存在する移動局装置（ＭＳ）１０２及び移動局装置（ＭＳ）１０３とＴＤＤ方式で無線通信を行う。また、移動局装置１０２は、移動局装置１０３よりも基地局装置１０１に近い位置に存在している。
【００２７】
図２は、ＴＤＤ方式の無線フレーム構成及び遅延プロファイルの例を示す図である。
【００２８】
上り回線と下り回線とが同一キャリア周波数である無線フレーム２０１は、複数のタイムスロット２０２で構成されている。基地局装置２０３では、無線フレーム２０１の所定のタイムスロットに同期チャネル２０５をマッピングし、セル内に存在する移動局装置に送信する。移動局装置２０４に電源が投入されたとすると、移動局装置２０４は、受信した同期チャネル２０７を用いて同期をとる。
【００２９】
ここで、移動局装置における同期チャネルの受信タイミングは、基地局装置からの距離に依存する。例えば、上記図１において、移動局装置１０３よりも基地局装置１０１に近い位置に存在している移動局装置１０２では、移動局装置１０３より同期チャネルの受信タイミングが早い。
【００３０】
次に、移動局装置２０４は発呼要求を行う。具体的には、移動局装置２０４が、ランダムアクセスチャネル２０８に発呼要求制御信号を重畳して基地局装置２０３に送信する。
【００３１】
基地局装置２０３は、発呼要求制御信号を受信すると受信タイミング偏差２０９を測定する。受信タイミング偏差２０９は、内部クロックに基づくスロット先頭時刻と受信したランダムアクセスチャネル２０６の先行波２１１の到来時刻との差である。
【００３２】
受信タイミング偏差２０９は、基地局装置２０３に対する移動局装置２０４の地理的距離に比例することから、基地局装置２０３は、受信タイミング偏差２０９に基づいてチャネル割当てを行えば、自局と移動局装置２０４との距離に応じたリユースパーティショニングを実現することができる。
【００３３】
なお、上記説明では、ランダムアクセスチャネルを用いて受信タイミング偏差を推定したが、他のチャネルを用いて受信タイミング偏差を推定することもできる。
【００３４】
以下、本発明の一実施の形態に係る基地局装置の概略構成について説明する。図３は、本発明の一実施の形態に係る基地局装置３００の概略構成を示すブロック図であり、図４は、図３の基地局装置３００と無線通信を行う移動局装置４００の概略構成を示すブロック図である。
【００３５】
なお、基地局装置３００および移動局装置４００は、ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムに適用されるものである。ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式では、無線通信回線チャネルがタイムスロット及びコードで規定される。
【００３６】
図３に示す基地局装置３００において、制御信号多重部３０１は、送信データにパイロット信号、チャネル割当て情報等の制御信号を多重する。チャネル割当て情報は、自局の通話チャネルがどのタイムスロット及びコードに割当てられたかを示す情報である。
【００３７】
符号化／変調部３０２は、制御信号多重部３０１の出力信号に対し所定の符号化処理及び変調処理を施して拡散部３０３に出力する。拡散部３０３は、符号化／変調部３０２の出力信号に対してチャネル割当て部３１５から指示された拡散符号で拡散処理を施し、送信ＲＦ部３０４に出力する。
【００３８】
送信ＲＦ部３０４は、拡散部３０３の出力信号に対し、チャネル割当て部３１５から指示されたタイムスロットにおいて所定の無線処理を施し、共用器３０５に出力する。
【００３９】
共用器３０５は、無線送受信を同一アンテナで行うために送受信切り替えを行い、送信ＲＦ部３０４の出力信号をアンテナ３０６から無線送信し、アンテナ３０６に受信された信号を受信ＲＦ部３０７に出力する。
【００４０】
受信ＲＦ部３０７は、共用器３０５の出力信号に対し、チャネル割当て部３１５から指示されたタイムスロットにおいて所定の無線処理を施し、逆拡散部３０８に出力する。
【００４１】
逆拡散部３０８は、チャネル割当て部３１５から指示された拡散符号と受信ＲＦ部３０７の出力信号のパイロット信号部分との相関を取って遅延プロファイルを作成し、先行波及び遅延波の到来時刻を推定する。そして、逆拡散部３０８は、推定した到来時刻で受信信号に対して逆拡散処理を行って希望波及び干渉波を分離する。そして、逆拡散部３０８は、逆拡散後の信号を復調／復号部３０９及び受信電力測定部３１１に出力し、先行波の到来時刻を示す信号をタイミング偏差測定部３１３に出力する。
【００４２】
復調／復号部３０９は、逆拡散部３０８の出力信号に対して復調処理及び復号処理を施し、分離部３１０に出力する。
【００４３】
分離部３１０は、復調／復号部３０９の出力信号を制御信号と受信データとに分離し、制御信号に含まれる下り回線の希望波受信電力及び所定タイムスロットの干渉波受信電力を示す情報をＣＩＲ算出部３１２に出力する。また、分離部３１０は、制御信号に通信要求を示す情報が含まれていた場合、その旨を受信電力測定部３１１及びチャネル割当て部３１５に知らせる。
【００４４】
受信電力測定部３１１は、希望波受信電力及び所定タイムスロットの干渉波受信電力を測定し、測定結果をＣＩＲ算出部３１２に出力する。
【００４５】
ＣＩＲ算出部３１２は、分離部３１０から出力された希望波及び干渉波の受信電力を示す情報に基づいて下り回線のＣＩＲを算出し、受信電力測定部３１１にて測定された希望波及び干渉波の各受信電力に基づいて上り回線のＣＩＲを算出し、チャネル割当て部３１５に出力する。
【００４６】
タイミング偏差測定部３１３は、内部クロックに基づくスロット先頭時刻に対する先行波の到来時刻の遅延時間である受信タイミング偏差を測定する。
【００４７】
タイムテーブル３１４は、各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを記憶する。
【００４８】
チャネル割当て部３１５は、タイムテーブル３１４を参照し、タイミング偏差測定部３１３にて測定された受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順序を決定する。そして、チャネル割当て部３１５は、下り回線のＣＩＲに基づき下り回線のチャネル割当てを行い、上り回線のＣＩＲに基づき上り回線のチャネル割当てを行う。
【００４９】
そして、チャネル割当て部３１５は、下り回線のチャネル割当て結果に基づいて拡散部３０３及び送信ＲＦ部３０４を制御し、上り回線のチャネル割当て結果に基づいて受信ＲＦ部３０７及び逆拡散部３０８を制御する。また、チャネル割当て部３１５は、チャネル割当て情報を制御信号多重部３０１に出力する。なお、チャネル割当て動作の詳細については後述する。
【００５０】
一方、図４に示す移動局装置４００において、制御信号多重部４０１は、送信データに制御信号を多重する。なお、制御信号多重部４０１が多重する制御信号には、パイロット信号、下り回線の希望波受信電力、所定タイムスロットの干渉波受信電力、あるいは、通話要求を示す情報等がある。
【００５１】
符号化／変調部４０２は、制御信号多重部４０１の出力信号に対し所定の符号化処理及び変調処理を施し、拡散部４０３に出力する。拡散部４０３は、符号化／変調部４０２の出力信号に対し、チャネル制御部４１２から指示された拡散符号で拡散処理を施し、送信ＲＦ部４０４に出力する。
【００５２】
送信ＲＦ部４０４は、拡散部４０３の出力信号に対し、チャネル制御部４１２から指示されたタイムスロットにおいて所定の無線処理を施し、共用器４０５に出力する。
【００５３】
共用器４０５は、無線送受信を同一アンテナで行うために送受信切り替えを行い、送信ＲＦ部４０４の出力信号をアンテナ４０６から無線送信し、アンテナ４０６に受信された信号を受信ＲＦ部４０７に出力する。
【００５４】
受信ＲＦ部４０７は、共用器４０５の出力信号に対し、チャネル制御部４１２から指示されたタイムスロットにおいて所定の無線処理を施し、逆拡散部４０８に出力する。
【００５５】
逆拡散部４０８は、チャネル制御部４１２から指示された拡散符号と受信ＲＦ部４０７の出力信号のパイロット信号部分との相関を取って遅延プロファイルを作成し、先行波及び遅延波の到来時刻を推定する。そして、逆拡散部４０８は、推定した到来時刻で受信信号に対して逆拡散処理を行って希望波及び干渉波を分離する。そして、逆拡散部４０８は、逆拡散後の信号を復調／復号部４０９及び受信電力測定部４１１に出力する。
【００５６】
復調／復号部４０９は、逆拡散部４０８の出力信号に対して復調処理及び復号処理を施し、分離部４１０に出力する。分離部４１０は、復調／復号部４０９の出力信号を制御信号と受信データとに分離し、制御信号に含まれるチャネル割当て情報をチャネル制御部４１２に出力する。
【００５７】
受信電力測定部４１１は、逆拡散部４０８にて分離された希望波及び干渉波の各受信電力を測定し、測定結果を示す情報を制御信号多重部４０１に出力する。
【００５８】
チャネル制御部４１２は、チャネル割当て情報に基づいて、拡散部４０３、送信ＲＦ部４０４、受信ＲＦ部４０７及び逆拡散部４０８を制御する。
【００５９】
次に、基地局装置３００におけるチャネル割当てについて説明する。
【００６０】
図５は、本実施の形態に係る無線フレームの構成の一例を示す図である。図５に示すように、無線フレーム５０１は、♯０〜♯１４の１５個のタイムスロット５０２で構成されている。そして、図５において、タイムスロット♯２からタイムスロット♯７までに上り回線チャネルを割当てるものとし、下り回線は上り回線とペアで所定のタイムスロットに割当てるものとする。例えば、タイムスロット♯２とタイムスロット♯８とをペアとして、タイムスロット♯２に上り回線が割当てられたチャネルの下り回線はタイムスロット♯８に割当てられるものとする。
【００６１】
図６は、タイムテーブル３１４に記憶されている各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを示す図である。
【００６２】
図７は、基地局装置３００におけるチャネル割当て動作を示すフロー図である。
【００６３】
まず、ＳＴ６０１で通話要求があると、ＳＴ６０２で、タイミング偏差測定部３１３にて受信タイミング偏差を測定する。
【００６４】
次に、ＳＴ６０３で、チャネル割当て部３１５が、タイムテーブル３１４に記憶されているテーブルを参照して、測定された受信タイミング偏差に対応するスロットを選択する。例えば、図６において、測定された受信タイミング偏差Δｔがｔ２とｔ３の間であればスロット♯４を選択する。
【００６５】
次に、ＳＴ６０４で、チャネル割当て部３１５が、選択したスロットの上りＣＩＲ、下りＣＩＲと予め設定された閾値との大小比較を行う。
【００６６】
そして、上りＣＩＲ及び下りＣＩＲがともに閾値より大きい場合、ＳＴ６０５で、チャネル割当て部３１５が、選択したスロットに呼を割当てる。一方、上りＣＩＲ又は下りＣＩＲのいずれか一方でも閾値以下の場合、ＳＴ６０４、ＳＴ６０６及びＳＴ６０７で、受信タイミング偏差の範囲が短くなる方向でスロットを順次選択し、受信タイミング偏差の範囲が短いスロットがない場合には、受信タイミング偏差の範囲が長くなる方向でスロットを順次選択する。そして、選択したスロットにおいてチャネル検索を行う。例えば、スロット♯４が最初に選択された場合、チャネル検索を行う順番は、スロット♯３、スロット♯２であり、さらに、スロット♯５、スロット♯６、スロット♯７の順でチャネル検索を行う。
【００６７】
そして、未検索チャネルが残っていない場合、ＳＴ６０８で、基地局装置は呼損として処理を完了する。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信タイミング偏差に基づいてチャネル検索を行うスロットの順番を決定することにより、オープンループ送信電力制御を上り回線に適用する場合であっても、リユースパーティショニングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するのに好適な移動体通信システムの構成例を示す図
【図２】ＴＤＤ方式の無線フレーム構成及び遅延プロファイルの例を示す図
【図３】本発明の一実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図４】上記実施の形態に係る基地局装置と無線通信を行う移動局装置の構成を示すブロック図
【図５】上記実施の形態に係る無線フレームの構成の一例を示す図
【図６】上記実施の形態に係る各スロットに対して割当てた受信タイミング偏差の範囲を示すテーブルを示す図
【図７】上記実施の形態に係る基地局装置におけるチャネル割当て動作を示すフロー図
【図８】移動体通信システムの構成を示す図
【図９】従来のチャネル割当て動作を示すフロー図
【符号の説明】
３０１  制御信号多重部
３１０  分離部
３１１  受信電力測定部
３１２  ＣＩＲ算出部
３１３  タイミング偏差測定部
３１４  タイムテーブル
３１５  チャネル割当て部
４０１  制御信号多重部
４１０  分離部
４１１  受信電力測定部
４１２  チャネル制御部
【図１】
0003583355.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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