(57)【要約】【課題】最適なリソース割り当てパターンの特定に要する処理時間を大幅に短縮する。【解決手段】最適リソース割り当てパターンＰＴＳを選択する際、パターン生成部２１が、各送信ポイントＴＰにおける動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとにリソース割り当てパターンＰＴを順次生成し、パターン生成部２１によりリソース割り当てパターンが順次生成されるごとに、パターン評価部２２が、当該リソース割り当てパターンＰＴによる無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値ＭＴＡを、所定の評価関数に基づき計算し、最適解選択部２３が、各リソース割り当てパターンＰＴのうち、当該パターン評価値ＭＴＡが最も良好なリソース割り当てパターンＰＴを最適リソース割り当てパターンＰＴＳとして選択する。【選択図】  図１
2015231079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング装置であって、
前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択部と、
前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当て部とを備え、
前記最適パターン選択部は、
前記各送信ポイントにおける前記動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを順次生成するパターン生成部と、
前記パターン生成部により前記リソース割り当てパターンが順次生成されるごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価部と、
前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択部とを有する
ことを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスケジューリング装置において、
前記パターン生成部は、前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項３】
複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング装置であって、
前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択部と、
前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当て部とを備え、
前記最適パターン選択部は、
前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成するパターン生成部と、
前記リソース割り当てパターンごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価部と、
前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択部とを有する
ことを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のスケジューリング装置において、
前記送信ポイントのいずれかに関する前記動作内容が互いに異なるように、前記パターン範囲情報を複数の分割パターン範囲情報に分割するパターン範囲分割部と、
前記分割パターン範囲情報ごとに設けられて、当該分割パターン範囲情報に基づき生成した前記リソース割り当てパターンのうちから、前記パターン評価値が最も良好となる分割最適リソース割り当てパターンを選択する前記最適パターン選択部と、
前記各最適パターン選択部で選択された前記分割最適リソース割り当てパターンのうちから、当該パターン評価値が最も良好な分割リソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして判定する最適解判定部と
をさらに備えることを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項５】
複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング方法であって、
前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択ステップと、
前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当てステップとを備え、
前記最適パターン選択ステップは、
前記各送信ポイントにおける前記動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを順次生成するパターン生成ステップと、
前記パターン生成部により前記リソース割り当てパターンが順次生成されるごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価ステップと、
前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択ステップとを有する
ことを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項６】
複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング方法であって、
前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択ステップと、
前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当てステップとを備え、
前記最適パターン選択ステップは、
前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記リソース割り当てパターンごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価ステップと、
前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択ステップとを有する
ことを特徴とするスケジューリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワーク制御技術に関し、特に無線ネットワーク内の各送信ポイントの動作内容（送信状態）を指定することにより、無線ネットワークが有する無線リソースの割り当てを行うためのスケジューリング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンの普及に伴って、通信速度の向上や利用帯域の増大など、無線ネットワークに対する社会的要請が大きくなっている。このような状況を背景として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる次世代移動通信方式の無線インタフェース仕様を適用した無線ネットワークシステムが普及しつつある。このＬＴＥでは、無線アクセス技術の１つとして、複数の送信ポイント（ＴＰ：基地局）が協調してユーザ端末（ＵＥ：ユーザ無線端末）と信号を送受信するＣｏＭＰ (Coordinated Multi-point transmission/reception：セル間協調送受信）が採用されている（参考文献１を参照）。
【０００３】
ＣｏＭＰ技術は、周波数利用効率やセル端ユーザスループットを向上させる重要な技術の１つである。例えば、下り方向の通信（ＴＰからＵＥへの送信）において、同時に複数のＴＰが同一周波数帯を用いて、各ＵＥに送信することで無線リソースの利用効率を高めることができる。しかし、各ＴＰが異なるＵＥに対して送信した場合、複数のＴＰから信号を受信可能なＵＥにとっては、他のＴＰからの信号が所望の受信信号の干渉となって、かえってスループットの低下を招く恐れがある。したがって、このような干渉を抑制しつつ通信速度を向上させるためにＣｏＭＰは必要不可欠な技術となっている。
【０００４】
また、無線ネットワークにＣｏＭＰを適用するにあたって、システムスループットの最大化を目的とすると、受信状態のよいユーザへのリソース割り当てが優先されることでユーザ間の公平性に問題が生じるため、各ユーザのこれまでの平均レートを考慮したスケジューリングが望ましいとされている（参考文献２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】田岡ほか，「LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術」，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol. 18，No. 2，Jul.2010，https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol18_2/vol18_2_022jp.pdf
【非特許文献２】Tolga Giricほか、”Proportional Fair Scheduling Algorithm in OFDMA-Based Wireless Systems with QoS Constraints”、JOURNAL OF COMMUNICATIONS AND NETWORKS，VOL. 12，NO. 1，FEBRUARY 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＣｏＭＰにおけるＣｏＭＰ処理は、パターン評価値が最大となるリソース割り当てパターン、すなわちＴＰごとに送信先となるＵＥあるいは送信停止を指定する情報を決定するという、組み合わせ最適化問題の１つといえる。したがって、ＣｏＭＰ処理を必要とする無線ネットワークの規模が大きくなり、含まれるＴＰ数やＵＥ数が増大すると、最適化問題の解となる可能性のあるリソース割り当てパターンの集合、すなわち解集合が膨大な規模となる。
【０００７】
このため、従来の無線ネットワークシステムのスケジューリング装置では、無線ネットワークの規模が大きくなると、解集合から最良解を探索するための時間が長くなり、スケジューリング周期以内でＣｏＭＰ処理を完了できず、最良解に基づいてスケジューリングを行うことができない、という問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、最適なリソース割り当てパターンの特定に要する処理時間を大幅に短縮できるスケジューリング技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明にかかるスケジューリング装置は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング装置であって、
前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択部と、前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当て部とを備え、前記最適パターン選択部は、前記各送信ポイントにおける前記動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを順次生成するパターン生成部と、前記パターン生成部により前記リソース割り当てパターンが順次生成されるごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価部と、前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択部とを有している。
【００１０】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記パターン生成部が、前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明にかかる他のスケジューリング装置は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング装置であって、前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択部と、前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当て部とを備え、前記最適パターン選択部は、前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成するパターン生成部と、前記リソース割り当てパターンごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価部と、前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択部とを有している。
【００１２】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記送信ポイントのいずれかに関する前記動作内容が互いに異なるように、前記パターン範囲情報を複数の分割パターン範囲情報に分割するパターン範囲分割部と、前記分割パターン範囲情報ごとに設けられて、当該分割パターン範囲情報に基づき生成した前記リソース割り当てパターンのうちから、前記パターン評価値が最も良好となる分割最適リソース割り当てパターンを選択する前記最適パターン選択部と、前記各最適パターン選択部で選択された前記分割最適リソース割り当てパターンのうちから、当該パターン評価値が最も良好な分割リソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして判定する最適解判定部とをさらに備えるものである。
【００１３】
また、本発明にかかるスケジューリング方法は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング方法であって、前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択ステップと、前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当てステップとを備え、前記最適パターン選択ステップは、前記各送信ポイントにおける前記動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを順次生成するパターン生成ステップと、前記パターン生成部により前記リソース割り当てパターンが順次生成されるごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価ステップと、前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択ステップとを有している。
【００１４】
また、本発明にかかる他のスケジューリング方法は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てるスケジューリング方法であって、前記送信ポイントごとに送信先となる前記ユーザ端末または送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンを選択する最適パターン選択ステップと、前記最適リソース割り当てパターンに基づいて前記各送信ポイントに前記動作内容を指示することにより前記無線リソースの割り当てを行うリソース割り当てステップとを備え、前記最適パターン選択ステップは、前記送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる前記動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報に基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとに前記リソース割り当てパターンを生成するパターン生成ステップと、前記リソース割り当てパターンごとに、当該リソース割り当てパターンによる前記無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算するパターン評価ステップと、前記リソース割り当てパターンのうち、当該パターン評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解選択ステップとを有している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リソース割り当てパターンの生成処理とリソース割り当てパターンの評価処理とを直列に連結することができる。したがって、１つのリソース割り当てパターンに関する生成処理と評価処理に要する処理時間が短縮されるわけではないが、処理タイミングが前後する２つのリソース割り当てパターンに関する生成処理と評価処理を同時に並行して実行することができる。したがって、このようなパイプライン処理により、各リソース割り当てパターンに関する生成処理と評価処理を、最大２倍まで高速化することができ、最適なリソース割り当てパターンの特定に要する処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１６】
また、リソース割り当てパターンを生成する際、送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報により、最適解とならないか可能性が低いパターンを予め除外しておくことができ、リソース割り当てパターンの生成およびパターン評価値の計算回数を削減することができる。したがって、最適なリソース割り当てパターンの特定に要する処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報の構成例である。
【図３】リソース割り当てパターンの構成例である。
【図４】スケジューリング処理を示すフローチャートである。
【図５】パターン生成処理を示すフローチャートである。
【図６】リソース割り当てパターンの生成例である。
【図７】第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【図８】パターン範囲情報の分割例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【００１９】
このスケジューリング装置１０は、全体としてサーバー装置などの情報処理装置からなり、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の各送信ポイント（ＴＰ：基地局）を有する無線ネットワークに対して、これら送信ポイントと各ユーザ端末（ＵＥ：ユーザ無線端末）との間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てる機能を有している。
【００２０】
図１に示すように、スケジューリング装置１０には、主な機能部として、最適パターン選択部１１とリソース割り当て部１２とが設けられている。
【００２１】
最適パターン選択部１１は、ＴＰごとに送信先となるＵＥまたは送信停止からなる動作内容を特定する複数のリソース割り当てパターンのうちから、最適リソース割り当てパターンＰＴＳを選択する機能を有している。
リソース割り当て部１２は、最適解選択部２３で生成された最適リソース割り当てパターンＰＴＳに基づいて、各送信ポイントに動作内容をそれぞれ指示することにより無線リソースの割り当てを行う機能を有している。
【００２２】
最適パターン選択部１１には、主な機能部として、パターン生成部２１、パターン評価部２２、および最適解選択部２３が設けられている。
【００２３】
パターン生成部２１は、各送信ポイントにおける動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとにリソース割り当てパターンを生成する機能を有している。より具体的には、例えば送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信状況に基づき、ユーザ端末との無線通信に使用する可能性のある送信ポイントを絞り込むなどの処理により予め生成したリソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲに基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとにリソース割り当てパターンを生成する。
【００２４】
図２は、リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報の構成例である。リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲは、リソース割り当てパターンＰＴを生成するときの制約を示す情報であり、ＴＰ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎの整数）ごとに、送信停止の選択可否や送信先となり得るＵＥが設定されている。つまり各ＴＰが動作内容としてとりうる選択肢を示している。パターン生成部２１は、各ＴＰの動作内容の組み合わせを示すリソース割り当てパターンＰＴを、与えられたパターン範囲情報ＰＲによって定められた範囲内で、すべての組み合わせについて順に生成して出力する。
【００２５】
図２中に示したパターン範囲情報ＰＲの例は、ＴＰごとの選択肢を表す数値（送信先ＵＥ番号あるいは送信停止を示す値０）のリストという形式をとっている。この例では、ＴＰ［１］には、送信停止（＝０）、番号１のＵＥへの送信（＝１）、番号２のＵＥへの送信（＝２）からなる３つの選択肢が設定されており、ＴＰ［２］には、番号３のＵＥ（＝３）への送信先からなる１つの選択肢が設定されている。また、ＴＰ［３］には、送信停止（＝０）、番号２のＵＥへの送信（＝２）、番号４のＵＥへの送信（＝４）からなる３つの選択肢が設定されている。なお、実装において、各ＴＰ［ｉ］に、Ｓ個の選択肢を保持する選択肢［ｉ，ｋ］（ｋ＝１…Ｓの整数）と、このうち有効な選択肢の個数を保持するｓ［ｉ］（ｓ［ｉ］≦Ｓの正整数）を用意する構成が可能である。
【００２６】
図３は、リソース割り当てパターンの構成例である。このリソース割り当てパターンＰＴ（組み合わせ）の例は、ＴＰごとに、当該ＴＰの動作内容を表現する１個の数値（送信先ＵＥ番号あるいは送信停止を示す値０）が設定された形式をとっている。図３のうち、パターン１において、ＴＰ［１］は送信停止（＝０）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は送信停止（＝０）、を表し、パターン２は、ＴＰ［１］は番号１のＵＥへの送信（＝１）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は送信停止（＝０）を表している。
【００２７】
パターン生成部２１は、複数個のリソース割り当てパターン（組み合わせ）ＰＴを、時間の経過に伴って次々と生成するが、これら生成において、これまでに生成したリソース割り当てパターンＰＴとは、少なくとも１個のＴＰについて異なる選択肢を選択することによって、いずれかの送信ポイントにおいて動作内容が異なる複数個のリソース割り当てパターンＰＴを生成する。なお、パターン範囲情報ＰＲ内の全てのリソース割り当てパターンＰＴを生成した時点で、パターン生成部２１は生成を終了する。
【００２８】
パターン評価部２２は、これらリソース割り当てパターンＰＴごとに、当該リソース割り当てパターンＰＴによる無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値を、所定の評価関数に基づき計算する機能を有している。より具体的には、外部から入力された評価関数情報ＦＮに基づき、パターン生成部２１で生成した各リソース割り当てパターンＰＴについて、ＦＮで指定された評価関数を用いてパターン評価値ＭＴＡを計算し、得られたパターン評価値ＭＴＡを最適解選択部２３に向けて出力する機能を有している。
【００２９】
評価関数による計算されるパターン評価値ＭＴＡは、リソース割り当てパターンＰＴを採用してスケジューリングを行った場合に関する、無線ネットワーク全体により提供される無線通信サービス性能の良し悪しを示す指標であり、例えば、各ＵＥ［ｊ］（ｊ＝１…Ｍ；ＭはＵＥ数）のスループット［ｊ］の合計値からなる。
【００３０】
この際、ユーザ間の公平性を考慮する方法として、Proportional Fairness法（参考文献２を参照）を応用し、ＵＥ［ｊ］別にスループット［ｊ］を平均レート［ｊ］で割った値ＭＴ［ｊ］を計算し、これらの合計値をパターン評価値ＭＴＡとしてもよい。また、評価関数情報ＦＮとして、リソース割り当てパターンＰＴに基づいてパターン評価値ＭＴＡを算出するために必要となる評価関数のパラメータを設定するためのデータを用いてもよい。
【００３１】
このようなパターン評価値ＭＴＡを得るために使用される評価関数は、各ＵＥ［ｊ］の下位評価値ＭＴ［ｊ］を得るための下位評価関数［ｊ］と、各下位評価値ＭＴ［ｊ］からパターン評価値ＭＴＡを集計するための上位評価関数から構成される。
【００３２】
例えば、各ＵＥ［ｊ］のスループット［ｊ］の合計値をパターン評価値ＭＴＡとして採用する場合、下位評価値ＭＴ［ｊ］はリソース割り当てパターンＰＴに基づいてＵＥ［ｊ］のスループット［ｊ］を算出する関数からなり、上位評価関数は、各下位評価値ＭＴ［ｊ］の合計値を算出する関数からなる。同様に、各ＵＥ［ｊ］のＭＴ［ｊ］の合計値をパターン評価値ＭＴＡとして採用する場合、下位評価値ＭＴ［ｊ］はリソース割り当てパターンＰＴに基づいてＵＥ［ｊ］のＭＴ［ｊ］を算出する関数からなる、上位評価関数は、各下位評価値ＭＴ［ｊ］の合計することによりパターン評価値ＭＴＡを算出する関数からなる。
【００３３】
このほか、下位評価関数［ｊ］については、ＵＥ［ｊ］の受信信号電力対干渉および雑音電力比ＳＩＮＲ［ｊ］を算出する関数とし、上位評価関数をＳＩＮＲ［ｊ］からスループット［ｊ］を算出してその合計値を算出する関数としてもよい。あるいは、上位評価関数をＳＩＮＲ［ｊ］と平均レート［ｊ］からＭＴ［ｊ］を算出してその合計値を算出する関数とすることも可能である。
【００３４】
最適解選択部２３は、パターン生成部２１が生成した複数個のリソース割り当てパターンＰＴのうち、パターン評価部２２が算出したパターン評価値ＭＴＡが最良のリソース割り当てパターンＰＴを、最適リソース割り当てパターンＰＴＳとして出力する機能を有している。
【００３５】
最適解選択部２３は、パターン生成部２１がリソース割り当てパターンＰＴの生成を開始してから、最良のパターン評価値ＭＴＡが得られたときのリソース割り当てパターンＰＴとそのパターン評価値ＭＴＡを、最適解すなわち最適リソース割り当てパターンＰＴＳおよび最適評価値ＭＴＳとして保持する。つまり、リソース割り当てパターンＰＴが生成されるごとに、そのリソース割り当てパターンＰＴに基づいてパターン評価部２２が算出したパターン評価値ＭＴＡと、最適解選択部２３がそれまで最適解として保持していた最適評価値ＭＴＳとを比較する。
【００３６】
ここで、パターン評価値ＭＴＡの方がよいと判断される場合、例えば各ＵＥ［ｊ］のスループット［ｊ］やＭＴ［ｊ］の合計値をパターン評価値ＭＴＡとするケースではパターン評価値ＭＴＡの値がより大きい場合、リソース割り当てパターンＰＴとパターン評価値ＭＴＡを、新たな最適解すなわち最適リソース割り当てパターンＰＴＳおよび最適評価値ＭＴＳとして保持する。
一方、リソース割り当てパターンＰＴのパターン評価値ＭＴＡより最適評価値ＭＴＳの方がよいと判断される場合は最適解の更新を行わない。
【００３７】
最適解選択部２３は、パターン範囲情報ＰＲ内の全リソース割り当てパターンＰＴに対して処理を終えた時点、または、スケジューリングを行うべきタイミング（スケジューリング周期）で、最適解選択部２３が最適解として保持している最適リソース割り当てパターンＰＴＳを出力する。なお、最適リソース割り当てパターンＰＴＳと併せて、最適評価値ＭＴＳを出力することも可能である。
【００３８】
［第１の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０の動作について説明する。
［スケジューリング処理］
まず、図４を参照して、スケジューリング装置１０でのスケジューリング動作について説明する。図４は、スケジューリング処理を示すフローチャートである。
スケジューリング装置１０は、予め設定されている一定のスケジューリング周期で、図４のスケジューリング処理を実行する。
【００３９】
最適パターン選択部１１は、まず、リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲを取得するとともに（ステップ１００）、外部から入力された評価関数情報ＦＮを取得する（ステップ１０１）。
次に、パターン生成部２１は、パターン範囲情報ＰＲに基づいて、未評価のリソース割り当てパターンＰＴを１つ生成し、パターン評価部２２と最適解選択部２３に出力する（ステップ１０２）。
【００４０】
続いて、パターン評価部２２は、評価関数情報ＦＮに基づいて、パターン生成部２１で生成された未評価のリソース割り当てパターンＰＴについて、ＦＮで指定された評価関数を用いてパターン評価値ＭＴＡを計算して、最適解選択部２３に出力する（ステップ１０３）。
この後、最適解選択部２３は、パターン評価部２２が算出したパターン評価値ＭＴＡとそれまで最適解として保持していた最適評価値ＭＴＳとを比較する（ステップ１０４）。
【００４１】
ここで、パターン評価値ＭＴＡが最適評価値ＭＴＳより良好な値を示す場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）、最適解選択部２３は、このパターン評価値ＭＴＡを、新たな最適解の最適評価値ＭＴＳとして保持するとともに（ステップ１０５）、このパターン評価値ＭＴＡに対応するリソース割り当てパターンＰＴを、新たな最適解の最適リソース割り当てパターンＰＴＳとして保持する（ステップ１０６）。
【００４２】
一方、パターン評価値ＭＴＡが最適評価値ＭＴＳより良好な値を示さない場合（ステップ１０４：ＮＯ）、最適解選択部２３は、ステップ１０５−１０６を実行せずステップ１０７へ移行する。
この後、最適パターン選択部１１は、パターン範囲情報ＰＲから生成されうるすべてのリソース割り当てパターンＰＴについて、評価が終了したか確認し（ステップ１０７）、未評価のリソース割り当てパターンＰＴが残っている場合には（ステップ１０７：ＮＯ）、ステップ１０２に戻る。
【００４３】
一方、すべてのリソース割り当てパターンＰＴについて、評価が終了した場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）、リソース割り当て部１２は、最適解選択部２３で最適解として保持されている最適リソース割り当てパターンＰＴＳに基づいて、各送信ポイントに対して動作内容をそれぞれ指示し（ステップ１０８）、一連のスケジューリング処理を終了する。
【００４４】
［パターン生成処理］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０におけるパターン生成動作について説明する。図５は、パターン生成処理を示すフローチャートである。
スケジューリング装置１０は、前述した図４のステップ１０２において、図５のパターン生成処理を実行する。
【００４５】
このパターン生成処理において、パターン生成部２１は、リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲとして、各ＴＰ［ｉ］の選択肢の個数を保持するｓ［ｉ］（ｓ［ｉ］≦Ｓ）と、各ＴＰ［ｉ］での選択可能な動作内容のリストである選択肢［ｉ，ｋ］（ｋ＝１…ｓ［ｉ］）とを使用するものとする。
また、パターン生成部２１内において、各ＴＰ［ｉ］が現時点でどの選択肢を選択しているかを番号として表す選択肢番号［ｉ］を使用するものとする。
【００４６】
さらに、前回生成したリソース割り当てパターンＰＴと次に生成するリソース割り当てパターンＰＴとの違いがあるＴＰを決めるために、ＴＰの番号を１からＴＰ数であるＮまで順に試行するときの変数として選択番号ｉを使用する。
なお、パターン生成部２１を回路として実装する場合は、選択番号ｉを使用せず、ＴＰの番号が１からＮまでの試行を同時に行うことが可能であり、この場合は、図５に示したフローチャートの手順に従って動作しなくともよく、等価な動作が可能であればよい。
【００４７】
まず、パターン生成部２１は、各ＴＰについて先頭の選択肢を選択することにより、すべてのＴＰの選択肢選択状態を初期化する（ステップ１１０）。すなわち、各ＴＰ［ｉ］に対応する選択肢番号［ｉ］の値として１をセットし、選択肢番号［１］＝１，選択肢番号［２］＝１，…，選択肢番号［Ｎ］＝１とする。したがって、この初期化処理により、各ＴＰについて最初のリソース割り当てパターンＰＴを示す選択肢の選択が完了したことになる。
【００４８】
次に、パターン生成部２１は、各ＴＰの動作内容を、当該ＴＰと対応する選択肢で選択状態にある動作内容により特定することにより、新たなリソース割り当てパターンＰＴを生成して出力する（ステップ１１１）。すなわち、各ＴＰ［ｉ］に対応する選択肢番号［ｉ］が示す選択肢の値、すなわち選択肢［ｉ，選択肢番号［ｉ］］の組み合わせを、新たなリソース割り当てパターンＰＴとして出力する。
【００４９】
続いて、パターン生成部２１は、リソース割り当てパターンＰＴの生成にあたり、選択肢を巡回させる対象となる更新対象ＴＰを選択するための選択番号ｉに１をセットする（ｉ＝１とする）ことにより、更新対象ＴＰの初期化を行う（ステップ１１２）。パターン生成部２１では、各ＴＰのうちから１つずつ順に更新対象となるＴＰを選択し、そのＴＰの動作内容を選択肢のうちから順に選択して更新することにより、互いにＴＰのいずれかで動作内容が異なるリソース割り当てパターンＰＴを効率よく生成するものとなっている。したがって、したがって、この初期化処理により、最初の更新対象ＴＰとして１番目のＴＰ、すなわちＴＰ［１］（ｉ＝１）が選択される。
【００５０】
この後、パターン生成部２１は、更新対象ＴＰの動作内容としてすべての選択肢を選択終了したか確認する（ステップ１１３）。すなわち、ＴＰ［ｉ］の選択肢番号［ｉ］がＴＰ［ｉ］の選択肢の個数ｓ［ｉ］と一致するか否か判定する。
【００５１】
ここで、ＴＰ［ｉ］の選択肢番号［ｉ］が個数ｓ［ｉ］と一致せず、すべての選択肢を選択終了していないことが確認された場合（ステップ１１３：ＮＯ）、パターン生成部２１は、更新対象ＴＰの動作内容として次の選択肢を選択し（ステップ１１４）、ステップ１１１へ戻る。すなわち、ＴＰ［ｉ］の選択肢番号［ｉ］をインクリメント（＋１）することにより、次の選択肢を選択する。これにより、次のリソース割り当てパターンＰＴを示す選択肢の選択が完了したことになる。
【００５２】
一方、ＴＰ［ｉ］の選択肢番号［ｉ］が個数ｓ［ｉ］と一致し、すべての選択肢を選択終了したことが確認された場合（ステップ１１３：ＹＥＳ）、現在の更新対象ＴＰ［ｉ］について全ての選択肢を選択し終えたので、次の更新対象ＴＰを選択する前に、現在の更新対象ＴＰ［ｉ］の選択肢選択状態を初期化しておく（ステップ１１５）。すなわち、現在の更新対象ＴＰ［ｉ］の選択肢番号［ｉ］の値として１をセットする。これにより、更新対象ＴＰ［ｉ］の動作内容が最初の選択肢に初期化される。
【００５３】
この後、パターン生成部２１は、すべてのＴＰを更新対象ＴＰ［ｉ］として選択終了したか確認する（ステップ１１６）。すなわち、選択番号ｉがＴＰの個数Ｎと一致するか判定する。
ここで、選択番号ｉが個数Ｎと一致せず、すべてのＴＰを選択終了していない、すなわち未選択のＴＰが残っている場合（ステップ１１６：ＮＯ）、パターン生成部２１は、選択番号ｉをインクリメントすることにより、次のＴＰを更新対象として選択し（ステップ１１７）、ステップ１１３へ戻る。
【００５４】
一方、選択番号ｉが個数Ｎと一致し、すべてのＴＰを選択終了した場合、すなわち未選択のＴＰが残っていない場合（ステップ１１６：ＹＥＳ）、リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲにおけるすべてのリソース割り当てパターンの生成が終了したため、一連の処理を終了する。
【００５５】
このように、パターン生成部２１は、番号付けされた各ＴＰ［ｉ］の選択番号ｉの順、かつ、番号付けされた選択肢の番号順で、選択肢の１つを選択する。ただし、あるＴＰ［ｉ］について次の選択肢を選択可能であり、かつＴＰ［ｉ］よりも若い番号のＴＰが全ての選択肢を選択し終えている場合は、ＴＰ［ｉ］よりも若い番号のＴＰについて、その選択を第１番の選択肢に戻すとともに、ＴＰ［ｉ］について次の選択肢を選択する。これまでに生成したリソース割り当てパターンＰＴとは少なくとも１個のＴＰについて送信先のＵＥまたは送信停止の選択が異なるリソース割り当てパターンＰＴを生成するために、これまでに生成したリソース割り当てパターンＰＴの記憶や記憶したリソース割り当てパターンとＰＴの比較を行う必要なく、効率的な生成が可能となる。
【００５６】
図６は、リソース割り当てパターンの生成例である。ここでは、前述の図２に示したリソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＲＰに基づいて、生成したリソース割り当てパターンが生成順に示されている。
例えば、１番目では、各ＴＰについて、図２のパターン範囲情報ＰＲのうちから先頭の選択肢がそれぞれ選択されるため、ＴＰ［１］は送信停止（＝０）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は送信停止（＝０）、…というリソース割り当てパターンＰＴが生成される。
【００５７】
また、２番目では、ＴＰ［１］が更新対象として選択され、ＴＰ［１］の選択肢だけが次の選択項目に移行し、ＴＰ［１］は番号１のＵＥへの送信（＝１）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は送信停止（＝０）、…というリソース割り当てパターンＰＴが生成される。
同じく、３番目でも、ＴＰ［１］が更新対象として選択され、ＴＰ［１］の選択肢だけが次の選択項目に移行し、ＴＰ［１］は番号２のＵＥへの送信（＝２）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は送信停止（＝０）、…というリソース割り当てパターンＰＴが生成される。
【００５８】
次に、４番目では、ＴＰ［２］の選択肢が１つなので、その次のＴＰ［２］が更新対象として選択され、ＴＰ［１］の選択肢が初期化されるとともに、ＴＰ［３］の選択肢だけが次の選択項目に移行し、ＴＰ［１］は送信停止（＝０）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は番号２のＵＥへの送信（＝２）、…というリソース割り当てパターンＰＴが生成される。
この後、５番目では、ＴＰ［１］が再び更新対象として選択され、ＴＰ［１］の選択肢だけが次の選択項目に移行し、ＴＰ［１］は番号１のＵＥへの送信（＝１）、ＴＰ［２］は番号３のＵＥへの送信（＝３）、ＴＰ［３］は番号２のＵＥへの送信（＝２）、…というリソース割り当てパターンＰＴが生成される。
【００５９】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、最適リソース割り当てパターンＰＴＳを選択する際、パターン生成部２１が、各送信ポイントＴＰにおける動作内容の組み合わせに基づいて、これら組み合わせごとにリソース割り当てパターンＰＴを順次生成し、パターン生成部２１によりリソース割り当てパターンＰＴが順次生成されるごとに、パターン評価部２２が、当該リソース割り当てパターンＰＴによる無線リソースの割り当てを評価するためのパターン評価値ＭＴＡを、所定の評価関数に基づきを計算し、最適解選択部２３が、各リソース割り当てパターンＰＴのうち、当該パターン評価値ＭＴＡが最も良好なリソース割り当てパターンＰＴを最適リソース割り当てパターンＰＴＳとして選択するようにしたものである。
【００６０】
これにより、パターン生成部２１におけるリソース割り当てパターンＰＴの生成処理と、パターン評価部２２におけるリソース割り当てパターンＰＴの評価処理とを直列に連結することができる。このため、１つのリソース割り当てパターンＰＴに関する生成処理と評価処理に要する処理時間が短縮されるわけではないが、処理タイミングが前後する２つのリソース割り当てパターンＰＴに関する生成処理と評価処理を同時に並行して実行することができる。したがって、このようなパイプライン処理により、各リソース割り当てパターンＰＴに関する生成処理と評価処理を、最大２倍まで高速化することができ、最適なリソース割り当てパターンＰＴＳの特定に要する処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態において、リソース割り当てパターンＰＴを生成する際、パターン生成部２１が、送信ポイントごとに当該送信ポイントが実際にとりうる動作内容を予め選択肢として指定したパターン範囲情報ＰＲに基づいて、これら選択肢を組み合わせて得られる組み合わせごとにリソース割り当てパターンＰＴを生成するようにしてもよい。
【００６２】
これにより、最適解とならないか可能性が低いパターンをパターン範囲情報ＰＲで予め除外しておくことができ、リソース割り当てパターンＰＴの生成およびパターン評価値ＭＴの計算回数を削減することができる。したがって、最適リソース割り当てパターンＰＴＳの特定に要する処理時間を大幅に短縮することが可能となる。この際、短縮の程度は、パターン範囲情報ＰＲの内容に応じて変化する。例えば、各ＴＰの選択肢の数Ｎを１／２に制限した場合、２のＮ乗倍だけ処理時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
［第２の実施の形態］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【００６４】
本実施の形態では、第１の実施の形態において、最適パターン選択部１１を並列的に複数設けた場合を例として説明する。
すなわち、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０には、主な機能部として、パターン範囲分割部１３、最適パターン選択部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｇ、最適解判定部１４、およびリソース割り当て部１２が設けられている。
【００６５】
パターン範囲分割部１３は、リソース割り当てパターン用のパターン範囲情報ＰＲから、最適パターン選択部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｇに設定する分割パターン範囲情報ＰＲａ，ＰＲｂ，…，ＰＲｇを生成する機能を有している。
【００６６】
最適パターン選択部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｇは、パターン範囲分割部１３に対して並列的に設けられて、パターン範囲分割部１３から並列出力された、自己に対応する分割パターン範囲情報ＰＲａ，ＰＲｂ，…，ＰＲｇに基づいて、当該分割パターン範囲情報に含まれるすべてのリソース割り当てパターンＰＴのうちから、最適リソース割り当てパターンＰＴＳａ，ＰＴＳｂ，…，ＰＴＳｇを生成する機能を有している。
【００６７】
最適解判定部１４は、最適パターン選択部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｇから出力された最適リソース割り当てパターンＰＴＳａ，ＰＴＳｂ，…，ＰＴＳｇのうちから、パターン評価値ＭＴＡが最も良好となる最適リソース割り当てパターンＰＴＳを選択する機能を有している。
リソース割り当て部１２は、最適解判定部１４から出力された最適リソース割り当てパターンＰＴＳに基づいて、各送信ポイントに対して動作内容をそれぞれ指示する機能を有している。
【００６８】
図８は、パターン範囲情報の分割例である。ここでは、前述の図２に示したパターン範囲情報ＰＲがパターン範囲分割部１３により３つの分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３に分割された例が示されている。なお、前述と同様、パターン範囲情報ＰＲは、ＴＰごとの選択肢を表す数値（ＵＥの番号あるいは送信停止に対応する値０）のリストという形式をとっているものとする。
【００６９】
図８のうち、分割パターン範囲情報ＰＲ１は、ＴＰ［１］は送信停止が選択肢であり、ＴＰ［２］は番号３のＵＥが選択肢であり、ＴＰ［３］は送信停止あるいは番号２のＵＥあるいは番号４のＵＥが選択肢であることを示している。
また、分割パターン範囲情報ＰＲ２は、ＴＰ［１］は番号１のＵＥが選択肢であり、ＴＰ［２］は番号３のＵＥが選択肢であり、ＴＰ［３］は送信停止あるいは番号２のＵＥあるいは番号４のＵＥが選択肢であること、を示している。
また、分割パターン範囲情報ＰＲ３は、ＴＰ［１］は番号２のＵＥが選択肢であり、ＴＰ［２］は番号３のＵＥが選択肢であり、ＴＰ［３］は送信停止あるいは番号２のＵＥあるいは番号４のＵＥが選択肢であること、を示している。
【００７０】
パターン範囲分割部１３は、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３に対して、ＴＰのいずれかにおいて選択肢が各々異なるように分割する。図８の例では、ＴＰ［１］に対して指定された選択肢が各々異なる。これにより、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３に基づいて生成される複数のリソース割り当てパターンＰＴは各々異なるため、同じリソース割り当てパターンＰＴに対する複数回のパターン評価値ＭＴの算出を行うことはない。すなわち、最適パターン選択部１１の並列化によってパターン評価値算出に関する処理量は増大しない。
【００７１】
さらに、パターン範囲分割部１３は、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３について、当該分割パターン範囲情報に基づいて生成されるリソース割り当てパターンＰＴの個数を、可能な範囲で均等化させる。図８の例では、ＴＰ［１］以外のＴＰに関する選択肢は、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３において同一であり、ＴＰ［１］に対する選択肢は各々１個であるため、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３の各々に基づいて生成されるリソース割り当てパターンＰＴの個数は、同一となっている。
【００７２】
これにより、分割パターン範囲情報ＰＲ１〜ＰＲ３により生成されるリソース割り当てパターンＰＴの個数は、可能な範囲で均等化され、その合計数は、元のパターン範囲情報ＰＲに基づいて生成したリソース割り当てパターンＰＴの個数に一致する。したがって、３つの最適パターン選択部１１の処理性能が同一であれば、パターン生成に要する時間は、元のパターン範囲情報ＰＲを１つの最適パターン選択部１１で処理する場合と比較して、３分の１に短縮できる。
【００７３】
［第２の実施の形態の効果］
このように、複数の最適パターン選択部１１を、各々異なる分割パターン範囲情報に基づき動作させ、各最適パターン選択部１１が出力した最適解のうち、最良のパターン評価値ＭＴＳを示す分割リソース割り当てパターンを最適リソース割り当てパターンＰＴＳとして選択することによって、リソース割り当てパターンＰＴの生成処理、評価処理、および選択処理を並列化することが可能であり、並列数に応じて処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００７４】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…スケジューリング装置、１１，１１ａ，１１ｂ，…，１１ｇ…最適パターン選択部、１２…リソース割り当て部、１３…パターン範囲分割部、１４…最適解判定部、２１…パターン生成部、２２…パターン評価部、２３…最適解選択部、ＰＲ…パターン範囲情報、ＰＲａ，ＰＲｂ，…，ＰＲｇ…分割パターン範囲情報、ＰＴ…リソース割り当てパターン、ＦＮ…評価関数情報、ＭＴ…下位評価値、ＭＴＡ…パターン評価値、ＰＴＳ，ＰＴＳａ，ＰＴＳｂ，…，ＰＴＳｇ…最適リソース割り当てパターン、ＭＴＳ…最適評価値。
【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】
2015231079.tif 000008
【図７】
2015231079.tif 000009
【図８】
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