(57)【要約】  規格の異なる様々な無線システムが所定の周波数帯を分け合って無線通信を行う場合に、無線システム間で同一チャネル干渉を引き起こしにくい技術を提供することを目的とする。  新設基地局４は、位置情報をＴＶＷＳＤＢ装置３に送信し、ＴＶＷＳＤＢ装置３からテレビホワイトスペースのチャネル情報を受信する。ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４に通知した各チャネルについて、新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストするように各既設基地局５に指示する。ＣＰＥ端末６は既設基地局５に設定されたスケジュールに従ってＣＢＰバーストする。新設基地局４は、ＣＰＥ端末６のバースト信号に基づいて自局と同じ規格のセルを探し、自局と同じ規格のセルのチャネルを既設基地局５とシェアする。
2013153884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルの中のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備えた無線システムであって、
前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、
前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを更に備え、
前記無線基地局は、前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えた
ことを特徴とする、無線システム。
【請求項２】
前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記複数のチャネルに空きチャネルが存在するか否かを検索し、空きチャネルが存在する場合には当該空きチャネルを使用するチャネルに決定し、空きチャネルが存在しない場合には、受信した前記報知信号に基づいて、自局と同じ規格の前記報知信号または前記制御信号のチャネルを使用するチャネルに決定する
ことを特徴とする、請求項１記載の無線システム。
【請求項３】
前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記報知信号を受信できた場合に自局と規格が同じであると判定し、報知信号を受信できなかった場合に自局と規格が異なると判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線システム。
【請求項４】
前記無線基地局は、自局と同じ規格の前記報知信号のチャネルを使用する際、当該報知信号を送信した前記端末装置を介して、当該チャネルを使用している他の無線基地局と当該チャネルを共有するための設定処理を行う
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の無線システム。
【請求項５】
複数のチャネルの中の一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置と、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段と備えた無線システムにおける前記無線基地局であって、
前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えた   ことを特徴とする、無線基地局。
【請求項６】
複数のチャネルの中の一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備え、前記無線基地局は、使用するチャネルを決定する際、前記端末装置から送信された報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を有する無線システムの管理装置であって、
前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、
前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを備えた   ことを特徴とする、管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャネルを無線基地局間で分け合って無線通信を行うことができる無線システム、無線基地局、及び管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信は、予め割り当てられた周波数帯で行われるが、近年の無線機器の増加やデータ通信量の増加に従って帯域が逼迫しつつある。一方、テレビジョン放送用の周波数帯のように、放送局間の干渉を防ぐため、比較的ゆとりを持って割り当てられている帯域もある。【０００３】
例えば、日本の地上デジタル放送用の周波数割り当ては、帯域幅が240MHzあり、それぞれ6MHz幅で13ｃｈ（470MHz）〜52ｃｈ（710MHz）までの全40の物理チャネルに分割して、地域毎に放送局に割り振っている。図１２は、日本の地上デジタル放送のチャネルプランの一部であり、各地域で使用されているチャネルを示す。例えば、徳島では、34ｃｈと40ｃｈと31ｃｈの3つが使用されており、残り37つのチャネルが使用されていない。【０００４】
このように、予め地上デジタル放送用として割り当てられたチャネル数に対して、実際に使用されるチャネルは一部であり、その大半のチャネルが使用されずに空きチャネルとなっている。【０００５】
そこで、テレビ周波数帯の空きチャネル（テレビホワイトスペース）を使用して無線通信を行う技術が検討されている。例えば、IEEE802.22ワーキンググループでは、テレビホワイトスペースを利用したWRAN（Wireless Regional Area Network）に関する標準規格の策定が進められている（非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE P802.22/D3.0, March 2011 Draft Standardfor Wireless Regional Area Networks Part 22:Cognitive Wireless RAN MediumAccess Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications:Policiesand procedures for operation in the TV Bands
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、テレビホワイトスペースの利用を目的としたワーキンググループには、802.22の他にも、802.11afや、802.15.4m、TD-LTE等がある。つまり、規格の異なる様々な無線システムが混在する中で互いに共存してテレビホワイトスペースを利用する必要がある。【０００８】
しかしながら、互いに規格の異なる例えば802.22と802.11afとが同一チャネルを使用するとなると、TDD（Time Division Duplex）方式である802.22は、毎フレーム、キャリアセンスを行わず、規定のタイミングになると802.11afが送信中であっても送信を開始してしまうため、同一チャネル干渉を起こしてしまう。一方、802.11afは、CSMA/CA（Carrier
Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式なのでキャリアセンスを行うが、802.22のTDD方式で電波の存在しない時間であるTTG（Transmit/Receive Transition Gap），RTG（Receive/Transmit Transition Gap）に送信を開始し、TTG，RTG後に送信を開始した802.22のフレームと同一チャネル干渉を起こしてしまう。【０００９】
また、同一チャネル干渉の原因には、いわゆる隠れ端末問題もある。例えば、図１３は、隠れ端末によりチャネル干渉が生じる様子を示した図である。【００１０】
図示において、無線基地局であるＡＰ（Access Point）１とＡＰ２とは同一チャネルで運用されている。ＣＰＥ（Customer Premises or Portable Equipment）端末６−１とＣＰＥ端末６−２とは近接しているが、ＣＰＥ端末６−１はＡＰ１のセル内に存在し、ＣＰＥ端末６−２はＡＰ２のセル内に存在する。ＡＰ１とＡＰ２との間には遮蔽物Ｂがあり、ＡＰ１とＡＰ２はそれぞれ互いの電波が届かない環境にある。つまり、ＡＰ１とＡＰ２は、互いに隠れた存在である隠れ端末である。そのため、図１３では、ＡＰ１とＡＰ２とが、同じタイミングでそれぞれＣＰＥ端末６−１とＣＰＥ端末６−２にデータ送信を行ってしまうと、ＣＰＥ端末６−１とＣＰＥ端末６−２においてＡＰ１とＡＰ２の電波が干渉する隠れ端末問題が生じてしまう。【００１１】
つまり、テレビホワイトスペースを利用する場合のように、規格の異なる様々な無線システムが所定の周波数帯を分け合って（シェアして）無線通信を行う場合、無線システム間で同一チャネル干渉を引き起こしやすいという問題があった。【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、規格の異なる様々な無線システムが所定の周波数帯を分け合って無線通信を行う場合に、無線システム間で同一チャネル干渉を引き起こしにくい技術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】
【００１３】
本発明の無線システムは、複数のチャネルの中の一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備えた無線システムであって、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを更に備え、前記無線基地局は、前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
また、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記複数のチャネルに空きチャネルが存在するか否かを検索し、空きチャネルが存在する場合には当該空きチャネルを使用するチャネルに決定し、空きチャネルが存在しない場合には、受信した前記報知信号に基づいて、自局と同じ規格の前記報知信号または前記制御信号のチャネルを使用するチャネルに決定してもよい。
なお、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記複数のチャネルに空きチャネルが存在するか否かを検索し、空きチャネルが存在する場合には当該空きチャネルを使用するチャネルに決定し、空きチャネルが存在しない場合には、受信した前記報知信号、及び／又は、受信した他の無線基地局からの制御信号に基づいて、自局と同じ規格の前記報知信号または前記制御信号のチャネルを使用するチャネルに決定してもよい。
さらに、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記報知信号を受信できた場合に自局と規格が同じであると判定し、報知信号を受信できなかった場合に自局と規格が異なると判定してもよい。
また、前記無線基地局は、自局と同じ規格の前記報知信号のチャネルを使用する際、当該報知信号を送信した前記端末装置を介して、当該チャネルを使用している他の無線基地局と当該チャネルを共有するための設定処理を行ってもよい。
本発明の無線基地局は、複数のチャネルの中の一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置と、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段と備えた無線システムにおける前記無線基地局であって、前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
本発明の管理装置は、複数のチャネルの中の一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備え、前記無線基地局は、使用するチャネルを決定する際、前記端末装置から送信された報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を有する無線システムの管理装置であって、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、規格の異なる様々な無線システムが所定の周波数帯を分け合って無線通信を行う場合に、無線システム間で同一チャネル干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施形態の無線システムの全体を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示す新設基地局がテレビホワイトスペースの中から運用チャネルを探す様子を示した図である。
【図３】図１に示す新設基地局と既設基地局とが無線フレームをシェアする様子を示した図である。
【図４】図１に示す新設基地局と既設基地局とが無線フレームをシェアする様子を示したシーケンス図である。
【図５】IEEE802.22のフレーム構造を示す図である。
【図６】図１に示す新設基地局と既設基地局とが時分割でフレーム送信する様子を示した図である。
【図７】図１に示すＣＰＥ端末が一様分布でないセルを示した図である。
【図８】図１に示す無線システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図１に示す新設基地局のREQUESTメッセージの構成を示す図である。
【図１０】図１に示すＴＶＷＳＤＢ装置のINDICATIONメッセージの構成を示す図である。
【図１１】図１に示す新設基地局の運用チャネル決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】日本の地上デジタル放送のチャネルプランの一部を示す図である。
【図１３】従来の隠れ端末によりチャネル干渉が生じる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の無線システムの全体を示すシステム構成図である。
無線システムは、ネットワーク管理システム（Network Management System:NMS）１と、ネットワーク制御システム（Network
Control System:NCS）２と、ＴＶＷＳＤＢ（Television
White Space Database）装置３と、新設基地局４と、既設基地局５と、ＣＰＥ（Customer
Premises or Portable Equipment）端末６とを備えている。
【００１８】
ネットワーク管理システム１とネットワーク制御システム２とＴＶＷＳＤＢ装置３と新設基地局４と既設基地局５とは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク７を介して接続されている。また、既設基地局５とＣＰＥ端末６とは電波を介して接続される。
【００１９】
なお、図１では、簡略化のために新設基地局４、既設基地局５及びＣＰＥ端末６をそれぞれ一つずつ示したが、新設基地局４、既設基地局５は、それぞれ複数（１〜ｎ、１〜ｍ：ｎ、ｍは自然数）存在してもよく、ＣＰＥ端末６も複数（１〜ｌ：ｌは自然数）存在してもよい。
【００２０】
ネットワーク管理システム１は、ネットワークの管理を行っており、例えば、ネットワークのセキュリティ上の保守や、ネットワークを構成する他の機器のパフォーマンス管理等を行っている。
【００２１】
ネットワーク制御システム２は、ネットワーク内のＱｏＳ（Quality of Service）を制御している。
【００２２】
ＴＶＷＳＤＢ装置３は、テレビホワイトスペースデータベース（ＴＶＷＳＤＢ、以下単にＤＢと称す）を有し、地域毎にテレビ局が使用しているチャネル情報と、各既設基地局５の位置情報と、各既設基地局５が使用しているテレビホワイトスペースのチャネル情報と、各ＣＰＥ端末６の位置情報と、各ＣＰＥ端末６が使用しているテレビホワイトスペースのチャネル情報とを記憶している。ここでは、説明を簡単にするために、全てが一つの領域に保存されているものとして説明するが、複数の領域に分けて保存されてもよい。
【００２３】
ＣＰＥ端末６は、いずれかの既設基地局５のセル内に存在し、既設基地局５の集中制御の下、無線通信を行っている。また、ＣＰＥ端末６は、ＧＰＳ受信機を有し、ＧＰＳ受信機を介して自端末の位置情報を取得して、自端末をサポートする既設基地局５に送信する。
【００２４】
既設基地局５は、テレビホワイトスペースを利用可能な規格（例えば、802.22や、802.11af、802.15.4m、TD-LTE等）の基地局であり、テレビホワイトスペースのチャネルを利用して無線通信を行っている。つまり、既設基地局５は、利用可能な複数のチャネルのうちの一のチャネルを用いて無線通信を行う。また、既設基地局５は、ＧＰＳ受信機を有し、ＧＰＳ受信機を介して自局の位置情報を取得することができる。また、既設基地局５は、自局のセル内に１台以上存在するＣＰＥ端末６の集中制御を行い、テレビホワイトスペースのチャネルでセル内のＣＰＥ端末６と無線通信を行う。また、既設基地局５は、テレビホワイトスペースのチャネルを使用する場合、自局の位置情報と、自局がサポートする各ＣＰＥ端末６から送信された位置情報と、テレビホワイトスペース内で使用するチャネルとをＴＶＷＳＤＢ装置３に登録する。
【００２５】
新設基地局４は、新たにテレビホワイトスペースのチャネルを使用して運用を開始しようとしている基地局であり、利用可能な複数のチャネルのうちの一のチャネルを用いて無線通信を行う。ここでは、一例として新設基地局４の規格が802.22であるものとして説明する。
【００２６】
具体的に図２を参照して、新設基地局４がテレビホワイトスペースの中から運用チャネルを探す様子を説明する。
【００２７】
新設基地局４は、電源がＯｎされると、ＧＰＳ受信機を介して自局の位置情報を取得して、ＴＶＷＳＤＢ装置３に通知する。ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４から位置情報を受信すると、新設基地局４の位置情報に対応する地域のテレビホワイトスペースのチャネル情報をＤＢから検索して、新設基地局４に通知する。図示では、新設基地局４が使用可能なホワイトスペースのチャネル情報としてｆ１〜ｆ４が通知されている
【００２８】
それとともに、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４に通知したチャネル毎に、新設基地局４の位置情報に基づいて新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６をＤＢから検索する。次に、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、検索した各ＣＰＥ端末６と同じチャネルを使用している既設基地局５をＤＢから検索し、各チャネルで新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６が報知信号（例えば、同報信号やバースト信号、ここではＣＢＰバースト）を送信するように、そのＣＰＥ端末６をセル内に有する各既設基地局５に指示を出す。図示では、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、ｆ１、ｆ２、ｆ４の既設基地局５−１，５−２，５−４に対し、それぞれＣＰＥ端末６−１３，６−２１，６−４１にＣＢＰバーストさせるよう指示を出す。
【００２９】
これにより、ＴＶＷＳＤＢ装置３からの指示を受けた各既設基地局５は、ＴＶＷＳＤＢ装置３から指定されたＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するようにスケジュールを設定する。そして、スケジューリングされたＣＰＥ端末６は、スケジュールに従ってＣＢＰバーストを送信する。ＣＢＰバーストは、断続的に送信されるバースト信号であり、新設基地局４がＣＢＰバーストを十分に受信可能な時間送信される。
なお、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４に通知したすべてのチャネル毎にＣＰＥ端末６をＤＢから検索せずに、新設基地局４の位置情報に基づいて近隣エリア（例えば所定範囲内）のＣＰＥ端末６や既設基地局５に位置登録されたＣＰＥ端末６を検索するようにしてもよい。すべてのチャネル毎に検索することにより、隠れ端末などによる干渉をより確実に防ぐことができる一方、新設基地局４の位置情報に基づいて検索する範囲を絞ることによって、効率を向上できる。
このように、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、無線システム内の管理装置として、新設基地局４が使用チャネルを決定する際に、新設基地局４が使用可能なホワイトスペースのチャネルのうちの少なくとも一以上のチャネル毎に、新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６をＤＢから検索する検索処理を行う検索手段として機能する。
さらに、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、検索手段によって検索した各ＣＰＥ端末６と同じチャネルを使用している、または、各ＣＰＥ端末６が位置登録されている既設基地局５をＤＢから検索し、各チャネルで新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するように、そのＣＰＥ端末６をセル内に有する各既設基地局５に指示を出す指示処理を行う指示手段として機能する。
【００３０】
一方、新設基地局４は、ＴＶＷＳＤＢ装置３から取得したテレビホワイトスペースのチャネル情報の各チャネルについて、（１）空きチャネルであるか、（２）空きチャネルでない場合、そのチャネルの電波が自局と同一規格であるかを調べる。
【００３１】
（１）空きチャネルであるか否かは、新設基地局４がそのチャネルのＲＳＳＩ（Received Signal
Strength Indicator）測定を行い、ＲＳＳＩが所定の規定値より低い場合に空きチャネルであると判定し、高い場合に使用チャネルであると判定する。
【００３２】
（２）チャネルの電波が自局と同一規格であるか否かは、802.22である新設基地局４がそのチャネルで、ＣＰＥ端末６からのＣＢＰバーストを受信（復調）でき、又は既設基地局５からの制御信号、ここではＳＣＨ（Superframe Control
Header：スーパーフレーム制御ヘッダ）を受信（復調）できた場合に、自局と同一規格であると判定する。つまり、新設基地局４は、使用するチャネルを決定する際、ＣＢＰバーストの受信状態、及び／又は、既設基地局５の制御信号の受信状態に基づいて、使用するチャネルを決定する。
【００３３】
なお、チャネルの電波が自局と異なる規格である場合、新設基地局４は、ＲＳＳＩが所定の規定値以上のチャネルを使用している無線システムからの電波を受信（復調）することができないので、そのチャネルが自局と異なる規格で使用されていると判定する。
【００３４】
また、仮にこのとき、チャネルの電波が新設基地局４と同一の規格であっても、電波が何らかの干渉を受けている場合、新設基地局４はその電波（ＣＢＰバースト等）を受信して復調することができない。そのため、この場合も、自局と異なる規格のセルのチャネルとみなされて除外される。
【００３５】
つまり、新設基地局４と規格が同一のセルとは、新設基地局４が受信（復調）可能な電波が送信されるセルであり、新設基地局４と規格が異なるセルとは、新設基地局４が受信（復調）不可能な電波が送信されるセルをいう。
【００３６】
そして、新設基地局４は、ＴＶＷＳＤＢ装置３から通知された全てのチャネルについて調査を終えると、調査結果に基づいて、他の無線システムが使用していないチャネルがあった場合、そのチャネルを運用チャネルとして決定する。図示の場合、空きチャネルであるｆ３が運用チャネルとして決定される。なお、空きチャネルが複数あった場合、その中で最もＲＳＳＩが低いチャネルが新設基地局４の運用チャネルとして決定される。ＲＳＳＩが低いということは電波がクリアだからである。
【００３７】
一方、新設基地局４は、通知されたホワイトスペースが既に他の無線システムにより全て使用されていた場合(図示でｆ３がなかった場合)、調査結果に基づいて、自局と同じ規格のセルが存在するか判定する。この場合、新設基地局４は、空きチャネルがないので、他の無線システムとチャネルを共同で使用することになる。
【００３８】
新設基地局４は、自局と同じ規格のセルが存在しない場合、運用を停止する。上述したように、互いに規格の異なる無線システムが同一チャネルを使用すると、同一チャネル干渉が生じやすいからである。
【００３９】
一方、新設基地局４は、自局と同じ規格のセルが存在した場合、そのセルのチャネルを運用チャネルとして決定する。例えば、図示で仮に既設基地局５−４が新設基地局４と同じ802.22であった場合、ｆ４が運用チャネルとして決定される。なお、自局と同じ規格のセルが複数存在する場合、その中で最もＲＳＳＩが高いチャネルが運用チャネルとして決定される。ここでＲＳＳＩが高いということは、802.22である新設基地局４が、無線フレームに時分割で入りやすいからである。
【００４０】
そして、図３に示すように、新設基地局４は、チャネルの調査時にＣＢＰバーストを受信したＣＰＥ端末６−４１、すなわち、運用チャネルのセルで自局に距離が一番近いＣＰＥ端末６を介して、既設基地局５−４とチャネルをシェアするための調整を行う。このＣＰＥ端末６−４１は、新設基地局４のセルと既設基地局５−４のセルとが重なる領域に存在する。802.22規格では、コグニティブ無線通信において、新設基地局４と既設基地局５−４とがチャネルをシェアする際の無線フレームの割り当てを、ODFC（On-demand Frame Contention）プロトコルを用いて行うことが規定されている。そこで、新設基地局４と既設基地局５−４間の無線フレームの割り当てのためのＯＤＦＣプロトコルの送受信に関して、新設基地局４は、自局に距離が一番近いＣＰＥ端末６−４１を中継させて通信する。このＣＰＥ端末６−４１は、チャネルのセル内で新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６であるため、隠れ端末問題を生じずに新設基地局４と既設基地局５−４との通信を中継することができる。
【００４１】
なお、新設基地局４が既設基地局５と一つのチャネルの無線フレームをシェアするためのシーケンスについては、802.22規格に示されている。具体的には、図４に示すシーケンス図に従って新設基地局４と既設基地局５−４とがＣＰＥ端末６−２１を介してチャネルを共有するための設定処理を行う。
【００４２】
まず、ステップＳ１０１で、新設基地局４がFC_REQを中継先のＣＰＥ端末６−２１に送信する。ステップＳ１０２で、ＣＰＥ端末６−４１は、受信したFC_REQを既設基地局５−４に送信する。ステップＳ１０３で、FC_REQを受信した既設基地局５−４は、FC_RSPをＣＰＥ端末６−４１に送信する。ステップＳ１０４で、ＣＰＥ端末６−４１は、FC_RSPを新設基地局４に送信する。ステップＳ１０５で、新設基地局４は、FC_ACKをＣＰＥ端末６−４１に送信する。ステップＳ１０６で、ＣＰＥ端末６−４１は、FC_ACKを既設基地局５−４に送信する。ステップＳ１０７で、既設基地局５−４は、FC_RELをＣＰＥ端末６−４１に送信する。そして、ステップＳ１０８で、ＣＰＥ端末６−４１は、FC_RELを新設基地局４に送信し、処理を終了する。
【００４３】
これにより、既設基地局５−４は、チャネルを単独で使用するノーマルモードから、チャネルをシェアするself-coexistenceモードに移行して、新設基地局４とチャネルをシェアする。
【００４４】
図５は、802.22のフレーム構造を示す図であり、図６は、新設基地局４と既設基地局５−４とがチャネルをシェアして時分割でフレームを送信する様子を示した図である。このように、新設基地局４と既設基地局５−４とは、10msecずつ時分割して交互にフレーム送信を行うことになる。なお、新設基地局４は、既に複数の既設基地局５でシェアされているチャネルに対して割り込んでもよい。このように、本実施形態では、各チャネルについて新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信している。
【００４５】
ところで、802.22では、セルの存在を周囲に知らせるために、既設基地局５、又はいずれのＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信しなければならないのかは規定されていない。
【００４６】
仮に、既設基地局５がＣＢＰバーストを送信するとした場合、ＣＢＰバーストが隣接セルの基地局に届かない虞があり、隠れ端末問題を生じてしまう。これは、既設基地局５がＳＣＨのみを送信する場合も同様である。
【００４７】
一方、仮に、既設基地局５がセル内のすべてのＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するよう設定した場合、既設基地局５がサポート可能な最大ＣＰＥ端末数が５１２台であるから、セル内の全ＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信し終えるまでに最大5.12秒程かかってしまう。また、この場合、既設基地局５の近くに存在する、セルの中心に近いＣＰＥ端末６もＣＢＰバーストを送信することになるので、セルの存在を周囲に教えるという目的から考えると非効率的である。
【００４８】
一方、仮に、既設基地局５からの距離が遠いＣＰＥ端末６（例えば、既設基地局５が送信する報知情報の受信レベルが低いＣＰＥ端末６や、802.22のRangingで遅延が大きいＣＰＥ端末６等）がＣＢＰバーストを送信するものとしたとする。この場合、ＣＰＥ端末６が既設基地局５のセルに一様分布していればよいが、一般的に、図７に示すように、地理的な影響等で一様分布していることは少なく、距離が最も遠いＣＰＥ端末６−５５にＣＢＰバーストを送信させても新設基地局４の（隣接）セルにＣＢＰバーストが届かないという問題が発生する。
【００４９】
そこで、本実施形態では、ＴＶＷＳＤＢ装置３により、新設基地局４の位置情報に対応するテレビホワイトスペースの各チャネル（各既設基地局５セル内）で新設基地局４に一番距離が近いＣＰＥ端末６を検索し、このＣＰＥ端末６のみがＣＢＰバーストを送信するよう指示している。新設基地局４は、空きチャネルが存在しない場合、自局の規格と同一の無線システムによって使用されているチャネルを見つけて、ＣＢＰバーストを受信したＣＰＥ端末６を介して既設基地局５とチャネルをシェアする。その結果、新設基地局４は、隣接セルの存在を確実に検出することができ、隠れ端末を無くして同一チャネル干渉を防止することができる。
【００５０】
次に、図８を参照して具体的に無線システム全体の処理の流れを説明する。
【００５１】
まず、ステップＳ２０１で、新設基地局４は、ＧＰＳ受信機を介して自局の位置情報を受信する。次に、ステップＳ２０２で、新設基地局４は、位置情報とそのときの時刻を格納したREQUESTメッセージをＴＶＷＳＤＢ装置３に送信する。
【００５２】
図９は、REQUESTメッセージの構成を示す図である。新設基地局４の位置情報はLocation Data String部分に格納され、時刻情報はTimestamp部分に格納されている。
【００５３】
図８に戻り、REQUESTメッセージを受信したＴＶＷＳＤＢ装置３は、ステップＳ２０３で、新設基地局４の位置情報に対応する地域で使用可能なテレビホワイトスペースのチャネルをＤＢから検索する。そして、ステップＳ２０４で、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、検索したテレビホワイトスペースのチャネル情報を格納したINDICATIONメッセージを新設基地局４に送信する。
【００５４】
図１０は、INDICATIONメッセージの構成を示す図である。INDICATIONメッセージには、使用可能なチャネル数や、使用可能なテレビホワイトスペースのチャネル情報を示すNumber of Cannels Available部分が含まれている。
【００５５】
図８に戻り、ステップＳ２０５で、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４に通知した使用可能なテレビホワイトスペースの各チャネルについて、そのチャネルを使用しているＣＰＥ端末６が存在する場合に、ＣＰＥ端末６の中で新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６をＤＢから検索する。次に、ステップＳ２０６で、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、その検索したＣＰＥ端末６と同じチャネルを使用している既設基地局５、すなわち、そのＣＰＥ端末６をセルに有する既設基地局５を検索する。そして、ステップＳ２０７、Ｓ２０８で、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、各チャネルで新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するように、その各チャネルの既設基地局５に指示する。このとき、ＴＶＷＳＤＢ装置３から指示を受けた既設基地局５には、新設基地局４と同じ規格であるものと異なる規格のものとが混在する。
【００５６】
ステップＳ２０９、Ｓ２１１で、既設基地局５−１，５−ｍは、それぞれ新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末６−１，６−ｌがバースト信号を送信するようにスケジューリングを行う。ステップＳ２１０、Ｓ２１２で、既設基地局５によってスケジューリングされたＣＰＥ端末６−１，６−ｌ（新設基地局４に距離が一番近いＣＰＥ端末）は、スケジュールに従ってＣＢＰバーストを送信する。
【００５７】
一方、ステップＳ２１３で、新設基地局４は、ＴＶＷＳＤＢ装置３から通知されたテレビホワイトスペースのチャネル情報に基づいて、運用チャネル決定処理を行う。運用チャネル決定処理については、後述する。ステップＳ２１４で、新設基地局４は、決定した運用チャネルをＴＶＷＳＤＢ装置３に登録する。そして、ステップＳ２１５で、新設基地局４は、決定した運用チャネルで運用を開始し、本処理を終了する。
【００５８】
次に、図１１を参照して、新設基地局４の運用チャネル決定処理の流れを説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ３０１で、新設基地局４は、ＴＶＷＳＤＢ装置３から通知されたINDICATIONメッセージについて、Number Of Channels Available=0であるか、すなわち、新設基地局４の地域で使用可能なホワイトスペースのチャネルがゼロであるか判定する。ステップＳ３０１でＹｅｓの場合、ステップＳ３１６で、新設基地局４は、運用停止となり、本処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ３０１でＮｏの場合、ステップＳ３０２で、新設基地局４は、カウンタｉを１ずつインクリメントする。次に、ステップＳ３０３で、新設基地局４は、Number Of Channels Available<iであるか、すなわち、ＴＶＷＳＤＢ装置３から通知された使用可能なホワイトスペースのチャネル数をカウンタ値が超えたか判定する。
【００６１】
ステップＳ３０３でＮｏの場合、ステップＳ３０４で、新設基地局４は、シンセ設定を行う。シンセ設定では、ＴＶＷＳＤＢ装置３から通知された使用可能なｉ番目のチャネルの無線周波数に周波数が調整される。次に、ステップＳ３０５で、新設基地局４は、その周波数でＲＳＳＩ（受信電界強度）測定を行う。そして、ステップＳ３０６で、新設基地局４は、測定したＲＳＳＩが例えば規格等で示された所定の規定値より大きいか判定する。
【００６２】
ステップＳ３０６でＮｏの場合、ステップＳ３０８で、新設基地局４は、そのチャネルを空きチャネルとして不図示のメモリ（例えば測定結果テーブル等）に保存して、ステップＳ３０２に処理を戻す。
【００６３】
一方、ステップＳ３０６でＹｅｓの場合、すなわち、いずれかの既設基地局５とＣＰＥ端末６とによる無線システムによって使用されているチャネルである場合、ステップＳ３０７で、新設基地局４は、そのチャネルの電波が802.22であるか否かを調査する。具体的には、新設基地局４は、そのチャネルで既設基地局５が送信するＳＣＨ、ＣＰＥ端末６が送信するＣＢＰバーストを受信できるか判定し、受信できれば802.22であり、受信できなければ802.22でないと判定する。
【００６４】
ステップＳ３０８で、新設基地局４は、測定結果として、チャネル情報と、そのチャネルのＲＳＳＩと、802.22セルであるか否かの調査結果とを不図示のメモリに保存する。つまり、測定結果として、各チャネルのチャネル情報と、そのチャネルのＲＳＳＩと、空きチャネルであるか否かと、空きチャネルでない場合に802.22セルであるか否かとが保存される。
【００６５】
そして、新設基地局４は、ステップＳ３０３でNumber Of Channels Available<iになるまで、ステップＳ３０２からステップＳ３０８までの処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ３０３でＹｅｓの場合、すなわち、Number Of Channels Available<iになると、ステップＳ３０９で、新設基地局４は、保存した測定結果に基づいて、空きチャネルが存在するか検索する。ステップＳ３１０で、新設基地局４は、検索結果について、空きチャネルが存在するか判定する。
【００６７】
ステップＳ３１０でＹｅｓの場合、ステップＳ３１５で、新設基地局４は、測定結果に基づいて、空きチャネルの中で最もＲＳＳＩが低いチャネルを運用チャネルとして決定し、本処理を終了する。なお、ＲＳＳＩが低いチャネルほど電波がクリアなチャネルである。
【００６８】
一方、ステップＳ３１０でＮｏの場合、ステップＳ３１１で、新設基地局４は、測定結果に基づいて、802.22セルが存在するか検索する。そして、ステップＳ３１２で、新設基地局４は、検索結果について802.22セルが存在するか判定する。
【００６９】
ステップＳ３１２でＹｅｓの場合、ステップＳ３１４で、新設基地局４は、測定結果に基づいて、存在する802.22セルの中で最もＲＳＳＩが高いチャネルを運用チャネルとして決定し、本処理を終了する。なお、この場合、新設基地局４は、このチャネルを既設基地局５とシェアして使用することになる。このとき、ＲＳＳＩが高いチャネルほど時分割で入りやすいチャネルであり、逆に、ＲＳＳＩが低いチャネルでは、新設基地局４と既設基地局５間でチャネルをシェアするためのＣＢＰプロトコルのやり取りが悪いチャネルとなる。
なお、ステップＳ３０７において既存基地局５からのＳＣＨを受信できた場合は同じIEEE802.22の基地局として保存する（ステップＳ３０８）と説明した。そして、ステップＳ３１４において、ＳＣＨを受信できた既設基地局５と同じチャネルを運用周波数に設定することが決定された場合には、当該既設基地局５と新設基地局４とは、図４に示したようにＣＰＥ端末６を介して無線チャネルをシェアするための処理を行うのではなく、当該処理をＣＰＥ端末６を介さずに直接行う。
【００７０】
一方、ステップＳ３１２でＮｏの場合、すなわち、802.22セルが存在しない場合、ステップＳ３１３で新設基地局４は運用停止となり、本処理を終了する。
【００７１】
このように、本実施形態では、ＴＶＷＳＤＢ装置３により、新設基地局４の位置情報に対応する各チャネルで新設基地局４に一番距離が近いＣＰＥ端末６を検索し、このＣＰＥ端末６のみがＣＢＰバーストを送信するよう指示している。そして、新設基地局４は、空きチャネルが存在しない場合、自局の規格と同一の無線システムによって使用されているチャネルを見つけて、ＣＢＰバーストを受信したＣＰＥ端末６を介して既設基地局５とチャネルをシェアする。その結果、新設基地局４は、隣接セルの存在を確実に検出することができ、隠れ端末を無くして同一チャネル干渉を防止することができる。
【００７２】
以上を概説すると、
（１）本発明の無線システムは、複数のチャネルの中の少なくとも一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備えた無線システムであって、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを更に備え、前記無線基地局は、前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
（２）また、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記複数のチャネルに空きチャネルが存在するか否かを検索し、空きチャネルが存在する場合には当該空きチャネルを使用するチャネルに決定し、空きチャネルが存在しない場合には、受信した前記報知信号に基づいて、自局と同じ規格の前記報知信号または前記制御信号のチャネルを使用するチャネルに決定してもよい。
（３）なお、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記複数のチャネルに空きチャネルが存在するか否かを検索し、空きチャネルが存在する場合には当該空きチャネルを使用するチャネルに決定し、空きチャネルが存在しない場合には、受信した前記報知信号、及び／又は、受信した他の無線基地局からの制御信号に基づいて、自局と同じ規格の前記報知信号または前記制御信号のチャネルを使用するチャネルに決定してもよい。
（４）さらに、前記無線基地局の前記チャネル決定手段は、前記報知信号を受信できた場合に自局と規格が同じであると判定し、報知信号を受信できなかった場合に自局と規格が異なると判定してもよい。
（５）また、前記無線基地局は、自局と同じ規格の前記報知信号のチャネルを使用する際、当該報知信号を送信した前記端末装置を介して、当該チャネルを使用している他の無線基地局と当該チャネルを共有するための設定処理を行ってもよい。
（６）本発明の無線基地局は、複数のチャネルの中の少なくとも一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置と、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段と備えた無線システムにおける前記無線基地局であって、前記使用するチャネルを決定する際、前記端末装置の前記報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
（７）本発明の管理装置は、複数のチャネルの中の少なくとも一のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線基地局と、前記無線基地局と無線通信を行う複数の端末装置とを備え、前記無線基地局は、使用するチャネルを決定する際、前記端末装置から送信された報知信号の受信状態に基づいて使用するチャネルを決定するチャネル決定手段を有する無線システムの管理装置であって、前記無線基地局が使用するチャネルを決定する際に、前記複数のチャネルのうちの一以上のチャネル毎に当該無線基地局との距離が最も近い前記端末装置を検索する検索手段と、前記検索手段によって検索された前記端末装置に報知信号を送信させる指示手段とを備えたことを特徴とする。
（８）本発明の無線基地局は、チャネルを無線基地局間で分け合って無線通信を行う無線基地局であって、チャネル毎に自局に距離が一番近い端末から送信されるバースト信号に基づいて、運用チャネルを決定し、他の無線基地局と前記運用チャネルを分け合う際に、自局と前記他の無線基地局間に前記端末を中継させるチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
（９）また、前記チャネル決定手段は、自局と規格が異なるセルの前記チャネルを前記運用チャネルにせず、自局と規格が同じセルの前記チャネルを前記運用チャネルとして決定してもよい。
（１０）また、前記チャネル決定手段は、前記バースト信号を受信できた場合に自局と規格が同じセルであると判定し、バースト信号を受信できなかった場合に自局と規格が異なるセルであると判定してもよい。
（１１）本発明の無線システムは、チャネルを無線基地局間で分け合って無線通信を行う無線システムであって、チャネル毎に無線基地局に距離が一番近い端末から送信されるバースト信号に基づいて、運用チャネルを決定し、他の無線基地局と前記運用チャネルを分け合う際に、前記無線基地局と前記他の無線基地局間に前記端末を中継させるチャネル決定手段を備えたことを特徴とする。
（１２）また、前記チャネル決定手段は、前記無線基地局と規格が異なるセルの前記チャネルを前記運用チャネルにせず、前記無線基地局と規格が同じセルの前記チャネルを前記運用チャネルとして決定してもよい。
（１３）また、前記チャネル決定手段は、前記バースト信号を受信できた場合に前記無線基地局と規格が同じセルであると判定し、バースト信号を受信できなかった場合に前記無線基地局と規格が異なるセルであると判定してもよい。
（１４）本発明のデータベース装置は、チャネルを無線基地局間で分け合って無線通信を行う無線基地局で使用可能なチャネル情報を有するデータベース装置であって、チャネル毎に前記無線基地局に距離が一番近い端末から送信されるバースト信号に基づいて、運用チャネルを決定し、他の無線基地局と前記運用チャネルを分け合う際に、前記無線基地局と前記他の無線基地局間に前記端末を中継させる前記無線基地局のチャネル決定手段のために、前記無線基地局で使用可能な各チャネルについて、前記無線基地局に距離が一番近い端末を検索し、前記端末が前記バースト信号を送信するように前記他の無線基地局に指示することを特徴とする。
（１５）また、前記他の無線基地局は、前記無線基地局に距離が一番近い端末が定期的にＣＢＰｂｕｒｓｔを送信するようにスケジュールしてもよい。
【００７３】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。例えば、新設基地局が802.22セル以外の規格（例えばTD-LTE等）である場合も、自局と同一の規格のセルを探してチャネルをシェアすることができる。なお、上記実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。
また、上述した実施形態では、ＴＶＷＳＤＢ装置３が、ＣＢＰバーストを送信させるＣＰＥ端末６を各チャネルで検索する検索処理を行い、検索されたすべてのＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するよう指示する指示処理を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、検索処理によって検索されたＣＰＥ端末６が新設基地局４から予め設定された範囲内に存在するか否かを判断し、所定の範囲内に存在するＣＰＥ端末６からのみＣＢＰバーストを送信させるべく、所定の範囲内に存在するＣＰＥ端末６が位置登録されている既設基地局５に対して、それらＣＰＥ端末６に対するＣＢＰバースト送信指示を行うように構成してもよい。これによって、上述した実施形態と同様の効果をより効率良く得ることができる。
さらに、ＴＶＷＳＤＢ装置３は、新設基地局４の位置に基づいて、隣接する所定範囲内（すなわち、干渉のおそれがある範囲内）の既設基地局５をまず検索し、検索された各既設基地局５において、位置登録されているＣＰＥ端末６のうち、新設基地局４に最も距離が近いＣＰＥ端末６を既設基地局５毎にピックアップして、少なくともそれらＣＰＥ端末６がＣＢＰバーストを送信するように構成してもよい。これによっても上述した実施形態と同様の効果をより効率的に得ることができる。
また、上述した実施形態および上記変形例では、ＴＶＷＳＤＢ装置３が、管理装置として機能し、ＣＢＰバーストを送信させるＣＰＥ端末６を検索する検索処理と、このＣＰＥ端末６のみがＣＢＰバーストを送信するよう指示を行う指示処理を行う場合を例にあげて説明した。しかし、検索処理と指示処理はＴＶＷＳＤＢ装置３とは別装置が行うように構成してもよい。例えば、ＴＶＷＳＤＢ装置３はデータベースのみを保持し、これとは別に設けられＩＰネットワーク７に接続された装置（ネットワーク管理システム１やネットワーク制御システム２などでも可）が、検索処理と指示処理を行うように構成してもよい。つまり、本発明の無線通信システムは、上述した検索処理と指示処理を行う手段を何処かに備えていればよい。
さらに、上述した実施形態では、新設基地局４や既設基地局５はＧＰＳを備え、自局の位置情報を自身が取得してＴＶＷＳＤＢ装置３へ通知、登録する場合を例にあげて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、位置の特定手段はＧＰＳに限定されるものではなく、また、位置情報を新設基地局４，既設基地局５自身が取得してＴＶＷＳＤＢ装置３へ通知、登録しなくてもよい。つまり、本発明においてＴＶＷＳＤＢ装置３が新設基地局４，既設基地局５の位置情報を保持することが好ましく、保持させるための方法は本発明において限定されるものではない。なお、上述した実施形態のように、ＴＶＷＳＤＢ装置３がすべてのチャネル毎に新設基地局４との距離が最も近いＣＰＥ端末６を検索してバースト送信をさせるのであれば、新設基地局４や既設基地局５の位置情報を用いる必要はない。
なお、上述した実施形態では、新設基地局４を新設する場合を例にあげて説明した。しかし、本発明は新設時に限られず、新設基地局４、既設基地局５の移設する際や、リセットする際や、使用チャネルを変更する際にも適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、チャネルを無線基地局間で分け合って無線通信を行うことができる無線システム、無線基地局、及び管理装置に広く適用でき、例えば、テレビ周波数帯の空きチャネル（テレビホワイトスペース）を使用して無線通信を行うシステムに用いて好適である。
【符号の説明】
【００７５】
１：ネットワーク管理システム２：ネットワーク制御システム３：ＴＶＷＳＤＢ装置４：新設基地局５：既設基地局（５−１〜５−ｍ）６：ＣＰＥ端末（６−１〜６−ｌ）７：ＩＰネットワークＡＰ：無線基地局（ＡＰ１，ＡＰ２）Ｂ：遮蔽物
【図１】
2013153884.tif 000003
【図２】
2013153884.tif 000004
【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】
2013153884.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2013153884.tif 000015
【国際調査報告】
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2013153884.tif 000018
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