(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラ電気通信ネットワークにおいて使用するための、セル接続状態にある移動局が使用するセルの選択を、該移動局の状態変化に関連するシグナリングの量を削減するために行う方法であって、
前記セルラ電気通信ネットワークは、登録エリアに分類されたセルを有する複数の無線アクセスネットワークと、複数の状態を有する前記移動局と、を具備し、
前記状態は、アイドルモード状態と、移動局の位置が登録エリアレベルで前記セルラ電気通信ネットワークに認識される登録エリア接続状態と、移動局の位置がセルレベルで該セルラ電気通信ネットワークに認識されるセル接続状態と、を含むセルの選択方法において、
セル識別情報は、前記移動局を前記セル接続状態に変化させることを開始するメッセージにパラメータとして付加されることを特徴とし、かつ、
前記方法は、
前記ネットワークが前記セル接続状態にある前記移動局が使用するセルとして提案すべきセルを選択し（１０４、１０５）、
前記ネットワークがセル識別情報を前記メッセージにパラメータとして付加することにより、前記セルを指示する（１１０）、
工程を具備することを特徴とするセルの選択方法。
【請求項２】
前記メッセージはＲＲＣメッセージであることを特徴とする請求項１に記載のセルの選択方法。
【請求項３】
前記方法は、
前記移動局が、前記セル接続状態において使用するセルを選択し（１４０）、
前記移動局が、セル識別情報をパラメータとして第２メッセージに付加することにより、前記選択されたセルを指示する（１５０）、
工程を具備することを特徴とする請求項１に記載のセルの選択方法。
【請求項４】
前記工程において、
前記移動局がセルを選択し、
前記選択が、前記移動局が認識するセルと前記ネットワークが指示する前記セルとを含むセルのセットの中からなされることを特徴とする請求項３に記載のセルの選択方法。
【請求項５】
前記方法は、
前記ネットワークが、前記移動局の前記アクティブセットの中からセルを選択して前記移動局に提案すべきデフォルトセルとする工程、
を具備することを特徴とする請求項１に記載のセルの選択方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明はセルラ電気通信システムにおけるセルの選択方法に関する。より詳細には、本発明は、第１の独立方法請求項の前提部分に記載された方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
本明細書で用いるいくつかの略語は、以下の通りである。
【０００３】
ＣＣＣＨ  共通制御チャネル（Common Control Channel）
ＤＣＣＨ  個別制御チャネル（Dedicated Control Channel）
ＤＲＮＣ  ドリフト無線ネットワーク制御装置（Drift Radio Network Controller）
ＤＴＣＨ  個別トラフィックチャネル（Dedicated Traffic Channel）
ＦＡＣＨ  上りリンクアクセスチャネル（Forward Link Access Channel）
ＩＭＳＩ  国際移動機加入者識別（International Mobile Subscriber Identity）
ＰＣＣＨ  ページング制御チャネル（Paging Control Channel）
ＰＣＨ  ページングチャネル（Paging Channel）
ＰＬＭＮ  公衆陸上移動ネットワーク（Public Land Mobile Network）
Ｐ−ＴＭＳＩ  パケット一時移動加入者識別（Packet Temporary Mobile Subscriber Identity）
ＲＡＣＨ  ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel）
ＲＮＣ  無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller）
ＲＮＴＩ  無線ネットワーク一時識別（Radio Network Temporary Identity）
ＲＲＣ  無線リソース制御（Radio Resource Control）
ＴＭＳＩ  一時移動加入者識別（Temporary Mobile Subscriber Identity）
ＵＥ  ユーザ装置（User Equipment）
ＵＭＴＳ  汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunication System）
ＵＴＲＡＮ  ＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク（UMTS Terrestrial Radio Access Network）
以下、本明細書で用いる共通の用語を明確にするために、あるセルラ電気通信システム構成の概観を説明する。
【０００４】
第３世代のシステム案には、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）およびＦＰＬＭＴＳ／ＩＭＴ−２０００（Future Public Land Mobile Telecommunication System/International Mobile Telecommunications at 2000 MHz）が含まれる。この計画では、セルは、このセルのサイズおよび特性に従って、ピコセル、ナノセル、マイクロセルおよびマクロセルに類別されており、また、サービスレベルの一例としてはビットレートがある。ビットレートは、ピコセルで最も高く、マクロセルで最も低い。セル同士は、部分的にまたは全体的に重なり合うことがありうる。また、様々な端末が存在するであろうから、必ずしもすべての端末が、セルにより提供されるすべてのサービス水準を利用できるわけではない。
【０００５】
図１は、第３世代セルラネットワークの実施可能な構成の一例を示すブロック図である。このようなネットワークは、一般的には、１つ以上の無線アクセスネットワーク４０（ＲＡＮ）に接続されたコアネットワーク５０を備える。このような無線アクセスネットワークは、ＵＴＲＡＮネットワーク（ＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク）と呼ばれることが多い。無線アクセスネットワークは、一般的には、移動局１０ａ、１０ｂとの間の無線接続を実現する少なくとも複数の基地局（ＢＳ）２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、この基地局を制御する少なくとも１つの無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）３０（３０ａ，３０ｂ）とを備える。無線ネットワーク制御装置は、コアネットワークにおける移動交換センタ（ＭＳＣ）６０に接続されている。
【０００６】
第３世代ＵＥは、上記ネットワークに関して、多くの異なる状態をとりうる。全く接続がなされていなければ、ＵＥはアイドルモードをとる。少なくとも１つのシグナリング接続がなされている際には、ＵＥは接続モードをとる。接続モードには、２つの主な状態、すなわち、ＵＲＡ接続状態およびセル接続状態がある。ＵＲＡ接続状態では、ＵＥの位置は、ＵＲＡ（ＵＭＴＳ登録エリア）レベルで認識される。ＵＲＡは、ある地理学的なエリア内の複数のセルから構成される。セル接続状態では、ＵＥの位置はセルレベルで認識される。すべてのデータ伝送は、セル接続状態で実行される。
【０００７】
無線リソースの割り当ての見地から、接続モードをとるＵＥ、すなわち、ＲＲＣ制御がなされている際のＵＥは、２つの主な状態、すなわち、個別チャネル（ＤＣＨ）状態および共通チャネル（ＣＣＨ）状態をとる。
【０００８】
個別チャネル状態では、ＵＥは、ＵＴＲＡＮと接続するために、個別無線インターフェイスリソースを用いる。アクティブセットすなわちＵＥが用いるセルのセットに含まれるそれぞれのセルに対して、１つの個別無線リンクが存在する。このアクティブセットは１つ以上のセルを含む。
【０００９】
共通チャネル状態では、ＵＥは、共通チャネルを他のユーザと共有する。共通チャネル状態では、ＵＥは、ＲＡＣＨ／ＦＡＣＨ下位状態またはＲＡＣＨ／ＰＣＨ下位状態をとる。ＲＡＣＨ／ＦＡＣＨ状態では、ＵＥの位置は、セルレベルで認識される、すなわち、ＵＥは、常に１つのセルに接続される。ＲＡＣＨ／ＰＣＨ状態では、ＵＥの位置は、セルレベルまたはＵＲＡレベルのいずれかで認識される。
【００１０】
ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態への移行は、例えば、以下のＲＲＣ手続が行われた結果としてなされるであろう。
・トランスポートチャネルが、例えばＮＲＴベアラのために、個別チャネルから共通チャネルに変化する、トランスポートチャネルの再構成。
・少なくとも１つのベアラが解放され、また、最後に残ったベアラが現在アクティブでない非実時間（Non-real time；ＮＲＴ）ベアラであるか、共通チャネルを用いるために構成されたものである、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）。
・ＵＥにより用いられる物理チャネルのセットが割り当てられ、置換されまたは解放される、物理チャネルの再構成。また、物理チャネルの再構成手続により、用いるトランスポートチャネルのタイプおよびＲＲＣ状態が変化する。
・無線アクセスベアラまたはシグナリングリンクのためのパラメータが、所望ＱｏＳレベルにおける変化を反映するように再構成される、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）の再構成。ＲＡＢの再構成手続は、例えば、ＲＬＣパラメータを変化させること、ＤＴＣＨ／ＤＣＣＨのための多重優先度を変化させること、ＤＣＨスケジューリング優先度を変化させること、ＤＣＨのためのＴＦＳを変化させること、ＴＦＣＳを変化させること、物理チャネルを割り当てることまたは解放すること、および、用いるトランスポートチャネルのタイプを変化させることを含む。
【００１１】
上記４つの手続の場合におけるシグナリングは、類似している。すなわち、これらの手続は、ＵＥに対してＸＸＸメッセージを送信する稼動中のＲＮＣにより開始される。このＵＥは、ＸＸＸ完了メッセージを用いて応答する。ここで、ＸＸＸとは、対象としている特定の手続のことである。
【００１２】
ＤＣＨからＣＣＨすなわちセル接続状態への移行の際には、ＣＣＨ状態で最初に用いるセルを選択または指示する必要がある。最初のセルを選択または指示する既知の方法として、ＵＥが開始するセル更新手続を用いる方法がある。この方法では、ＵＥは、セルを選択し、選択したセルのＲＡＣＨチャネルを用いてセル更新メッセージを送信する。ネットワークは、対応するＦＡＣＨチャネルを介してセル更新確認メッセージを送信することにより応答する。この解決法を用いると、ＲＡＣＨ／ＦＡＣＨチャネルに多大なシグナリングをもたらしてしまう。さらに、ＵＥは、最適なセルを選択することに影響を与えるすべての詳細を認識していないであろう。例えば、ネットワークは、様々な事情により、ＵＥがマクロセルすなわちＳＲＮＣにより制御されるセルを選択することを望むかもしれない。
例えば、米国特許第５,７０７,０９６号公報には、移動局がセルラ電気通信ネットワークにおいうてセル更新手続を開始することが記載されている。ここで、このセルラ電気通信ネットワークでは、移動局は、様々な共通チャネルモードを有する。この公報には、移動局用の制御チャネルモード状態情報を維持するシステムおよび方法が開示されている。移動局が新規のセルを再選択することに引き続いて、または、新規のアナログもしくはディジタル動作モードを選択することに引き続いて、この公報に記載されたシステムは、移動交換センタに対して、移動局の識別および移動局の現在の制御チャネルモードを通知する。
【００１３】
別の解決法として、ＤＣＨが解放された後、選択されたセルのＲＡＣＨチャネルを介してＵＥがＸＸＸ完了メッセージを送信する方法がある。この場合には、ＸＸＸ完了メッセージが受理されたことを確実なものとするために、ネットワークがこのメッセージを受け取ったことを知らせなければならず、これにより、上記セル更新手続と同様のシグナリング負荷が発生してしまう。
【００１４】
（発明の開示）
本発明の目的は、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態への変化に伴うシグナリングの量を削減する方法を実現することである。本発明のさらなる目的は、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態への変化に要する時間を削減することが可能な方法を実現することである。
【００１５】
この目的は、ＣＣＨ状態にあるＵＥが使用すべきセルを、ネットワークに提案させること、および、このセルをパラメータとして、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態に変化させることを開始するＲＲＣコマンドに指示することにより、達成される。
【００１６】
本発明にかかる方法は、独立方法請求項の特徴部分に記述した内容を特徴とする。従属請求項には、本発明のさらに有利な実施形態の記述がなされている。
【００１７】
本発明によれば、移動局をセル接続状態へと状態変化させることを開始するＲＲＣメッセージに対して、セル識別情報をパラメータとして付加する。有利な方法として、ネットワークは、セル接続状態にある移動局が使用するセルとして提案すべきセルを選択し、ネットワークは、セル識別情報をパラメータとして、このＲＲＣメッセージに付加することにより、上記セルを指示する。この結果、移動局は、セルの最終的な選択を行い、セル識別情報をパラメータとして、状態を変化させることを開始するＲＲＣメッセージに対する応答メッセージのような第２ＲＲＣメッセージに付加することにより、選択したセルをネットワークに対して指示する。
【００１８】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。各図面における同様の要素に対しては、同一の参照符号が付されている。
【００１９】
図２は、本発明の有利な実施形態にかかるシグナリングを示している。図２は、ＵＥ１０およびＵＴＲＡＮ４０、ならびに、それらの間でのシグナリングを示している。最初の工程１１０では、ＵＴＲＡＮは、コマンドＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤを送信して、ＲＲＣ手続を開始する。このコマンドにおいて、ＸＸＸとは対象としている特定の手続のことである。ＵＥは、このコマンドを受信した後、要求された手続に従って、必要な行動を行う（工程１２０）。本実施形態では、ＵＥは、次に、ＣＣＨ接続のみしか残っていないかどうかを調べる（工程１３０）。この例では、ＲＲＣ手続が完了した後にはＣＣＨ接続のみしか残っていないことが分かるものとする。この結果、ＵＥは、ＣＣＨセル接続状態にあるＵＥが位置するセルとして指示すべきセルを選択し（工程１４０）、また、要求されたＲＲＣ手続が完了した旨を指示するために、パラメータとしてセル識別情報ＣＥＬＬ＿ＩＤをＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージに付加して、ＵＴＲＡＮに対しこのＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを送り返す（工程１５０）。ＵＥは、ＤＣＨチャネルを解放する前に、このＤＣＨチャネルを介してＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを送信することが好ましい。
【００２０】
上述しかつ後述するＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージおよびＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを用いて参照したＲＲＣ手続は、どのようなＲＲＣ手続であってもよい。このＲＲＣ手続により、ＵＥはＤＣＨ状態からＣＣＨ状態に移行することになる。手続例としては、トランスポートチャネルの再構成、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）の解放、物理チャネルの再構成、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）の再構成があり、これらについては、先の従来技術の記載のところで説明してある。
【００２１】
図３は、本発明のさらに有利な実施形態にかかるシグナリングを示している。この実施形態では、ネットワークが、ＣＣＨ状態で用いるセルを選択する。必要なＲＲＣ手続を開始する前に、ネットワークは、このＲＲＣ手続の後にＣＣＨ接続のみしか残らないかどうかを調べる（工程１０２）。ここでの例もそうであるように、ＲＲＣ手続の後にＣＣＨ接続のみしか残らない場合には、ネットワークは、ＣＣＨ状態におけるＵＥの位置として指示すべきセルを選択する（工程１０４）。次に、ネットワークは、選択したセルの識別情報ＣＥＬＬ＿ＩＤをパラメータとしてＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージに付加し、このＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤをＵＥに対して送信する（工程１１０）ことにより、所望のＲＲＣ手続を開始する。ＵＥは、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを受信した後、要求されたＲＲＣ手順を実行し（工程１２０）、ＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージをネットワークに対して送り返す（工程１５０）ことにより応答する。ＵＥは、ＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージのパラメータとしてＣＥＬＬ＿ＩＤ情報をネットワークに対して送り返す。
【００２２】
図４は、本発明の有利な実施形態にかかるシグナリングを示している。この実施形態では、ネットワークは、ＣＣＨ状態で用いるセルをＵＥに対して提案する。必要なＲＲＣ手続を開始する前に、ネットワークは、このＲＲＣ手続の後にＣＣＨ接続のみしか残らないかどうかを調べる（工程１０２）。ここでの例もそうであるように、ＲＲＣ手続の後にＣＣＨ接続のみしか残らない場合には、ネットワークは、ＣＣＨ状態におけるＵＥの位置としてＵＥに提案すべきセルを選択する（工程１０４）。次に、ネットワークは、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージにパラメータとして提案すべきセルの識別情報ＣＥＬＬ＿ＩＤを付加して、このＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤをＵＥに対して送信する（工程１１０）ことにより、所望のＲＲＣ手続を開始する。ＵＥは、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを受信した後、要求されたＲＲＣ手続を実行する（工程１２０）。
【００２３】
この実施形態では、ＵＥは、ＲＲＣ手続の後に依然としてＣＣＨ接続のみしか存在していないかどうかを調べる（工程１３０）。しかしながら、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤにＣＥＬＬ＿ＩＤパラメータが含まれているということは、本発明の様々な実施形態では、ＣＣＨ接続のみしか残っていない（この場合にはセルを選択する必要がある）ことを示していると解釈される。
【００２４】
次に、ＵＥは、ＣＣＨ状態におけるＵＥが位置するものとして用いるべきセルを選択する。ＵＥは、そのようにセルを選択する場合には、ネットワークによる提案を考慮する。しかしながら、ＵＥは、優先度、例えば、どのセルを選ぶべきかについてＵＥのユーザにより設定された優先度を持っている。ＵＥは、例えばこのような情報に基づいて、ネットワークが提案したセル以外の別のセルを選択することができる。よって、ＵＥは、ネットワークが指示するセルと、ＵＥが別の方法により認識しているその他のセル（例えば、アクティブセットに属するセル、または、その識別情報をＵＥが現時点で受信できるようなセル）とを含むセルのセットから、セルを選択することができる。この後、ＵＥは、ＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージをネットワークに対して送り返す（工程１５０）。ＵＥは、選択したセルの識別情報ＣＥＬＬ＿ＩＤを、ＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージのパラメータとしてネットワークに対して送信する。
【００２５】
上述した例では、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを発生しかつＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを受信するネットワーク要素、すなわち、ＵＴＲＡＮにおけるＲＲＣプロトコルエンティティを含むネットワーク要素は、一般的には、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）である。
【００２６】
本発明のさらに有利な実施形態では、アクティブセットすなわちＵＥが用いるセルのうちの１つのセルは、デフォルトセルとして指定される。このような実施形態では、この指定されたセルを、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージおよびＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージにおいて識別する必要はない。なぜならば、デフォルトセルは既に認識されているからである。このデフォルトセルの通信は、このような場合には、アクティブセットの更新に伴うメッセージにより、実行される。本発明の様々な実施形態において、この特徴を先に説明した特徴と組み合わせて用いることが可能である。例えば、本発明の一実施形態では、ネットワークは、ＵＥに対して常にデフォルトセルを提案するが、ＵＥは、最終的な決定を単独で行う。
【００２７】
本発明によれば、ＵＥとネットワークとの間におけるシグナリングの量が低減される。なぜならば、既知の解決法とは異なり、セルを選択する際に多くのメッセージングを行わないからである。さらに、本発明によれば、ＵＥおよびネットワークにおける処理量が低減される。なぜならば、メッセージングの量が少なくなるからである。これはＵＥにとって非常に重要なことである。なぜならば、無線インターフェイスを介したメッセージングにより、一般的なバッテリ駆動式の移動電話では重要な資源であるエネルギーが消費されるからである。また、本発明によれば、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態に変化する際の遅延も低減される。なぜならば、メッセージングとともにこのメッセージングで費やされる時間も低減されるからである。
【００２８】
本発明をＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）セルラシステムまたはＩＭＴ２０００セルラシステムのような第３世代のセルラシステムで有利に用いることができる。
【００２９】
上述した実施形態では、ネットワークはＣＣＨ状態において用いるセルを提案または選択しているが、ネットワークは、稼動中のＲＮＣの制御を受けた状態でセルを選択するといったように、例えばこのネットワークに特有な情報に基づいてセルを選択している。また、ＵＥがマイクロセル、すなわち、非常に小さいエリアを有するセルを選択することにより、ネットワークがほとんどの場合にＵＥと接続するために短時間内にハンドオーバを実行しなくてはならないというような事態を避けるために、このネットワークは、例えば、マクロセル、すなわち、比較的大きなエリアを有するセルを選択するであろう。
【００３０】
セルの選択が実行される際に、ＣＣＨ状態において用いるように選択されたセルが、アクティブセット、すなわち、ＵＥが用いるセルのセットの中に既に含まれている場合には、本発明の様々な実施形態では、この選択されたセルは、セル識別情報ＣＥＬＬ＿ＩＤの代わりに、無線リンク識別情報ＬＩＮＫ＿ＩＤにより指示される。このような場合には、ネットワークは、この無線リンク識別情報ＬＩＮＫ＿ＩＤをＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤメッセージに付加することにより、ＵＥに対してセルを指示することができる。同様に、ＵＥは、無線リンク識別情報ＬＩＮＫ＿ＩＤをＸＸＸ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージに付加することにより、ネットワークに対してセルを指示することができる。
【００３１】
本発明は様々な利点を有する。例えば、本発明の方法によれば、ＵＥは、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態に変化する結果として新しいセルに加入する際に、シグナリングを行う必要がない。本発明によれば、選択すべきセルは、ＤＣＨ状態からＣＣＨ状態へ状態が変化する前に識別されているので、選択されたセルを識別するべく新しいセルにおいてシグナリングを行う必要がない。この利点は、ＵＥが最終的な選択を行う実施形態、および、ネットワークが最終的な選択を行う実施形態の両方において得られる。したがって、シグナリングの量は、従来技術にかかる解決方法における量よりも低い。
【００３２】
無線ネットワーク制御装置のような、所定の機能的エンティティの名前は、様々なセルラ電気通信システムのコンテキスト間で異なっていることが多い。例えばＧＳＭシステムでは、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）に対応する機能的エンティティは、基地局制御装置（ＢＳＣ）である。したがって、無線ネットワーク制御装置という用語は、特定のセルラ電気通信システムにおけるエンティティのために用いる用語ではあるけれども、対応するあらゆる機能的要素を含むものとする。さらに、ＸＸＸ＿ＣＯＭＭＡＮＤというコマンドネームのような様々なコマンドネームは、単なる例にしかすぎないものであり、本発明は、本明細書で引用したコマンドネームを用いることに限定されない。
【００３３】
移動局という用語を、別記請求項では、ＵＥまたはこれに対応する移動通信手段を示すために用いている。
【００３４】
これまでの記載を考慮して本発明の範囲内で様々な変更を施すことは、当業者にとって明らかである。本発明の好ましい実施形態について詳細に説明してきたが、この好ましい実施形態に多くの変更および様々な変化を施すことが可能であり、これらすべてが添付請求項により特定される本発明の真意および範囲内に含まれることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術にかかるネットワーク構成を示す図
【図２】  本発明の有利な実施形態にかかるシグナリングを示す図
【図３】  本発明の有利な実施形態にかかるシグナリングを示す図
【図４】  本発明の有利な実施形態にかかるシグナリングを示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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