(57)【要約】【課題】サーバ装置等のＮＷ機器及びＮＷ設定等を必要とせずに無線ＬＡＮの測定対象エリアで最もスループットの利用効率が高いチャネルを探索し、提示する。【解決手段】送信機１は、無線ＬＡＮの測定対象エリアの通信品質評価を行う通信品質評価装置であって、無線ＬＡＮを介して受信機２との相互接続を確立させる送受信部１２と、前記無線ＬＡＮの測定対象エリアの各チャネルでの受信機２に対するデータの送信とその応答に基づき当該測定対象エリアの全てのチャネルのスループットを測定する測定評価部１３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＬＡＮの測定対象エリアの通信品質評価を行う通信品質評価装置であって、
無線ＬＡＮを介して受信機との相互接続を確立させる送受信手段と、
前記無線ＬＡＮの測定対象エリアの各チャネルでの前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該測定対象エリアの全てのチャネルのスループットを測定する測定評価手段と
を備えたことを特徴とする通信品質評価装置。
【請求項２】
前記送受信手段は、前記無線ＬＡＮに接続された運用中のアクセスポイントを経由して前記受信機との相互接続を確立し、
前記測定評価手段は、
前記アクセスポイントが運用するチャネルでの当該アクセスポイントを経由した前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該チャネルのスループットを測定し、
この測定したスループットと当該アクセスポイントを経由しないで当該チャネルでの当該受信機に対するデータの送信とその応答に基づき算出されたスループットとの比較に基づき当該アクセスポイントの通信品質を評価すること
を特徴とする請求項１に記載の通信品質評価装置。
【請求項３】
前記測定評価手段は、
前記アクセスポイントを経由しないで算出された前記スループットの値が当該アクセスポイントを経由して算出された前記スループットの１／２の値と略同等である場合には当該アクセスポイントに通信品質の低下要因は無いと評価する一方で、
前記アクセスポイントを経由しないで算出された前記スループットの値が当該アクセスポイントを経由して算出された前記スループットの１／２の値よりも大きい場合には当該アクセスポイントに通信品質の低下要因が存在すると評価すること
を特徴とする請求項２に記載の通信品質評価装置。
【請求項４】
前記測定評価手段は、前記測定対象エリアのチャネルにて伝送帯域及び送信時間を指定して前記データを送信した場合に当該送信時間当たりの前記受信機が受信したデータ量を当該チャネルのスループットとして算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信品質評価装置。
【請求項５】
前記測定評価手段は、前記データのサイズを指定して前記測定対象エリアのチャネルにて当該データを送信した場合に当該データの送信に要した時間当たりの当該データのサイズを当該チャネルのスループットとして算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信品質評価装置。
【請求項６】
コンピュータが無線ＬＡＮの測定対象エリアの通信品質評価を行う通信品質評価方法であって、
無線ＬＡＮを介して受信機との相互接続を確立させる送受信ステップと、
前記無線ＬＡＮの測定対象エリアの各チャネルでの前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該測定対象エリアの全てのチャネルのスループットを測定する測定評価ステップと
を有することを特徴とする通信品質評価方法。
【請求項７】
前記送受信ステップは、前記無線ＬＡＮに接続された運用中のアクセスポイントを経由して前記受信機との相互接続を確立するステップをさらに有し、
前記測定評価ステップは、前記アクセスポイントが運用するチャネルでの当該アクセスポイントを経由した前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該チャネルのスループットを測定し、この測定したスループットと当該アクセスポイントを経由しないで当該チャネルでの当該受信機に対するデータの送信とその応答に基づき算出されたスループットとの比較に基づき当該アクセスポイントの通信品質を評価するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項６に記載の通信品質評価方法。
【請求項８】
前記測定評価ステップにおいては、
前記アクセスポイントを経由しないで算出された前記スループットの値が当該アクセスポイントを経由して算出された前記スループットの１／２の値と略同等である場合には当該アクセスポイントに通信品質の低下要因は無いと評価する一方で、
前記アクセスポイントを経由しないで算出された前記スループットの値が当該アクセスポイントを経由して算出された前記スループットの１／２の値よりも大きい場合には当該アクセスポイントに通信品質の低下要因が存在すると評価すること
を特徴とする請求項７に記載の通信品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の空間における無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信品質を評価するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮの通信品質は、周辺の無線ＬＡＮ／無線設備の利用状況、或いは構造物の存在によって変動することが知られているが、その状況を視覚的に確認するのが困難である。そのため、無線ＬＡＮアクセスポイントの新設や、無線ＬＡＮを含むＮＷ（ネットワーク）通信の故障切り分けの現場では、周辺環境における無線ＬＡＮの実行速度（以下、スループット）が、無線ＬＡＮの通信品質を確認するうえで重要な評価基準となる。
【０００３】
無線ＬＡＮのスループットを測定するためには、ネットワーク内に設置した測定用のサーバ、無線ＬＡＮアクセスポイントと、測定用の無線端末を必要とする。これらの設置に際し、ＩＰアドレスやサブネットマスク等のＮＷ設定を行うことに加え、運用中のネットワークを利用する際には、セキュリティの観点からＳＳＩＤやＷＰＡ認証等の無線ＬＡＮ接続に関する各種設定を行う必要があるため、非常に時間の要する作業となる。
【０００４】
そこで、特許文献１の評価技術は、測定用の機器と測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント以外の機器を不要として、ＩＰアドレスやサブネットマスク等のＮＷ設定及びＳＳＩＤやＷＰＡ認証等の無線ＬＡＮ接続に関する各種設定を行わずに、無線ＬＡＮの品質測定を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の仕組みによって得られる評価内容は、測定用の機器と無線ＬＡＮアクセスポイント間のリンク速度における理論上の最大スループットに対して、送信パケット数と、ＡＣＫ信号の受信数の割合を掛け合わせた推定値であり、無線パケットの送信待機時間、受信側におけるパケットの破損状況を考慮していない。そのため推定値は、実際の通信品質より常に高い値を示す。
【０００７】
さらに、測定用の機器に必要となる無線区間の再送信パケットを含めた送信パケット数と、ＡＣＫ信号の受信数をカウントする機能は、通常のパソコンやスマートフォン等のモバイル端末に存在しない機構を必要とするため、測定専用の機材が必要となる。
【０００８】
また、従来技術では、無線ＬＡＮアクセスポイントが運用している一つの周波数帯域（以下、チャネル）のみの測定となる。無線ＬＡＮアクセスポイントの管理主体によっては、チャネルを変更することも難しい場合も多いことから、測定を行ったエリア（以下、測定対象エリア）において、最もスループットの利用効率が高くなるチャネルを見出すことは困難であった。加えて、従来の測定系は、無線ＬＡＮアクセスポイントを含んだ構成となるため、スループット低下の要因が、無線ＬＡＮアクセスポイントの性能不足によるものか、チャネルの混在によるものか見分けることができない。
【０００９】
本発明は、上記の事情を鑑み、サーバ装置等のＮＷ機器及びＮＷ設定等を必要とせずに測定対象エリアで最もスループットの利用効率が高いチャネルを探索し、提示すること、及び無線ＬＡＮの通信品質の低下要因を特定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、無線ＬＡＮの測定対象エリアにおいて受信機との相互接続を確立させて当該エリアの各チャネルでの当該受信機とのデータの送受信により当該無線ＬＡＮにおける全てのチャネルのスループットを算出し、評価する。
【００１１】
本発明の装置としての態様は、無線ＬＡＮの測定対象エリアの通信品質評価を行う通信品質評価装置であって、無線ＬＡＮを介して受信機との相互接続を確立させる送受信手段と、前記無線ＬＡＮの測定対象エリアの各チャネルでの前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該測定対象エリアの全てのチャネルのスループットを測定する測定評価手段を備える。
【００１２】
本発明の方法としての態様は、コンピュータが無線ＬＡＮの測定対象エリアの通信品質評価を行う通信品質評価方法であって、無線ＬＡＮを介して受信機との相互接続を確立させる送受信ステップと、前記無線ＬＡＮの測定対象エリアの各チャネルでの前記受信機に対するデータの送信とその応答に基づき当該測定対象エリアの全てのチャネルのスループットを測定する測定評価ステップを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サーバ装置等のＮＷ機器及びＮＷ設定等を必要とせずに無線ＬＡＮの測定対象エリアにて最もスループットの利用効率が高いチャネルを探索し、提示できる。加えて、無線ＬＡＮの通信品質の低下要因が、無線ＬＡＮアクセスポイントによるものか、チャネルの混雑によるものかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における送信機のブロック構成図。
【図２】同実施形態の送信機及び受信機を含んだ無線ＬＡＮの測定対象エリアの構成図。
【図３】実施例１の送信機によるスループット測定のフローチャート。
【図４】実施例１における送信機と受信機の動作を説明したシーケンス図。
【図５】実施例１の送信機における設定項目の一例。
【図６】実施例２の送信機、受信機及びアクセスポイントを含んだ無線ＬＡＮの測定対象エリアの構成図。
【図７】実施例２における送信機による通信品質の評価のフローチャート。
【図８】実施例２における送信機と受信機の動作を説明したシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
［概要］
図２に示された本実施形態の送信機１は、無線ＬＡＮの測定対象エリアのネットワーク３を介して相互接続された受信機２とのデータ通信によりネットワーク３における全てのチャネルのスループットを算出する。そして、最もスループットの利用効率が高いチャネルを提示する。また、図６に示したＮＷ網５に属する運用中の無線ＬＡＮアクセスポイント４を介したスループットの測定評価により無線ＬＡＮアクセスポイント４における通信品質の低下の見極めを行う。
【００１７】
［各装置の構成］
送信機１、受信機２は、いずれも測定対象エリアに容易に持ち運べるスマートフォン、パソコンなどのモバイル機器が該当する。また、無線ＬＡＮの機能として、無線ＬＡＮのＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ接続が可能なアドホック接続やＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ機能を有することを条件とする。以下に、それぞれの機器に必要な機能を示す。
【００１８】
送信機１は、受信機２と無線ＬＡＮ接続し、ＵＤＰ／ＴＣＰ等のパケットを送信する機能を備える。また、接続する受信機２の選択や、測定方法の設定、測定結果の表示を行うユーザインタフェースを備える。
【００１９】
受信機２は、送信機１と無線ＬＡＮ接続し、ＵＤＰ／ＴＣＰ等のパケットを受信する機構を備える。そして、無線ＬＡＮ接続の際には、ソフトウェアアクセスポイント（以下、「ソフトウェアＡＰ」）として動作する機能を有する。
【００２０】
［送信機１の各機能部］
送信機１は、ＣＰＵ，主記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ等），補助記憶装置（ハードディスクドライブ装置，ソリッドステートドライブ装置等）などのハードウェアリソースを備える。そして、このハードウェアリソースとソフトウェアリソース（ＯＳ，アプリケーションなど）との協同の結果、図１に示した設定部１１，送受信部１２及び測定評価部１３を実装する。
【００２１】
設定部１１は、送信機１と受信機２とのＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ接続を確立するためのＩＰアドレスやサブネットマスク等のＮＷ設定、及びＳＳＩＤやＷＰＡ認証等の無線ＬＡＮ接続に関する各種設定を行う。また、スループットの測定内容の設定を行う。
【００２２】
送受信部１２は、ネットワーク３における受信機２を探索し、検出した受信機２と無線ＬＡＮによるＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ接続を確立する。また、同機能部１２は、受信機２へのスループットの測定内容の送信とその応答、測定評価部１３から指定されたスループットの測定対象のチャネルへの変更指示を受信機２に送信する。さらに、同機能部１２は、スループットの測定に供する測定データ（パケット）の受信機２への送信とこの受信機２からの応答を行う。
【００２３】
測定評価部１３は、前記測定対象エリアのネットワーク３の各チャネルでの受信機２に対するデータの送信とその応答に基づきネットワーク３における全てのチャネルのスループットを測定する。また、同機能部１３は、スループットの測定対象のチャネルを指定して受信機２に対する当該チャネルへの変更指示を送受信部１２に供する。尚、スループットの測定にあたり、例えば、前記測定対象エリアのチャネルにて伝送帯域及び送信時間を指定して受信機２にデータを送信した場合に当該送信時間当たりの受信機２が受信したデータ量を当該チャネルのスループットとして算出する。または、前記データのサイズを指定して前記測定対象エリアのチャネルにて当該データを送信した場合に当該データの送信に要した時間当たりの当該データのサイズを当該チャネルのスループットとして算出する。
【００２４】
以下に送信機１の具体的な実施例について説明する。
【００２５】
［実施例１］スループットの測定
図１〜５を参照しながら送信機１によるスループットの具体的な測定方法の手順について説明する。本測定方法は、例えば、無線ＬＡＮアクセスポイントの新設や、無線ＬＡＮを含むＮＷ通信の故障切り分けの現場でのスループットの測定に適用される。
【００２６】
Ｓ１０１：設定部１１は、送信機１と受信機２とをＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒで接続するため、ＩＰアドレスやサブネットマスク等のＮＷ設定、及びＳＳＩＤやＷＰＡ認証等の無線ＬＡＮ接続に関する各種設定を予め一意の設定を行う。また、スループットの測定内容の設定を行う。測定を行う環境や場所、異なる案件に対して、設定操作を行う必要はない。尚、送信機１、受信機２が複数の無線ＬＡＮインタフェース、或いは複数の帯域（２．４ＧＨｚ／５ＧＨｚ）を有する場合は、測定を実行する無線ＬＡＮで接続するものとする。
【００２７】
Ｓ１０２：送受信部１２は、受信機２を検索し、受信機２からの検索応答を受信すると、無線ＬＡＮによる送信機１と受信機２とのＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ接続を確立する。この接続は、無線ＬＡＮのアドホック接続やＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ等の接続方法により実行する。送信機１と受信機２とがＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒで接続を確立すると、送信機１によるスループットの測定操作が可能になる。
【００２８】
Ｓ１０３：送受信部１２は、スループットの測定内容を含んだ電文を受信機２に送信する。この測定内容は、送信機１のユーザインタフェースを用いて、予め設定する必要があり、その設定項目の一例を図５に示す。測定内容を含んだ電文を受信した受信機２は、スループットの測定で利用するプロトコル等の要件を受信機２自身が満たしているか否かを確認し、その確認結果の電文を送信機１に返信する。
【００２９】
受信機２において前記要件を満たしていないと判断された場合、送信機１はスループットの測定を中止する。改めて、スループットの測定を行う場合、送信機１は前記要件を満たす測定内容の設定を行う。
【００３０】
Ｓ１０４：送受信部１２は、受信機２から前記要件を満たしていることの受領応答を受けると、受信機２に対してスループットの測定を行うチャネルを指定する電文を送信する。この電文を受信した受信機２は、指定されたチャネル（測定を行うチャネル）へ変更する。
【００３１】
受信機２がチャネルの変更を行うと、送信機１，受信機２間の無線ＬＡＮ／ＮＷ接続が切断されるので、送受信部１２は受信機２に再接続を要求する。この再接続の要求は、受信機２との無線ＬＡＮ／ＮＷ接続が復旧するか或いは一定時間が経過するまで実施する。
【００３２】
受信機２が指定チャネル（測定を行うチャネル）への変更を完了し、送信機１と受信機２間の無線ＬＡＮ／ＮＷ接続が復旧すると、送信機１は図５に示された測定方法として定められたプロトコルに従って受信機２とのセッションを確立する。
【００３３】
Ｓ１０５：セッションが確立された後、送受信部１２は受信機２に測定データを送信する。そして、測定評価部１３は前記指定したチャネルのスループットを測定する。スループットの測定は、測定データの送信方法によって異なるため、以下に例示する計算式によって行われる。
【００３４】
伝送帯域及び送信時間を指定して測定データを送信した場合、「スループット＝送信時間内に受信したデータ量／送信時間」の計算によってスループットを計算する。
【００３５】
データサイズを指定して測定データを送信した場合、「スループット＝データサイズ／送信に要した時間」の計算によってスループットを計算する。
【００３６】
Ｓ１０６：１つのチャネルのスループットの測定が完了すると、再び、送受信部１２は測定を行うチャネル（先の測定とは異なるチャネル）への変更を指示する電文を受信機２に送信する。以降は、図５の測定内容で示した全てのチャネルのスループット測定が完了するまでＳ１０４〜Ｓ１０６の処理が繰り返し実行される。
【００３７】
Ｓ１０７：全てのチャネルのスループットの測定が完了すると、送信機１は当該スループットの測定結果を出力表示する。
【００３８】
以上の実施例１によれば、無線ＬＡＮアクセスポイント、サーバ装置等のＮＷ機器、及びＮＷ設定等を必要とせずに、測定対象エリアであるネットワーク３の全チャネルでスループットによる無線区間の品質評価を行える。また、ネットワーク３において最もスループットの利用効率が高いチャネルを提示できる。
【００３９】
［実施例２］通信品質の評価
図６〜８を参照しながら送信機１を用いて、測定対象のＮＷ網５の無線ＬＡＮアクセスポイント４における通信品質の低下を見極める評価方法の事例について説明する。
【００４０】
Ｓ２０１：送信機１及び受信機２をＮＷ網５に属させるために、送信機１及び受信機２においてＩＰアドレスやサブネットマスク等のＮＷ設定、及び測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント４に帰属するためのＳＳＩＤやＷＰＡ認証等の無線ＬＡＮ接続に関する設定が行われる。これによって、送信機１と受信機２は、無線ＬＡＮアクセスポイント４に接続した後に、無線ＬＡＮアクセスポイント４を通じたＩＰ通信が可能となる。
【００４１】
Ｓ２０２：送信機１及び受信機２を無線ＬＡＮアクセスポイント４に接続させる。
【００４２】
Ｓ２０３：送信機１の測定評価部１３は、送信機１−無線ＬＡＮアクセスポイント４−受信機２区間のスループットの測定を行う。この時、送信機１が無線ＬＡＮアクセスポイント４経由で受信機２に測定内容を含んだ電文を送る過程から前記スループットの算出する過程に至るまでは前述の実施例１のＳ１０３〜Ｓ１０５と同様の方法でスループットの計算が実行される。但し、本ステップでは、測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント４が運用しているチャネルのみでスループット測定を実施するものとし、送信機１、受信機２での測定チャネルの変更は行わない。
【００４３】
Ｓ２０４：測定評価部１３は、Ｓ２０３で測定した送信機１−無線ＬＡＮアクセスポイント４−受信機２区間のスループットと無線ＬＡＮアクセスポイント４が運用しているチャネルでの前記Ｓ１０３〜Ｓ１０６で測定したスループットとを比較する。そして、例えば、以下の基準によって、無線ＬＡＮアクセスポイント４が通信品質の低下要因か否かを見極める（以下、測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント４がＸチャネルで運用しているものとして記述する）。
【００４４】
「実施例１のＸ［ｃｈ］のスループットの値≒実施例２のＸ［ｃｈ］のスループット／２の値」である場合、「無線ＬＡＮアクセスポイント４に通信品質の低下要因は無い」と評価する。
【００４５】
但し、実施例１のスループット測定結果において、「実施例１のＸ［ｃｈ］以外のスループットの値＞実施例１のＸ［ｃｈ］のスループットの値」である場合には、測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント４の運用チャネルを見直すことにより、通信品質の改善が見込める。
【００４６】
「実施例１のＸ［ｃｈ］のスループットの値＞実施例２のＸ［ｃｈ］のスループット／２の値」である場合、「無線ＬＡＮアクセスポイント４に通信品質の低下要因が存在する」と評価する。
【００４７】
以上のＳ２０１〜Ｓ２０４で得られた評価結果は送信機１において出力表示される。
【００４８】
以上の実施例２においては、測定対象のＮＷ網５に応じて、送信機１及び受信機２にＮＷ設定や無線ＬＡＮ接続設定を必要となるが、実施例１と組合せることで、無線ＬＡＮ区間の品質測定だけでなく、運用中の無線ＬＡＮアクセスポイント４における通信品質の低下を見極めることが可能となる。
【００４９】
［本実施形態の効果］
以上の送信機１によれば、測定端末間（送信機１，受信機２間）でＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒでの測定構成となり、無線ＬＡＮアクセスポイント、サーバ装置等の一切のネットワーク機器を必要とせずに、任意の測定対象エリアで無線ＬＡＮの全チャネルにおけるスループット測定を可能とする。したがって、無線ＬＡＮアクセスポイントを新設する際のチャネル設計作業の稼働削減を図る。
【００５０】
特に、実施例２においては、運用中の無線ＬＡＮアクセスポイント４が運用するチャネルでの当該アクセスポイント４を経由した受信機２に対するデータの送信とその応答に基づき当該チャネルのスループットが測定される。そして、この測定されたスループットと無線ＬＡＮアクセスポイント４を経由しないで前記チャネルでの受信機２に対するデータの送信とその応答に基づき算出されたスループットとの比較に基づき当該アクセスポイント４の通信品質が評価される。したがって、運用中の無線ＬＡＮアクセスポイント４を停止せずに、迅速な無線ＬＡＮ区間の故障切り分け及び当該アクセスポイント４の故障切り分けの見極めが可能となる。また、測定対象の無線ＬＡＮアクセスポイント４が運用しているチャネルのスループットの測定が実行されるので、実施例１でのようなチャネル変更が不要となる。
【００５１】
［プログラム等］
本発明は、送信機１を構成する上記の機能部１１〜１３の一部若しくは全てとしてコンピュータを機能させるプログラムで構成しこれを当該コンピュータに実行させることにより実現できる。または、送信機１が実行する上記のステップＳ１０１〜Ｓ１０７，Ｓ２０１〜Ｓ２０４の一部若しくは全てをコンピュータに実行させるプログラムで構成しこれを当該コンピュータに実行させることにより実現できる。そして、このプログラムをそのコンピュータが読み取り可能な周知の記録媒体（例えば、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）に格納して提供できる。または、前記プログラムをインターネットや電子メール等でネットワークを介して提供できる。
【符号の説明】
【００５２】
１…送信機（通信品質評価装置）
２…受信機
３…ネットワーク
４…無線ＬＡＮアクセスポイント（アクセスポイント）
５…ＮＷ網
１１…設定部
１２…送受信部（送受信手段）
１３…測定評価部（測定評価手段）
【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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