(57)【要約】【課題】端末局などの下位通信局が、例えば防災に関する情報などを可及的に短期間で多数の通信局に伝達することが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】無線通信システムは、基地局３と、時分割複信方式の上りチャネルとして割り当てられた上りの物理スロットによって基地局３に情報を送信することが可能な複数の端末局４とを備える。各端末局４は、上りの物理スロットによって情報を送信しない場合には、当該上りの物理スロットに対応する期間に、他の端末局４から上りの物理スロットによって送信された情報を受信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割複信方式の無線通信システムに適用される無線通信方式であって、
前記無線通信システムは、
上位通信局と、
時分割複信方式の上りチャネルとして割り当てられた上りの物理スロットによって前記上位通信局に情報を送信することが可能な複数の下位通信局と
を備え、
各前記下位通信局は、
前記上りの物理スロットによって情報を送信しない場合には、当該上りの物理スロットに対応する期間に、他の前記下位通信局から前記上りの物理スロットによって送信された情報を受信する、無線通信方式。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方式であって、
前記複数の下位通信局は、一つの無線ゾーンを形成する中継局及び端末局を含み、
前記中継局に従属接続された下位中継局をさらに備え、
前記中継局は、
前記端末局から前記上りの物理スロットによって送信された情報を受信した場合に、当該受信した情報を、時分割複信方式の下りチャネルとして割り当てられた下りの物理スロットによって前記下位中継局に転送する、無線通信方式。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線通信方式であって、
前記上りの物理スロットは、時分割複信方式の上り制御チャネルとして割り当てられた物理スロットを含む、無線通信方式。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の無線通信方式であって、
前記下位通信局が前記上りの物理スロットによって送信する情報は、災害に関する情報を含む、無線通信方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割複信方式（以下「ＴＤＤ方式」と記す）の無線通信システムに適用される無線通信方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ等のセルラーシステムやデジタル同報通信システム等に適用される無線通信方式として、ＴＤＤ方式が知られている。そして、ＴＤＤ方式などの無線通信方式によって、基地局、制御局または親局（以下、総称して「基地局」と記す）と、端末局、移動局または子局（以下、総称して「端末局」と記す）との間で無線通信が実現されている。
【０００３】
ＴＤＤ方式の無線通信方式では、無線フレームのうち、上り（uplink略して「ＵＬ」）制御チャネルに割り当てられた物理スロットによって、端末局から基地局に制御情報などが送信される。これにより、発着呼時等において端末局から基地局に接続するための上りランダムアクセスが行われている（例えば非特許文献１及び非特許文献２）。
【０００４】
また、基地局を介さずに端末局同士で無線通信を直接行う場合に、端末局の無線周波数を基地局通信用の周波数から、端末局同士の直接通信用の周波数に切り替えることが提案されている（例えば非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】第二世代コードレス電話システム標準規格  ＲＣＲ  ＳＴＤ−２８  ６．０版（１／２）」、２０１１年３月２８日改定、社団法人電波産業会、インターネット＜http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/1-STD-28v6_0-1p2.pdf＞
【非特許文献２】「市町村デジタル同報通信システム標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ８６  ３．０版」、２００７年５月２９日改定、社団法人電波産業会、インターネット＜http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/1-STD-T86v3_0.pdf＞
【非特許文献３】「都道府県・市町村デジタル移動通信システム  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７９  ３．０版（第１分冊）」、平成２１年７月２９日改定、社団法人電波産業会、インターネット＜http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/1-STD-T79v3_0-1p2.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような無線通信方式において、端末局は、例えば防災に関する情報などを可及的に短期間で多数の通信局に伝達することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、端末局などの下位通信局が、例えば防災に関する情報などを可及的に短期間で多数の通信局に伝達することが可能な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】
【０００８】
本発明に係る無線通信方式は、時分割複信方式の無線通信システムに適用される無線通信方式であって、前記無線通信システムは、上位通信局と、時分割複信方式の上りチャネルとして割り当てられた上りの物理スロットによって前記上位通信局に情報を送信することが可能な複数の下位通信局とを備える。各前記下位通信局は、前記上りの物理スロットによって情報を送信しない場合には、当該上りの物理スロットに対応する期間に、他の前記下位通信局から前記上りの物理スロットによって送信された情報を受信する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各下位通信局は、上りの物理スロットによって情報を送信しない場合には、当該上りの物理スロットに対応する期間に、他の下位通信局から上りの物理スロットによって送信された情報を受信する。これにより、各下位通信局は、例えば任意のパケット情報などを可及的に短期間で多くの通信局に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１関連通信方式が適用された無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１関連通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図３】第１関連通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る無線通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る無線通信方式が適用された無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第２関連通信方式が適用された無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】第２関連通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る無線通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る無線通信方式が適用された無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
まず、本発明の実施の形態１に係る無線通信方式について説明する前に、それと関連する無線通信方式（以下「第１関連通信方式」と記す）について説明する。
【００１２】
図１は、第１関連通信方式が適用されたＴＤＤ方式の無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１の無線通信システムは、ネットワーク１と、上位装置２と、上位通信局である基地局３と、下位通信局である複数の端末局４とを備えている。なお、ここでは、複数の端末局４は、３つの端末局（端末局４ａ，４ｂ，４ｃ）であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００１３】
基地局３と複数の端末局４とは無線回線で接続されており、無線周波数ｆ１の単一の無線ゾーン５を形成している。基地局３は、上位装置２と接続され、上位装置２はネットワーク１と接続されている。
【００１４】
以上の構成において、複数の端末局４同士は、基地局３を介して通信することが可能となっているとともに、各端末局４は、基地局３を介して上位装置２と通信したり、さらには上位装置２も介してネットワーク１と通信したりすることが可能となっている。
【００１５】
なお、上位装置２には、例えば操作卓等のように、ユーザ（例えば通信業者等）がシステムを監視制御したり、端末局４との通信を行ったりする端末装置、端末局４同士の通信の回線交換を行う装置、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ、または、モビリティマネジメントエンティティ等のネットワーク装置が含まれる。ただし、上位装置２は、これに限定されるものではない。また、上位装置２は、ネットワーク１に包含されてもよい。
【００１６】
また、端末局４には、移動局、及び、子局等の固定局も含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
図２は、第１関連通信方式の無線フレームの構成の一例を示す図である。図２の無線フレームは、ＴＤＤ方式の無線フレームである。この１フレームは、６多重に時分割した物理スロットであるスロット（タイムスロット）＃１，＃２，…，＃６から構成されている。
【００１８】
ここでは、１フレームのうち１番目のスロット＃１は、下り（downlink略して「ＤＬ」）制御チャネルに割り当てられる。２番目のスロット＃２及び３番目のスロット＃３は、例えばユーザデータ（ユーザ情報）などの、基地局３から端末局４に個別のデータを伝送するためのデータ用チャネルに割り当てられる。また、１フレームのうち４番目のスロット＃４は、上り制御チャネルに割り当てられる。５番目のスロット＃５及び６番目のスロット＃６は、例えばユーザデータ（ユーザ情報）などの、端末局４から基地局３に個別のデータを伝送するためのデータ用チャネルに割り当てられる。
【００１９】
図３は、図１の無線通信システムが、図２の無線フレームを使用して通信（送受信）を行う様子を示す図である。具体的には、図３には、発着呼時のランダムアクセス制御等を行う様子が示されている。なお、図３において無線フレーム同士は適切に同期されているものとし、図３より後の図においても無線フレーム同士は適切に同期されているものとする。
【００２０】
基地局３は、報知情報やページング等の制御情報を、下り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃１によって送信し、各端末局４（端末局４ａ，４ｂ，４ｃ）がこれを受信する。
【００２１】
また、端末局４ａは、発着呼等の制御情報を、上り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃４によって送信し、基地局３がこれを受信する。なお、端末局４ｂ，４ｃにおいても、端末局４ａと同様に構成されているが、図３の例では、上りのスロット＃４によって基地局３に情報を送信しない待機状態となっている。
【００２２】
ここで、以上のような第１関連通信方式では、端末局４ａが他の端末局４ｂ，４ｃに情報を伝達するためには、基地局３を介さなければならず、その分だけ当該伝達に時間がかかるという問題がある。また、端末局４同士だけが情報を無線通信によって直接伝達するように構成した場合には、基地局３に情報を伝達することができないという問題がある。
【００２３】
これに対して本実施の形態１に係る無線通信方式では、このような問題を解決することが可能となっている。以下、このような本実施の形態１に係る無線通信方式について説明する。
【００２４】
なお、本実施の形態１に係る無線通信方式が適用された無線通信システムのブロック構成は、図１の無線通信システムのブロック構成とほぼ同じである。そこで、以下、本実施の形態１に係る無線通信方式において、以上で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ参照符号を付し、異なる部分について主に説明する。
【００２５】
図４及び図５は、本実施の形態１に係る無線通信方式が適用された無線通信システムが、図２の無線フレームを使用して通信（送受信）を行う様子を示す図である。本実施の形態１でも、第１関連通信方式と同様の通信が行われる。すなわち、端末局４は、下りのスロット＃１〜＃３によって基地局３からの情報を受信し、上りのスロット＃４〜＃６によって基地局３に情報を送信することが可能となっている。
【００２６】
ただし、本実施の形態１では、各端末局４は、上り制御チャネルとして割り当てられた上りのスロット＃４によって情報を送信しない場合には、当該上りのスロット＃４に対応する期間に、他の端末局４から上りのスロット＃４によって送信された情報を受信する。
【００２７】
例えば、各端末局４ｂ，４ｃは、上りのスロット＃４によって基地局３に送信する制御情報がない場合（例えば発着呼等を送信しない場合）には、図４に示すように、上りのスロット＃４に対応する期間に、他の端末局４から上りのスロット＃４によって基地局３に情報が送信されたかを監視する。図４の例では、端末局４ａが、上りのスロット＃４によって情報を基地局３に送信していることから、端末局４ｂ，４ｃのそれぞれは、その期間に端末局４ａからの情報を受信する。
【００２８】
以上をまとめると、本実施の形態１に係る無線通信方式によれば、各端末局４は、ＴＤＤ方式の上り制御チャネルとして割り当てられた上りのスロット＃４によって基地局３に制御情報だけでなく他の情報を送信することが可能である。そして、各端末局４は、上りのスロット＃４によって情報を送信しない場合には、当該上りの物理スロットに対応する期間に、他の端末局４から上りのスロットによって送信された情報を受信（監視）する。例えば、端末局４ａが、基地局３を介して任意のパケット情報（例えば、単一ユニットまたは複数ユニットで構成されるパケット形式の通知情報）をネットワーク１、上位装置２、または、無線ゾーン５に在圏する他の端末局４ｂ、４ｃへ通知する場合には、端末局４ａのみスロット＃４を送信スロットにする。
【００２９】
以上のような本実施の形態１によれば、図５の実線の矢印に示されるように、端末局４ａは、上りのスロット＃４を利用して、任意のパケット情報を、基地局３を介して上位装置２またはネットワーク１に伝達することができる。また、これとほぼ同時に、端末局４ａは、同パケット情報を、基地局３を介さずに、同じ無線ゾーン５（無線周波数ｆ１）に在圏する他の端末局４ｂ，４ｃに伝達することができる。したがって、各端末局４は、任意のパケット情報などを可及的に短期間で多くの通信局（ここでは基地局３及び端末局４ｂ，４ｃ）に伝達することができる。しかも、このような効果を、無線フレーム構成や無線周波数を変更せずに実現することができる。
【００３０】
特に、各端末局４が上りのスロット＃４によって送信するパケット情報に、災害に関する情報（例えば、土砂災害状況、河川の氾濫状況、避難指示、物資補給／不足状況、負傷者数、救助要請などの共有されるべき情報）が含まれる場合には、災害に関する情報を短期間で広く伝達することができる。これにより、災害による被害の拡大を抑制すること、または、被災後の復旧を早めることなどが可能となる。
【００３１】
なお、以上の説明では、各端末局４は、上り制御チャネルとして割り当てられた上りのスロット＃４によって情報を送信しない場合に、当該上りのスロット＃４に対応する期間に他の端末局４からの情報を受信した。しかしこれに限ったものではなく、各端末局４は、上りのデータ用チャネルとして割り当てられた上りのスロット（ここではスロット＃５，＃６）によって情報を送信しない場合に、当該上りのスロットに対応する期間に他の端末局４からの情報を受信するように構成してもよい。
【００３２】
ただし、上り制御チャネルに割り当てられたスロット＃４は、上りランダムアクセス用途として使用されることが多いため、上りのデータ用チャネルに割り当てられたスロット＃５，＃６よりもチャネル占有時間が短い。このため、上りのスロット＃４，＃５，＃６に対応する期間に他の端末局４からの情報を受信すれば上述の効果が得られるが、これらの中でも、上り制御チャネルに割り当てられたスロット＃４に対応する期間に他の端末局４からの情報を受信することは、物理スロットの有効活用となる。
【００３３】
＜実施の形態２＞
まず、本発明の実施の形態２に係る無線通信方式について説明する前に、それと関連する無線通信方式（以下「第２関連通信方式」と記す）について説明する。なお、以下の説明において、以上で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ参照符号を付し、異なる部分について主に説明する。
【００３４】
図６は、第２関連通信方式が適用されたＴＤＤ方式の無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図６の無線通信システムは、複数の無線ゾーン５，６，７を形成する多段中継システムを構成しており、ネットワーク１と、上位装置２と、基地局３と、複数の端末局４，９，１０（ここでは端末局４ａ，４ｂ，４ｃ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ）と、中継局８（ここでは中継局８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）とを備えている。
【００３５】
基地局３と、端末局４ａ，４ｂ，４ｃ及び中継局８ａとは無線回線で接続されており、無線周波数ｆ１の無線ゾーン５を形成している。基地局３は、端末局４ａ，４ｂ，４ｃ及び中継局８ａに関して上位通信局に相当し、端末局４ａ，４ｂ，４ｃ及び中継局８ａは、基地局３に関して下位通信局に相当する。無線ゾーン５に在圏する中継局８ａには、自身に関して下位中継局に相当する中継局８ｂが従属接続されている。
【００３６】
中継局８ｂと、端末局９ａ，９ｂ及び中継局８ｃとは無線回線で接続されており、無線周波数ｆ２の無線ゾーン６を形成している。中継局８ｂは、端末局９ａ，９ｂ及び中継局８ｃに関して上位通信局に相当し、端末局９ａ，９ｂ及び中継局８ｃは、中継局８ｂに関して下位通信局に相当する。無線ゾーン６に在圏する中継局８ｃには、自身に関して下位中継局に相当する中継局８ｄが従属接続されている。
【００３７】
中継局８ｄと、端末局１０ａ，１０ｂとは無線回線で接続されており、無線周波数ｆ３の無線ゾーン７を形成している。中継局８ｄは、端末局１０ａ，１０ｂに関して上位通信局に相当し、端末局１０ａ，１０ｂは、中継局８ｄに関して下位通信局に相当する。
【００３８】
以上の構成において、各無線ゾーン５，６，７に在圏する端末局４，９，１０同士は、基地局３または中継局８を介して通信することが可能となっているとともに、各端末局４，９，１０は、基地局３または中継局８を介して、上位装置２またはネットワーク１と通信することが可能となっている。
【００３９】
図７は、図６の無線通信システムが、図２の無線フレームを使用して通信（送受信）を行う様子を示す図である。具体的には、図７には、発着呼時のランダムアクセス制御等を行う様子が示されている。
【００４０】
基地局３は、報知情報やページング等の制御情報を、下り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃１によって送信し、端末局４ａ，４ｂ，４ｃ及び中継局８ａがこれを受信する。中継局８ａは、当該受信した制御情報を下位（下段）の中継局８ｂに転送（中継）する。
【００４１】
中継局８ｂは、当該転送された制御情報を、下り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃１によって送信し、端末局９ａ，９ｂ及び中継局８ｃがこれを受信する。中継局８ｃは、当該受信した制御情報を下位（下段）の中継局８ｄに転送（中継）する。
【００４２】
中継局８ｄは、当該転送された制御情報を、下り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃１によって送信し、端末局１０ａ，１０ｂがこれを受信する。
【００４３】
一方、端末局９ａは、発着呼等の制御情報を、上り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃４によって送信し、中継局８ｂがこれを受信する。中継局８ｂは、当該受信した制御情報を上位（上段）の中継局８ａに転送（中継）する。中継局８ａは、当該転送された制御情報を、上り制御チャネルとして割り当てられたスロット＃４によって送信し、基地局３がこれを受信する。
【００４４】
なお、図７の例では、中継局８ａが制御情報を基地局３から受信して送信するスロット＃１と、中継局８ｂが当該制御情報を中継局８ａから受信して送信するスロット＃１とは同一のフレームのスロット＃１である。しかし、これに限ったものではなく、後者のスロット＃１は、前者のスロット＃１のフレームより後のフレームのスロット＃１であってもよい。中継局８ｃが制御情報を中継局８ｂから受信して送信するスロット＃１と、中継局８ｄが当該制御情報を中継局８ｃから受信して送信するスロット＃１とについても同様である。また、中継局８ｂが制御情報を端末局９ａから受信して送信するスロット＃４と、中継局８ａが当該制御情報を中継局８ｂから受信して送信するスロット＃４とについても同様である。
【００４５】
以上のような第２関連通信方式では、上述の第１関連通信方式と同様に、端末局９ａから他の通信局に情報を伝達するのに時間がかかるという問題がある。これに対して、本実施の形態２に係る無線通信方式では、このような問題を解決することが可能となっている。以下、このような本実施の形態２に係る無線通信方式について説明する。
【００４６】
なお、本実施の形態２に係る無線通信方式が適用された無線通信システムのブロック構成は、図６の無線通信システムのブロック構成とほぼ同じである。そこで、以下、本実施の形態２に係る無線通信方式において、以上で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ参照符号を付し、異なる部分について主に説明する。
【００４７】
図８及び図９は、本実施の形態２に係る無線通信方式が適用された無線通信システムが、図２の無線フレームを使用して通信（送受信）を行う様子を示す図である。本実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、各端末局４，９，１０及び各中継局８は、上りのスロット＃４によって情報を送信しない場合には、当該上りのスロット＃４に対応する期間に、他の端末局４，９，１０及び他の中継局８から上りのスロット＃４によって送信された情報を受信する。
【００４８】
例えば、各端末局４ａ，４ｂ，４ｃ，９ｂ及び各中継局８ａ，８ｂ，８ｃは、上りのスロット＃４によって基地局３側に送信する制御情報がない場合（例えば発着呼等を送信しない場合）には、図８に示すように、上りのスロット＃４に対応する期間に、他の端末局４，９，１０及び他の中継局８から上りのスロット＃４によって基地局３側に情報が送信されたかを監視する。図８の例では、端末局９ａが、上りのスロット＃４によって情報を基地局３側に送信していることから、端末局４ａ，４ｂ，４ｃ，９ｂ及び中継局８ａ，８ｂ，８ｃのそれぞれは、その期間に端末局９ａからの情報を直接的または間接的に受信する。
【００４９】
以上のような本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、図９の実線の矢印に示されるように、端末局９ａは、上りのスロット＃４を利用して、任意のパケット情報を、中継局８ａ，８ｂを介して上位の無線ゾーン５（無線周波数ｆ１）に在圏する基地局３及び端末局４ａ，４ｂ，４ｃに伝達することができるとともに、基地局３をさらに介して上位装置２またはネットワーク１に伝達することができる。また、これとほぼ同時に、端末局９ａは、同パケット情報を、基地局３を介さずに、同じ無線ゾーン６（無線周波数ｆ２）に在圏する他の端末局９ｂ及び中継局８ｂ，８ｃに伝達することができる。したがって、各端末局４，９，１０は、任意のパケット情報などを可及的に短期間で多くの通信局に伝達することができる。しかも、このような効果を、無線フレーム構成や無線周波数を変更せずに実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態２では、中継局８ｃは、自身と一つの無線ゾーン６を形成する端末局９ａから上りのスロット＃４によって送信された情報を受信した場合に、当該受信した情報を下りのスロット＃１によって中継局８ｄに転送する。これにより、中継局８ｄは、その後の下りのスロット＃１によって端末局１０ａ，１０ｂに送信すべき情報に、中継局８ｃから転送されたパケット情報を乗せ換える（置き換える）ことができる。これにより、中継局８ｄは、無線ゾーン７（無線周波数ｆ３）に在圏する端末局１０ａ，１０ｂにも、端末局９ａからのパケット情報をなるべく早く伝達することができる。
【００５１】
なお、中継局８ｄは、上記乗せ換えを行うのではなく、基地局３から他の中継局８などを中継されてきた報知情報やページング情報等に、端末局９ａからのパケット情報を加えて、下りのスロット＃１によって送信してもよい。
【００５２】
以上のように、本実施の形態２に係る無線通信方式によれば、端末局だけでなく、中継局も、上り制御チャネルに割り当てられたスロットによって送信される情報を受信（監視）する。これにより、多段中継により複数の無線ゾーンを形成するＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて、端末局は、自身と同一の無線ゾーンに属する通信局（端末局、中継局、基地局）だけでなく、他の無線ゾーンに属する通信局（端末局、中継局、基地局）、上位装置及びネットワークにも、パケット情報を伝達することができる。
【００５３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
３  基地局、４ａ，４ｂ，４ｃ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ  端末局、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  中継局。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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