(57)【要約】所定の有効な帯域幅を有する第１の無線アドホックネットワークは、互いが所定の無線接続を介して通信する複数の無線端末を含む。各無線接続は、所定の有効な帯域幅を必要とする。無線端末が所定の帯域幅を必要とする新たな無線接続を確立することを望み、又は既存の無線接続のために更なる帯域幅を要求し、ここで必要な帯域幅が第１の無線アドホックネットワークの残りの有効な帯域幅を超える場合、問題が生じる。従来の無線アドホックネットワークにおいては、要求された帯域幅を提供できず、ユーザアプリケーションを実行することができないこともある。一方、本発明では、第１の無線アドホックネットワークを分割することによって、異なる通信チャンネルで動作する第２の無線アドホックネットワークを生成し、更なる帯域幅を提供することによって、必要な帯域幅を提供できる。第２の無線アドホックネットワークは、第１の無線アドホックネットワークの無線端末及び／又は新たな無線端末を含む。
2005536131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線端末を含み、所定の利用可能な帯域幅を有するある通信チャンネルで動作する無線アドホックネットワークに追加帯域幅を提供する帯域幅提供方法において、
上記複数の無線端末によって、上記所定の利用可能な帯域幅を超える帯域幅が要求された場合、上記無線アドホックネットワークを分割し、少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークを生成するステップと、
上記無線アドホックネットワークの分割後に、上記無線アドホックネットワークの少なくとも１つの無線端末及び／又は１つ以上の新たな無線端末を上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに含ませるステップと、
上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークをそれぞれの異なる通信チャンネルで動作させるステップとを有し、
上記無線アドホックネットワークの上記無線端末及び／又は上記少なくとも１つの無線端末のうちのどの無線端末を上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行させるかに関する判定は、所定の分離基準に基づいて行われ、該所定の分離基準は、
・同じコンバージェンスレイヤを有する及び／又は
・同じアプリケーションレイヤを有する及び／又は
・同じ接続を有する及び／又は
・同じ又は対応する機能を提供する無線端末機器が、異なる無線アドホックネットワークに分離されないように設定された基準である帯域幅提供方法。
【請求項２】
上記無線アドホックネットワーク及び上記無線アドホックネットワークの分割は、上記無線アドホックネットワークの中央コントローラによって制御され、該中央コントローラは、上記所定の分離基準に基づいて、上記無線アドホックネットワークのどの無線端末及び／又はどの新たな無線端末を上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行するかを決定し、及び上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークの新たな中央コントローラを決定することを特徴とする請求項１記載の帯域幅提供方法。
【請求項３】
上記無線アドホックネットワーク及び上記少なくとも１つ新たな無線アドホックネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＥＴＳＩ  ＢＲＡＮ  HiperＬＡＮ／２規格に基づいて動作することを特徴とする請求項１又は２記載の帯域幅提供方法。
【請求項４】
上記所定の分離基準は、中断すべきではない接続を有する無線端末が上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行されないように設定されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の帯域幅提供方法。
【請求項５】
上記少なくとも１つ新たな無線アドホックネットワークを生成するための新たなコマンドを提供し、要求無線端末に対し、上記少なくとも１つの新たなアドホック無線ネットワークに移行することを要求する要求コマンド（SPAWN_NETWORK）を送信し、該要求無線端末により、上記少なくとも１つ新たなアドホック無線ネットワークに移行できることを示す確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を返信するステップを更に有する請求項１乃至４いずれか１項記載の帯域幅提供方法。
【請求項６】
上記無線端末は、上記確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を返信した後、全ての無線接続の使用を停止し、上記少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行し、中央コントローラから送信される開始コマンド（RLC_CC_START_OPERATION）の受信を待機し、該開始コマンド（RLC_CC_START_OPERATION）によって提供された情報に基づいて、新たな無線接続の使用を開始することを特徴とする請求項５記載の帯域幅提供方法。
【請求項７】
無線アドホックネットワークの中央コントローラによって制御される該無線アドホックネットワークの無線端末において、
上記中央コントローラから、当該無線端末の所定の動作条件を示す要求コマンド（SPAWN_NETWORK）を受信する受信手段と、
上記所定の動作条件下で、当該無線端末が動作できるか否かを判定する条件検査手段と、
当該無線端末が上記所定の動作条件下で動作できると上記条件検査手段が判定した場合、確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を送信する送信手段とを備える無線端末。
【請求項８】
上記所定の動作条件は、当該無線端末が無線アドホックネットワークの中央コントローラとして動作できるか否か、当該無線端末が所定の通信チャンネルで動作できるか否か、及び／又は当該無線端末が上記所定の通信チャンネルで動作し、及び異なる中央コントローラによって制御されることができる時刻を定義することを特徴とする請求項７記載の無線端末。
【請求項９】
複数の無線端末を含む無線アドホックネットワークの中央コントローラにおいて、
上記無線アドホックネットワークの分割を制御し、上記複数の無線端末及び／又は１又は複数の新たな無線端末の少なくとも１つを含む新たな無線アドホックネットワークを生成する分割手段を備える中央コントローラ。
【請求項１０】
上記分割手段は、
上記無線端末に要求コマンド（SPAWN_NETWORK）を送信する送信手段と、
確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を受信する受信手段と、
上記複数の無線端末及び／又は上記新たな無線端末のどの無線端末が上記新たな無線アドホックネットワークに移行できるかを判定し、上記複数の無線端末及び／又は上記新たな無線端末のうちのどの無線端末を上記新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラとするかを決定する動作手段とを備えることを特徴とする請求項９記載の中央コントローラ。
【請求項１１】
請求項７又は８記載の複数の無線端末と、請求項９又は１０記載の中央コントローラとを備える無線アドホックネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央コントローラと一組の無線端末（又は無線端末装置とも呼ばれる）を備える無線アドホックネットワークに関する。詳しくは、本発明は、利用可能な帯域幅が十分でない場合、無線アドホックネットワークに帯域幅を追加する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線アドホックネットワークは、分散的手法（decentralized manner）によって、無線ネットワークを形成し、接続を維持することによって、互いに通信する自律ノード又は無線端末の集合体である。ノードは、無線接続を介して通信を行うため、例えば雑音、フェージング、干渉等の無線通信の影響を受ける。更に、無線接続の帯域幅は、一般的に有線ネットワークより狭い。ノードの離脱、新たなノードの参加、及び移動ノードを有する可能性のために、ノード間の接続が時間と共に変化するので、ネットワークトポロジは、通常、動的である。
【０００３】
様々なホームマルチメディアアプリケーション及びビジネスアプリケーションにおいては、ネットワークの一部である異なる機器間でデータ及びメッセージを交換するために、好ましくは無線ネットワークであるネットワークを確立することが重要である。典型的なビジネスアプリケーションシナリオにおいては、モバイル端末は、固定の企業内又は公共のインフラストラクチャを介してサービスを享受する。また、例示的なホームアプリケーションシナリオにおいては、無線のデジタル民生用機器を相互に接続する安価で柔軟なネットワークがサポートされる。このような機器は、例えば、マルチメディア機器であり、これらは、多くの場合、高いビットレートを必要とし、したがって、無線アドホックネットワークにおける利用可能な帯域幅を殆ど使用してしまう。
【０００４】
欧州電気通信標準化機構（European Telecommunications Standards Institute：以下、ＥＴＳＩという。）のプロジェクトＢＲＡＮ（Broadband Radio Access Networks：広帯域無線アクセスネットワーク）は、異なる広帯域のコアネットワークと無線（モバイル）端末との間の高速マルチメディア通信を提供する標準HiperＬＡＮ／２（High Performance Radio Local Area Network：高性能無線ローカルエリアネットワーク）を規定している。HiperＬＡＮ／２は、最大５４Ｍｂｉｔ／ｓの一組のビットレートをサポートできる様々なビジネスアプリケーション及びホームアプリケーションのための柔軟なプラットフォームを提供する。HiperＬＡＮ／２規格は、無線アドホックネットワーク内の異なる機器間において、データをどのように伝送するかを定める規格の具体例である。また、無線アドホックネットワークのための別の標準化規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１がある。但し、本発明は、HiperＬＡＮ／２とＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づく無線ネットワークに制限されるものではない。
【０００５】
従来の無線アドホックネットワークにおいて、無線端末が無線アドホックネットワークの残りの帯域幅より多くの帯域幅を要求した場合、問題が発生する。無線端末は、例えば、新たな無線接続を確立するために、更なる帯域幅を要求することがあり、又は、ネットワーク内の他の無線端末との既存の無線接続について、更なる帯域幅を必要とすることがある。更に、無線アドホックネットワークが新たな無線アドホックネットワークに参加し、無線接続を確立することを望む場合、更なる帯域幅が必要となることもある。ここで、無線アドホックネットワークが上述したHiperＬＡＮ／２規格又はＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいて動作している場合、要求された帯域幅を無線端末に提供することできない。したがって、あるユーザアプリケーションを実行できないこともある。
【０００６】
図１に示す従来の無線アドホックネットワーク１００は、３台の無線端末装置、すなわち第１の無線端末装置ＷＴ１０、第２の無線端末装置ＷＴ２０、第３の無線端末装置ＷＴ３０と、これらの無線端末装置ＷＴ１０〜ＷＴ３０を制御する中央端末装置コントローラＣＣ１００とを備える。更に、この無線アドホックネットワーク１００は、３つの無線機器接続、すなわち第２の無線端末装置ＷＴ２０と第３の無線端末装置ＷＴ３０間の第１の無線機器接続Ｃ２３、第１の無線端末装置ＷＴ１０と第３の無線端末装置ＷＴ３０間の第２の無線機器接続Ｃ３１、第１の無線端末装置ＷＴ１０と中央端末装置コントローラＣＣ１００間の第３の機器接続Ｃ１ＣＣを含んでいる。無線機器接続は、無線アドホックネットワーク１００の利用可能な帯域幅の一部を必要とする。この具体例では、第１の無線端末装置ＷＴ１０は、第２の無線端末装置ＷＴ２０との間に新たな無線機器接続Ｃ２１を確立することを望んでいる。但し、この新たな無線機器接続Ｃ２１のために必要な帯域幅は、無線アドホックネットワークの利用可能な帯域幅の合計のうちの残りの帯域幅を超えている。したがって、従来の無線アドホックネットワーク１００においては、ネットワークがHiperＬＡＮ／２規格に基づいて動作している場合、新たな無線機器接続Ｃ２１の確立は失敗し、又はネットワークがＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいて動作している場合、新たな無線機器接続Ｃ２１上のアプリケーションは、実行することができない。既存の無線機器接続において更なる帯域幅が必要となり、この必要な帯域幅が無線アドホックネットワークの利用可能な残りの帯域幅を超えている場合も同様の事態が発生する。また、例えば、第２の無線端末装置ＷＴ２０が第１の無線機器接続Ｃ２３のために更なる帯域幅を必要とし、必要な帯域幅が利用可能な帯域幅の合計の残りの量を超えている場合、アプリケーションは実行できなくなる。更に、無線アドホックネットワーク内で伝送されているデータパケットが失われることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、無線アドホックネットワークが、新たな無線接続を確立し、又は既存の無線接続に更なる帯域幅を追加するために十分な帯域幅を有していない場合に、無線アドホックネットワークに帯域幅を追加する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、請求項１に記載の無線アドホックネットワークに更なる帯域幅を提供する帯域幅提供方法、請求項７に記載の無線端末、請求項９に記載の中央コントローラ、請求項１１に記載の無線アドホックネットワークによって達成される。これらの好適な実施形態は、それぞれの従属請求項において定義されている。
【０００９】
本発明に係る帯域幅提供方法は、複数の無線端末を含み、所定の利用可能な帯域幅を有するある通信チャンネル（？所定の周波数の無線周波数（ＲＦ）チャンネル、赤外線（ＩＲ）チャンネル又は他の光チャンネル）で動作する無線アドホックネットワークに追加帯域幅を提供する帯域幅提供方法において、複数の無線端末によって、所定の利用可能な帯域幅を超える帯域幅が要求された場合、無線アドホックネットワークを分割し、少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークを生成するステップと、無線アドホックネットワークの分割後に、無線アドホックネットワークの少なくとも１つの無線端末及び／又は１つ以上の新たな無線端末を少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに含ませるステップと、少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークをそれぞれの異なる通信チャンネルで動作させるステップとを有する。
【００１０】
換言すれば、第１の無線アドホックネットワークが更なる帯域幅を必要とする場合、第２の（新たな）無線アドホックネットワークが生み出される（生成される）。この第２の無線アドホックネットワークは、第１の無線アドホックネットワークとは異なる通信チャンネルで動作し、したがって、更なる帯域幅を提供する。第１の無線アドホックネットワークの無線端末又は新たな無線端末が第２の無線アドホックネットワークに移行できる。また、新たな無線端末を第１の無線アドホックネットワークに移行させ、第１の無線アドホックネットワークの無線端末を第２の無線アドホックネットワークに移行させてもよい。無線アドホックネットワークの分割（新たな無線アドホックネットワークの生成）は、無線アドホックネットワークの帯域幅指向の再構成とみなすこともできる。
【００１１】
無線アドホックネットワークの中央コントローラによって制御される本発明に係る無線アドホックネットワークの無線端末は、無線アドホックネットワーク、すなわち、第１の無線アドホックネットワークの中央コントローラから、無線端末の所定の動作条件を示す要求コマンド（SPAWN_NETWORK）を受信する受信手段と、所定の動作条件下で、無線端末が動作できるか否かを判定する条件検査手段と、無線端末が所定の動作条件下で、すなわち（第２の無線アドホックネットワークで）動作できると条件検査手段が判定した場合、確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を送信する送信手段とを備える。
【００１２】
本発明に係る複数の無線端末を含む（第１の）無線アドホックネットワークの中央コントローラは、（第１の）無線アドホックネットワークの分割を制御し、複数の無線端末及び／又は１又は複数の新たな無線端末の少なくとも１つを含む新たな（第２の）無線アドホックネットワークを生成する分割手段を備える。
【００１３】
また、本発明に係る無線アドホックネットワークは、上述の複数の無線端末及び中央コントローラを備える。
【００１４】
好ましくは、（第１の）無線アドホックネットワーク及び無線アドホックネットワークの分割は、（第１の）無線アドホックネットワークの中央コントローラによって制御され、中央コントローラは、所定の分離基準に基づいて、（第１の）無線アドホックネットワークのどの無線端末及び／又はどの新たな無線端末を少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）に移行するかを決定し、及び少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）の新たな中央コントローラを決定する。
【００１５】
（第１の）無線アドホックネットワーク及び少なくとも１つ新たな無線アドホックネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）は、好ましくは、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＥＴＳＩ  ＢＲＡＮ  HiperＬＡＮ／２規格に基づいて動作する。
【００１６】
所定の分離基準とは、望ましくは、同じコンバージェンスレイヤを有する及び／又は同じアプリケーションレイヤを有する及び／又は同じ接続を有する及び／又は同じ又は対応する機能を提供する無線端末機器が、異なる無線アドホックネットワークに分離されないように設定された基準である。
【００１７】
好ましくは、所定の分離基準は、中断すべきではない接続を有する無線端末が少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行されないように設定される。
【００１８】
本発明は、少なくとも１つ新たな無線アドホックネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）を生成するための新たなコマンド、すなわち、要求無線端末に対し、少なくとも１つの新たなアドホック無線ネットワークに移行することを要求する要求コマンド（SPAWN_NETWORK）と、要求無線端末により、少なくとも１つ新たなアドホック無線ネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）に移行できることを示す確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）とを提供する。
【００１９】
所定の動作条件は、無線端末が無線アドホックネットワークの中央コントローラとして動作することができるか否か、無線端末が所定の通信チャンネルで動作できるか否か、及び／又は無線端末が所定の通信チャンネルで動作し、及び異なる中央コントローラによって制御されることができる時刻を定義する。
【００２０】
更に好ましくは、無線端末は、確認コマンド（SPAWN_NETWORK_ACK）を返信した後、全ての無線接続（無線リンク制御ＲＬＣ）の使用を停止し、少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワークに移行し、中央コントローラから送信される開始コマンド（RLC_CC_START_OPERATION）の受信を待機し、開始コマンド（RLC_CC_START_OPERATION）によって提供された情報（すなわち、タイムスタンプ）に基づいて、新たな無線接続の使用を開始する。また、要求コマンド（SPAWN_NETWORK）において、タイムスタンプを送信してもよく、無線端末は、このタイムスタンプによって示される時刻に全ての無線接続を停止してもよい。これにより、少なくとも１つの新たな無線アドホックネットワーク（第２の無線アドホックネットワーク）に移行した全ての無線端末が同時にそれらの無線リンク制御を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に基づく無線アドホックネットワークの実施形態を図２Ａ及び図２Ｂに示す。図２Ａに示すように、第１の元の無線ネットワーク２００は、４つの無線端末、すなわち第１の無線端末ＷＴ１、第２の無線端末ＷＴ２、第３の無線端末ＷＴ３、第４の無線端末ＷＴ４と、中央コントローラＣＣとを備える。この無線ネットワーク２００は、３つの無線接続（ユーザ接続）、すなわち第１の無線接続２Ｃ１３（第１の無線端末ＷＴ１と第３の無線端末ＷＴ３を接続する。）、第２の無線接続２Ｃ１２（第１の無線端末ＷＴ１と第２の無線端末ＷＴ２を接続する。）、第３の無線接続２Ｃ４ＣＣ（第４の無線端末ＷＴ４と中央コントローラＣＣを接続する。）を含んでいる。この具体例では、第２の無線端末ＷＴ２は、第３の無線端末ＷＴ３との第４の無線接続２Ｃ２３の確立を要求し、このために、ある帯域幅が必要となる。更に、第５の無線端末ＷＴ５は、第１の元の無線ネットワーク２００に参加することを望み、第３の無線端末ＷＴ３との第５の無線接続２Ｃ３５の確立を要求し、このため、ある帯域幅が必要となる。したがって、中央コントローラＣＣは、新たな接続、すなわち第４の無線接続２Ｃ２３と第５の無線接続２Ｃ３５を確立するための全ての条件が満たされているかを確認し、すなわち、特に中央コントローラＣＣは、利用可能な十分な帯域幅があるか否かを判定する。この具体例では、新たな接続を確立するために利用可能な十分な帯域幅がないものとする。ここで、ネットワークが従来のHiperＬＡＮ／２規格に基づいて動作している場合、要求された接続を確立することはできず、又はネットワークがＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいて動作している場合、必要なユーザアプリケーションを実行することはできない。
【００２２】
図２Ｂに示すように、本発明に基づき、第１の元の無線アドホックネットワーク２００は、２つの無線アドホックネットワークに分割され、これにより、第１の新たな無線アドホックネットワークが生成される。図２Ｂにおいては、無線アドホックネットワーク２００１は、図２Ａの第１の元の無線アドホックネットワーク２００に対応し、ここでは第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２も示されている。各無線アドホックネットワーク２００１、２００２は、異なる無線周波数（ＲＦ）チャンネルで動作する。なお、本発明は、ＲＦチャンネルに制限されるものではない。例えば、赤外線（ＩＲ）チャンネル又は他の光チャンネル等、様々な異なる通信チャンネルを用いることができる。無線アドホックネットワーク２００１と第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２のＲＦチャンネルが同じ利用可能な帯域幅を有する場合、無線端末に利用可能な帯域幅の総量は、図２Ａに示すの第１の元の無線アドホックネットワーク２００に比べて、２倍となる。ここで、無線アドホックネットワーク２００１は、無線アドホックネットワーク２００と同じＲＦチャンネルで動作する。なお、無線アドホックネットワーク２００１のＲＦチャンネルを第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２のチャンネルとは異なるチャンネルに変更することもできる。
【００２３】
図２Ｂに示すように、各無線アドホックネットワーク、すなわち無線アドホックネットワーク２００１及び第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２は、中央コントローラを備えている。具体的には、無線アドホックネットワーク２００１は、第１の中央コントローラＣＣ１を備え、無線アドホックネットワーク２００２は、第２の中央コントローラＣＣ２を備えている。第１の中央コントローラＣＣ１は、図２Ａに示す第１の元の無線アドホックネットワーク２００の元の中央コントローラＣＣである。第２の中央コントローラＣＣ２は、図２Ａの元の第２の無線端末ＷＴ２であり、すなわち、第２の無線端末ＷＴ２は、これにより、第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２の第２の中央コントローラＣＣ２として機能する更なる制御機能を有することとなる。
【００２４】
無線端末は、中央コントローラとして機能することができる。この場合、無線端末は、更なる制御機能を実行する。すなわち、中央コントローラは、追加的な制御機能を有する無線端末とみなすことができる。制御機能には、ネットワークとその接続の管理、例えば新たな無線端末に関連した管理が含まれる。なお、追加的な制御機能を実行できない、すなわち中央コントローラとして用いることができない無線端末もある。したがって、ネットワークを分割する際、追加的な制御機能を有する無線端末のみしか新たな無線アドホックネットワークの新たな中央コントローラになることはできない。関連付け処理、すなわちネットワークへの無線端末のログイン処理の間に、制御機能に関する異なる無線端末の能力が交換されているので、元の中央コントローラは、新たな中央コントローラを任命することができる。
【００２５】
図２Ｂに示す無線アドホックネットワーク２００１は、第４の無線端末ＷＴ４と、第２の中央コントローラＣＣ２を含む。第２の中央コントローラＣＣ２は、図２Ａに示す第１の元の無線アドホックネットワーク２００の中央コントローラＣＣである。更に、無線アドホックネットワーク２００１は、第４の無線端末ＷＴ４と第２の中央コントローラＣＣ２間の第３の無線接続２Ｃ４ＣＣを含む。
【００２６】
以下の説明において、無線端末、中央コントローラ及び／又は接続の参照シンボルがネットワークの分割によって変化する場合、分割前の対応する参照シンボルを括弧で示す。例えば、図２Ｂの第２の中央コントローラＣＣ２は、第２の中央コントローラＣＣ２（ＣＣ）と表す。
【００２７】
図２Ｂに示す第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２は、第１の無線端末ＷＴ１と、第３の無線端末ＷＴ３と、第５の無線端末ＷＴ５と、第２の中央コントローラＣＣ２（ＷＴ２）とを備える。第２の中央コントローラＣＣ２（ＷＴ２）は、図２Ａに示す第１の元の無線ネットワーク２００における第２の無線端末ＷＴ２であり、図２Ｂでは、中央コントローラとして機能している。更に、第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２は、第１の無線接続２Ｃ１３と、第２の無線接続２Ｃ１２と、第４の無線接続２Ｃ２３と、第５の無線接続２Ｃ３５とを含む。第３の無線端末ＷＴ３と第５の無線端末ＷＴ５間の第５の無線接続２Ｃ３５、及び第２の無線端末ＷＴ２と第３の無線端末ＷＴ３間の第４の無線接続２Ｃ２３が要求された接続であり、これらの接続は、図２Ａに示す第１の元の無線ネットワーク２００の分割によって、現在、利用可能な十分な帯域幅があるため、確立することができる。
【００２８】
図２Ｂの具体例においては、分離（分割）のために用いられる基準、すなわちどの無線端末をどの無線ネットワークに含ませるかに関する判断は、異なる無線端末の機能に基づいている（機能又はアプリケーションレベルの分離）。無線端末の異なる機能の具体例としては、一方がビデオ通信及びオーディオ通信を行い、他方がデータ伝送（ＰＣからＰＣへのデータ伝送）を行う場合等である。図２Ａ及び図２Ｂの具体例では、第１の無線端末ＷＴ１、第２の無線端末ＷＴ２、第３の無線端末ＷＴ３及び第５の無線端末ＷＴ５は、ＰＣ型の機器である。第４の無線端末ＷＴ４及び第１の中央コントローラＣＣ１は、ビデオ及びオーディオ機器（ビデオテープレコーダ、テレビジョン受信機、スピーカ等）である。したがって、ビデオ及びオーディオ機器、すなわち第４の無線端末ＷＴ４と第１の中央コントローラＣＣ１は、無線アドホックネットワーク２００１に残され、ＰＣ型の機器、すなわち第１の無線端末ＷＴ１と、第２の無線端末ＷＴ２と、第３の無線端末ＷＴ３と、第５の無線端末ＷＴ５とは、第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２に組み入れられる。無線アドホックネットワーク２００１と第１の新たな無線アドホックネットワーク２００２間は接続されていない。
【００２９】
分離処理において、無線端末を分離するために、他の基準を用いてもよい。このような基準の具体例を以下に示す。
【００３０】
・接続形態（サポートされているコンバージェンス（convergence）レイヤ）。HiperＬＡＮ／２においては、１つの無線接続上に並列して複数のコンバージェンスレイヤ（例えばイーサネット（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４）を設けることができる。この場合、同じコンバージェンスレイヤによる無線接続によって接続されている無線端末を分離しないようにすることが重要である。
【００３１】
・アプリケーションレイヤ固有の基準。ＩＥＥＥ８０２．１１規格及びHiperＬＡＮ／２規格においては、アプリケーションレイヤは、例えば特定のポート番号上の通信、アプリケーション、プロトコル等の固有の要求を有する場合がある。これらは、ネットワークを分離するための基準となる。例えば、同じポート番号上で通信するアプリケーションレイヤを備えた無線端末は、分離するべきではない。
【００３２】
・同じ接続を介した通信。同じ接続を介して通信を行う無線端末は、分離するべきではない。
【００３３】
・機器の機能（例えば、ＩＥＥＥ１３９４に準拠したビデオ機器又はオーディオ機器）。潜在的に互いに通信を行う可能性がある機器は、分離するべきではない。例えば、ビデオ出力機器とビデオ再生機器とを分離するべきではない（図２Ｂの具体例参照）。
【００３４】
分離のためのこの他の基準として、接続の中断がある。新たな（生成された）無線アドホックネットワークに無線端末が移動している間、短期的に、データ転送が不可能となることがある。無線端末が所定のサービス品質を必要とするアプリケーション、例えばリアルタイムアプリケーションを有している場合、無線端末が偶発的に新たな無線アドホックネットワークに移行するようなことは避けるべきである。このような無線端末が元の無線アドホックネットワークに残っていれば、データ転送は中断されず、すなわち、ネットワークの分割時にもサービス品質を保証することができる。
【００３５】
図３は、無線アドホックネットワークを分割する処理を示すフローチャートである。元の状態Ｓ３０１においては、無線アドホックネットワークが確立されている。次のステップＳ３０２において、無線機器（無線端末、ＷＴ）が新たな接続の確立を希望する。したがって、無線機器は、無線アドホックネットワークの中央コントローラに対し、新たな接続の要望があったことを知らせる。
【００３６】
次のステップＳ３０３において、新たな接続の確立を望む無線端末は、新たな接続を確立するためには、残りの帯域幅が不十分であるとのフィードバックを中央コントローラから受け取る。更に、中央コントローラは、その後、ステップＳ３０４において、他のチャンネルが利用可能であるか否かを判定する。他のチャンネルが利用できない場合、アプリケーションが実行不可能な第１の状態Ｓ３１１になる。
【００３７】
一方、ステップＳ３０５において、他のチャンネルが利用可能である場合、中央コントローラは、ネットワークを分割できるか否かを判定する。ここでは、ネットワークのどの機器が、同じ無線アドホックネットワークに残る必要があり、どの機器が新たな無線ネットワークに移行できるかが判定される。これは、上述した基準に基づく判定が行われることを意味し、これにより、各基準に基づいて分離することができないと判定された無線端末が同じ組、すなわち同じ無線ネットワーク内に維持されるように、無線端末の２つの組が形成される。次に、どの無線端末を無線アドホックネットワークから分離し、新たな無線アドホックネットワークを形成するかが決定される。（以下、これらの無線端末を分割無線端末（splitting wireless terminal）と呼ぶ）。ネットワークが分割できない場合、アプリケーションが実行不可能な第１の最終状態Ｓ３１１になる。一方、ステップＳ３０５において、ネットワークの分割が可能であると中央コントローラが判定した場合、ステップ３０６において、全ての分割無線端末に対し、分割に関する情報を供給する。すなわち、分割無線端末には、以下の情報が供給される。
【００３８】
・各分割無線端末に、新たな無線アドホックネットワークにおけるその役割が、通常の無線端末の役割であるか又は新たなネットワークの中央コントローラの役割であるかが知らされる。
【００３９】
・また、分割無線端末には、ネットワークの分割が行われる時刻を表す分割時刻に関する情報も提供される。
【００４０】
更に、新たな無線アドホックネットワークのＲＦ周波数に関する情報も分割無線端末に供給され。これにより、分割無線端末は、分割の後に、指示された周波数を用いて、無線接続を再開することができる。
【００４１】
次のステップＳ３０７において、影響がある全ての機器、すなわち全ての分割無線端末の無線リンク制御（radio link control：以下、ＲＬＣという。）が停止される。
【００４２】
続いて、ステップＳ３０８において、中央コントローラは、全ての接続情報を新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラに転送し、この新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラは、ステップＳ３０９において、分割時に、新たなネットワーク内の全ての機器のＲＬＣを起動する。第２の最終状態Ｓ３１０において、新たな中央コントローラによって制御された新たな無線アドホックネットワークが誕生する。これと平行して、新たな無線アドホックネットワークに移行されなかった全ての無線端末及び元の中央コントローラを含む無線ネットワーク（元の無線アドホックネットワーク）も存在している。この無線ネットワークは、新たな無線端末を含むこともできる。
【００４３】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明に基づいて分割される他の無線アドホックネットワークの具体例を示している。ここでは、無線端末の分離は、無線端末の接続形態の相異に基づいており、すなわち、同じ接続形態を有する無線端末は、好ましくは、異なるアドホックネットワークに分離されない。この実施例では、接続形態とは、HiperＬＡＮ／２規格におけるコンバージェンスレイヤを指す。これは、同じコンバージェンスレイヤを有する無線端末は、分離されないことを意味する。上述のように、HiperＬＡＮ／２ネットワークにおいては、データリンク制御（ＤＬＣ）レイヤ及びフィジカル（ＰＨＹ）レイヤ上に異なるコンバージェンスレイヤ（ＣＬ）を設けることができる。例えば、特定のコンバージェンスレイヤは、イーサネット、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＰ、ＡＴＭ又はＵＭＴＳ等であってもよい。これにより、HiperＬＡＮ／２は、マルチネットワークのエアーインタフェースとなる。なお、例外として、同じ接続形態を有する無線端末が分離可能な場合もある。このような例外は、無線端末が互いに通信を行わない場合、すなわち、互いに接続を有さない場合に認められる。
【００４４】
図４Ａは、本発明に基づいて分離される前の第２の元の無線アドホックネットワーク４００を示している。第２の元の無線アドホックネットワーク４００は、第１の無線端末ＷＴ１と、第２の無線端末ＷＴ２と、第３の無線端末ＷＴ３と、第４の無線端末ＷＴ４と、第５の無線端末ＷＴ５と、中央コントローラＣＣとを備えている。更に、第２の元の無線アドホックネットワーク４００は、第６の無線接続４Ｃ１３と、第７の無線接続４Ｃ２ＣＣと、第８の無線接続４Ｃ３５と、第９の無線接続４Ｃ４ＣＣとを含んでいる。第１の無線端末ＷＴ１と、第３の無線端末ＷＴ３と、第５の無線端末ＷＴ５とは、同じ第１のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１による無線接続を有し、すなわち、第６の無線接続４Ｃ１３と第８の無線接続４Ｃ３５は、第１のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１を有する。第４の無線端末ＷＴ４は、異なるコンバージェンスレイヤ、すなわち第２のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ２による無線接続を有している。第２の無線端末ＷＴ２と中央コントローラＣＣは、両方のコンバージェンスレイヤ、すなわち第１のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１と第２のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ２とによる第７の無線接続４Ｃ２ＣＣを有する。ここで、第１の無線端末ＷＴ１が第１のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１により、第１０の無線接続４Ｃ１５を確立して第５の無線端末ＷＴ５との接続を望み、ある帯域幅が必要になったとする。更に、ここで、無線アドホックネットワークにおける残りの帯域幅が十分ではなかったとする。本発明では、このような場合、ネットワークを分割し、すなわち新たな無線アドホックネットワークを生成する。なお、上述の通り、ネットワークが従来のHiperＬＡＮ／２規格に基づいて動作していたとすると、第１０の無線接続４Ｃ１５の確立は失敗し、又はネットワークがＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいて動作していたとすると、アプリケーションは、実行することができない。
【００４５】
ここで、中央コントローラＣＣは、どの無線端末を第２の新たな無線アドホックネットワークに移し、どの無線端末を第２の元のネットワークに残すかを決定する。分離された２つの無線ネットワークを図４Ｂに示す。図４Ｂに示す無線アドホックネットワーク４００１は、図４Ａに示す第２の元の無線アドホックネットワーク４００に対応し、更に、分離処理によって、第２の新たな無線アドホックネットワーク４００２が生成されている。上述のように、図４Ａと図４Ｂに示す具体例では、無線端末の分離は、接続形態、すなわちそれぞれのコンバージェンスレイヤに基づいて行われている。第１の無線端末ＷＴ１と、第３の無線端末ＷＴ３と、第５の無線端末ＷＴ５とは、同じ第１のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１による無線接続を介して通信しているので、これらの無線端末は、分離されない。更に、第２の無線端末ＷＴ２と、第４の無線端末ＷＴ４と、中央コントローラＣＣとは、互いに、第２のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ２による接続を有しており、したがって、分離できない。上述のように、第２の無線端末ＷＴ２と中央コントローラＣＣは、更に、第７の無線接続４Ｃ２ＣＣ上に第２のコンバージェンスレイヤＣＬ−ＩＤ１を有する。但し、これらは、第１の無線端末ＷＴ１、第３の無線端末ＷＴ３及び第５の無線端末ＷＴ５とは接続されておらず、したがって、これらの無線端末から分離することができる。
【００４６】
これにより、ネットワークを分割することにより、十分な帯域幅が利用可能となったため、図４Ｂに示すように、第５の無線端末ＷＴ５と第２の新たな中央コントローラＣＣ２（ＷＴ１）間の第１０の無線接続４Ｃ１５を確立することができる。第２の新たな中央コントローラＣＣ２は、図４Ａに示す第２の元の無線ネットワークの元の第１の無線端末ＷＴ１である。
【００４７】
図５は、本発明に基づく分離（分割）処理における、ＥＴＳＩ  ＢＲＡＮ  HiperＬＡＮ／２規格のメッセージシーケンス図（message sequence chart：以下、ＭＳＣという。）である。図５に示すＭＳＣは、図４Ａ及び図４Ｂにおける無線アドホックネットワークの分離処理を示している。図５のＭＳＣには、図４Ａに示す第２の元の無線アドホックネットワーク４００の第１の無線端末ＷＴ１、第２の無線端末ＷＴ２、第３の無線端末ＷＴ３、第４の無線端末ＷＴ４、第５の無線端末ＷＴ５及び中央コントローラＣＣが示されている。
【００４８】
初期状態Ｓ５０１においては、図４Ａに示すように、第１の無線端末ＷＴ１と、第２の無線端末ＷＴ２と、第３の無線端末ＷＴ３と、第４の無線端末ＷＴ４と、第５の無線端末ＷＴ５とは、中央コントローラＣＣに関連付けられている。上述のように、第１の無線端末ＷＴ１は、第５の無線端末ＷＴ５との第１０の無線接続４Ｃ１５を確立するために、更なる帯域幅を必要とする。このため、第１の無線端末ＷＴ１は、ステップＳ５０２において、更なる帯域幅を必要とする新たな接続の確立の要求を示す標準HiperＬＡＮ／２メッセージ「RLC_Setup」を中央コントローラＣＣに送信する。次のステップＳ５０３において、中央コントローラＣＣは、要求された帯域幅によって新たな接続を確立するために利用できる帯域幅が足りないことを示すHiperＬＡＮ／２標準コマンド「RLC_Release:lack of resources（リソース不足）」を第１の無線端末ＷＴ１に返信する。帯域幅が不足している場合、中央コントローラＣＣは、ネットワークの一部を新たなネットワークに分離することができるか否かを判定する。これは、上述した基準を判定することを意味する。この具体例では、分離のための基準は、中央コントローラＣＣに関連付けられた無線端末のコンバージェンスレイヤである。図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明したように、第１の無線端末ＷＴ１、第３の無線端末ＷＴ３及び第５の無線端末ＷＴ５は、同じコンバージェンスレイヤを有し、したがって、分離できず、第２の無線端末ＷＴ２、第４の無線端末ＷＴ４及び中央コントローラＣＣも分離できない。
【００４９】
中央コントローラＣＣがネットワークは分離可能であると判定し、新たな無線アドホックネットワークに移行させる無線端末（分割無線端末）を決定した場合、中央コントローラＣＣは、分割無線端末、ここでは、第１の無線端末ＷＴ１、第３の無線端末ＷＴ３及び第５の無線端末ＷＴ５にコマンド「Spawn_Network」を送信する。コマンド「Spawn_Network」は、以下のように定義される。
Spawn_Network
機能：中央コントローラ（ＣＣ）が無線端末（ＷＴ）に対し、新たな無線ネットワークへの移行を知らせる。
【００５０】
パラメータ：
チャンネル：新たなネットワークの搬送周波数
CC_MT：新たなネットワークにおける機器の役割（無線端末又は新たな中央コントローラ）
Start_Mac_Frame：機器が新たなネットワークに属し、新たな中央コントローラＣＣによって制御される時刻を定義する。無線端末は、中央コントローラからコマンド「Spawn_Network」を受信すると、自らが新たなネットワークに移行できるか否かを示すコマンド「Spawn_Network_ack」を中央コントローラに返信する。コマンド「Spawn_Network_ack」は、以下のように定義される。
【００５１】
Spawn_Network_ack
機能：無線端末がSpawn_Networkコマンドを受け取ったことを知らせる。
【００５２】
パラメータ：
ACCEPT_ACTION：無線端末が新たなネットワークに移行できるか、分離を拒絶するかを示す。分離が拒絶されると、中央コントローラは、新たな分離の可能性を検討するか又は分離処理を中止する。
【００５３】
無線端末は、無線端末が新たなネットワークに移行できることを示すコマンド「Spawn_Network_ack」（パラメータACCEPT_ACTIONがネットワーク移行可能を示すように設定されている）を送信して、無線リンク制御（ＲＬＣ）を停止する。コマンド「start_mac_frame」によって示されている時刻になると、無線端末は、新たなネットワークに移行し、すなわち、コマンド「Spawn_Network」によって示されている値に基づいて、全てのパラメータ（例えば周波数）を設定する。そして、無線端末は、新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラによって送信され、実際にＲＬＣを始動するためのウェークアップコマンド「RLC_CC_START_OPERATION」を待機する。
【００５４】
図５に示す具体例では、ステップＳ５０４において、コマンド「Spawn_Network」が第１の無線端末ＷＴ１に送信される。第１の無線端末ＷＴ１は、第２の新たな中央コントローラＣＣ２になるので、新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラＣＣ−ＣＡＮＤ（central controller candidate：中央コントローラ候補）に指定される。したがって、コマンド「Spawn_Network」のパラメータ「CC_or_MT」は、第１の無線端末ＷＴ１が中央コントローラになることを示している。続くステップＳ５０５において、第１の無線端末ＷＴ１は、新たなネットワークに移行でき、及び新たなネットワークの中央コントローラになることができることを示すコマンド「Spawn_Network_ack」を中央コントローラＣＣに返信する。そして、ステップＳ５０６において、中央コントローラは、第３の無線端末ＷＴ３にコマンド「Spawn_Network」を送信する。このSpawn_Networkコマンドにおいては、パラメータ「CC_or_MT」は、第３の無線端末ＷＴ３が無線端末のままでである、すなわち中央コントローラにならないことを示している。次に、ステップＳ５０７において、第３の無線端末ＷＴ３は、自らが新たなネットワークに移行できることを示すコマンド「Spawn_Network_ack」を中央コントローラＣＣに返信する。続くステップＳ５０８において、中央コントローラＣＣは、第５の無線端末ＷＴ５にコマンド「Spawn_Network」を送信する。ここでも、パラメータ「CC_or_MT」は、第５の無線端末ＷＴ５が新たなネットワークにおいて無線端末のままでであることを示している。第５の無線端末ＷＴ５は、ステップＳ５０９において、新たなネットワークに移行できることを示すコマンド「Spawn_Network_ack」を中央コントローラＣＣに返信する。
【００５５】
上述のように、無線端末がコマンド「Spawn_Network_ack」を返信すると、その無線端末は、ＲＬＣを停止する。すなわち、各ステップＳ５０５、Ｓ５０７、Ｓ５０９において、第１の無線端末ＷＴ１、第３の無線端末ＷＴ３、第５の無線端末ＷＴ５は、それぞれのＲＬＣを停止する。したがって、内部状態Ｓ５１０においては、影響を受けた機器、すなわち、第１の無線端末ＷＴ１、第３の無線端末ＷＴ３、及び第５の無線端末ＷＴ５のＲＬＣが停止されている。
【００５６】
そして、ステップＳ５１１において、中央コントローラＣＣは、第２の新たな無線アドホックネットワークの中央コントローラ候補ＣＣ−ＣＡＮＤ（第１の無線端末ＷＴ１）にHiperＬＡＮ／２標準コマンド「RLC_TRANS_CC_DATA」を送信する。このコマンドにより、中央コントローラＣＣは、第１の無線端末ＷＴ１（第２の新たなネットワークの中央コントローラ候補ＣＣ−ＣＡＮＤ）に、接続に関連する全てのデータを送信する。したがって、新たな構成手続きを行うことなく、新たなネットワークに移行する全ての直接リンク接続を維持することができる。新たなネットワークの中央コントローラ候補ＣＣ−ＣＡＮＤ、ここでは第１の無線端末ＷＴ１が全てのネットワークに関連しているデータを取得すると、中央コントローラ候補ＣＣ−ＣＡＮＤは、標準HiperＬＡＮ／２コマンド「RLC_CC_START_OPERATION」を新たなネットワークの全ての無線端末に送信する。コマンド「RLC_CC_START_OPERATION」においては、他の情報に加えて、コマンドを受け取った無線端末がＲＬＣを開始できる時刻を示すタイムスタンプも送信される。これにより、新たなネットワークの全ての無線端末が同時にＲＬＣを開始できる。
【００５７】
次のステップＳ５１２において、中央コントローラ候補ＣＣ−ＣＡＮＤ（ＷＴ１）は、コマンド「RLC_TRANS_CC_DATA」を受け取ったことを示すHiperＬＡＮ／２規格のコマンド「RLC_TRANS_DATA_ACK」を中央コントローラに送信する。
【００５８】
次のステップＳ５１３において、中央コントローラ候補ＣＣ＿ＣＡＮＤ（ＷＴ１）は、HiperＬＡＮ／２標準コマンド「RLC_CC_START_OPERATION」を第３の無線端末ＷＴ３に送信する。ステップＳ５１４において、中央コントローラ候補ＣＣ＿ＣＡＮＤ（ＷＴ１）は、HiperＬＡＮ／２標準コマンド「RLC_CC_START_OPERATION」を第５の無線端末ＷＴ５に送信する。
【００５９】
ステップＳ５１３、Ｓ５１４において、第３の無線端末ＷＴ３と第５の無線端末ＷＴ５に送信されたコマンド「RLC_CC_START_OPERATION」のタイムスタンプによって示されている時刻になると、ステップＳ５１５において、第３の無線端末ＷＴ３と第５の無線端末ＷＴ５のＲＬＣ及び第２の新たな中央コントローラＣＣ２、すなわちＣＣ−ＣＡＮＤ（ＷＴ１）のＲＬＣが有効にされる。
【００６０】
最終状態Ｓ５１６においては、分離処理が完了し、図４Ｂに示すように、第２の新たな無線アドホックネットワークが有効になる。
【００６１】
以下、本発明を要約する。
【００６２】
所定の有効な帯域幅を有する第１の無線アドホックネットワークは、互いが無線接続を介して通信する複数の無線端末を備える。各無線接続は、所定の有効な帯域幅を必要とする。無線端末が所定の帯域幅を必要とする新たな無線接続を確立することを望み、又は既存の無線接続のために更なる帯域幅を要求し、ここで必要な帯域幅が第１の無線アドホックネットワークの残りの有効な帯域幅を超える場合、問題が生じる。従来の無線アドホックネットワークにおいては、要求された帯域幅を提供できず、ユーザアプリケーションを実行することができないこともある。一方、本発明では、第１の無線アドホックネットワークを分割することによって、異なる通信チャンネルで動作する第２の無線アドホックネットワークを生成し、更なる帯域幅を提供することによって、必要な帯域幅を提供できる。第２の無線アドホックネットワークは、第１の無線アドホックネットワークの無線端末及び／又は新たな無線端末を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】接続を確立するために利用可能な十分な帯域幅がないために、新たな接続を確立できない従来の無線アドホックネットワークの具体例を示す図である。
【図２Ａ】ある無線端末が更なる帯域幅を必要とし、及びある無線端末がネットワークに参加することを望む、異なるユーザ接続を有する無線アドホックネットワークの具体例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明に基づいて更なる帯域幅を提供するための、図２Ａの無線アドホックネットワークのアプリケーションレベルに基づく分割を説明する図である。
【図３】無線アドホックネットワークを分割する処理を示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、異なるコンバージェンスレイヤ、すなわち、異なる接続形態による無線接続を有する無線アドホックネットワークであって、無線端末が新たな無線接続を確立するために更なる帯域幅を要求する無線アドホックネットワークの具体例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明に基づいて更なる帯域幅を提供するための、図２４の無線アドホックネットワークの接続形態に基づく分割を説明する図である。
【図５】本発明に基づく新たなコマンドを用いて、図４Ａ及び図４Ｂの無線アドホックネットワークを分割する処理について説明するＥＴＳＩ  ＢＲＡＮ  HiperＬＡＮ／２規格のメッセージシーケンス図（ＭＳＣ）である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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