(57)【要約】【課題】  通信レートが良好な通信方式を選択した場合であっても、通信帯域の空きが少ない場合、実行スループットが落ちてしまうという問題が起こりうる。【解決手段】  通信品質の評価項目として、通信レートのほか、通信帯域の空き具合を評価するパラメータとして新たに送信可能帯域幅を追加し、通信レートと送信可能帯域幅の両方を評価して算出した通信品質評価点により、実行スループットが最大となる通信方式を選択することとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる通信方式である第１の通信方式と第２の通信方式を選択的に切り替えて通信を行う基地局及び端末局を含む通信システムで実行される通信方式選択方法において、
前記第１の通信方式及び前記第２の通信方式の通信レートを取得する通信レート取得処理と、
前記第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、前記第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める送信可能周波数帯域幅計算処理と、
前記通信レート取得処理により取得された前記第１の通信方式の通信レート、前記送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた前記第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第１の通信方式の通信品質評価点を求め、前記通信レート取得処理により取得された前記第２の通信方式の通信レート、前記送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた前記第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第２の通信方式の通信品質評価点を求める通信品質評価処理と、
この通信品質評価処理の結果、前記第１の通信方式と前記第２の通信方式のうち、前記通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する選択処理とを含むことを特徴とする通信方式選択方法。
【請求項２】
選択処理により選択された候補通信方式の通信品質評価点と、現在使用されている使用通信方式の通信品質評価点の差分を所定の閾値と比較することにより、前記候補通信方式を前記使用通信方式に切り替えるか判断する通信方式切替判定処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方式選択方法。
【請求項３】
異なる通信方式である第１の通信方式と第２の通信方式を選択的に切り替えて通信を行う基地局において、
前記第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、前記第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める処理と、
前記第１の通信方式の通信レートと前記第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第１の通信方式の通信品質評価点を求め、前記第２の通信方式の通信レートと前記第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、
前記第１の通信方式と前記第２の通信方式のうち、前記通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行することを特徴とする基地局。
【請求項４】
異なる通信方式である第１の通信方式と第２の通信方式を選択的に切り替えて通信を行う端末局において、
前記第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、前記第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、前記第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を基地局より受信する処理と、
前記第１の通信方式の通信レートと前記第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第１の通信方式の通信品質評価点を求め、前記第２の通信方式の通信レートと前記第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて前記第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、
前記第１の通信方式と前記第２の通信方式のうち、前記通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行することを特徴とする端末局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の通信方式を選択して通信可能な通信システムで使用される通信方式選択方法に関するものであり、この通信方式選択方法を実行する基地局及び端末局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線通信方式を選択して通信可能な通信システムは、無線通信装置間で通信可能な状態にある通信方式の中から通信レートの最も高い通信方式を選択し、以後は、使用中の通信方式が通信困難な状況に陥った時、例えば対向無線通信装置が圏外に外れた時等に、通信方式の再選択を行う。通信困難な状況の判断は、ＢＥＲ(Bit Error Rate)やＰＥＲ(Packet Error Rate)を基に通信状況を定期的に監視する事で判断する。たとえば、特許文献１には、無線通信方式として、無線ＬＡＮ（Local Area Network）とＰＡＮ（Personal Area Network）の２種を選択して通信する無線通信システムであって、各通信方式におけるＢＥＲやＰＥＲのような通信品質と、ＰＡＮの通信飛距離を考慮して、最良の通信方式の選択を行う通信システムが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０１４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の通信方式選択手段では、通信方式選択時の通信品質評価に通信レートを主に用いていた。このため、通信レートが良好な通信方式を選択した場合であって、その通信方式における通信帯域の空きが少ない場合、通信レートは最良ではないものの通信帯域の空きが多い他の通信方式に比べて、実行スループットが落ちてしまうという問題が起こりうる。この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、実効スループットを最大とするような通信方式を選択出来るようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る通信方式選択方法は、第１の通信方式及び第２の通信方式の通信レートを取得する通信レート取得処理と、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める送信可能周波数帯域幅計算処理と、通信レート取得処理により取得された第１の通信方式の通信レート、送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、通信レート取得処理により取得された第２の通信方式の通信レート、送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める通信品質評価処理と、この通信品質評価処理の結果、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する選択処理とを含むものである。
【０００６】
本発明に係る基地局は、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める処理と、第１の通信方式の通信レートと第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、第２の通信方式の通信レートと第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行するものである。
【０００７】
本発明にかかる端末局は、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を基地局より受信する処理と、第１の通信方式の通信レートと第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、第２の通信方式の通信レートと第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る通信方式選択方法は、第１の通信方式及び第２の通信方式の通信レートを取得する通信レート取得処理と、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める送信可能周波数帯域幅計算処理と、通信レート取得処理により取得された第１の通信方式の通信レート、送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、通信レート取得処理により取得された第２の通信方式の通信レート、送信可能周波数帯域幅計算処理により求められた第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める通信品質評価処理と、この通信品質評価処理の結果、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する選択処理とを含むので、実効スループットが最大となるような通信方式を選択することが出来るという効果を奏する。
【０００９】
本発明に係る基地局は、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を求める処理と、第１の通信方式の通信レートと第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、第２の通信方式の通信レートと第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行するので、実効スループットが最大となるような通信方式を選択することが出来るという効果を奏する。
【００１０】
本発明にかかる端末局は、第１の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第１の通信方式を用いた送信に使用可能な第１の送信可能周波数帯域幅、第２の通信方式に割り当てられた周波数帯域幅のうち、第２の通信方式を用いた送信に使用可能な第２の送信可能周波数帯域幅を基地局より受信する処理と、第１の通信方式の通信レートと第１の送信可能周波数帯域幅とを用いて第１の通信方式の通信品質評価点を求め、第２の通信方式の通信レートと第２の送信可能周波数帯域幅とを用いて第２の通信方式の通信品質評価点を求める処理と、第１の通信方式と第２の通信方式のうち、通信品質評価点が通信品質が良好であることを示す通信方式を候補通信方式として選択する処理とを実行するので、実効スループットが最大となるような通信方式を選択することが出来るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。図１は本発明に係る無線通信システムの構成を示す説明図である。
【００１２】
図１の無線通信システムは、無線通信装置(基地局)１と無線通信装置(端末局)２の間で通信を行う。基地局１と端末局２は、それぞれ通信方式ａ及び通信方式ｂの２つの通信機能を持ち、実効スループットが最大となる通信方式を用いて通信を実行する。基地局１は、通信方式ａで通信を行う基地局機能３と通信方式ｂで通信を行う基地局機能４を持ち、端末局２は、通信方式ａで通信を行う端末局機能５と通信方式ｂで通信を行う端末局機能６を持つ。通信方式ａによる通信は基地局機能３と端末局機能５の間で、通信方式ｂによる通信は基地局機能４と端末局機能６の間で実行される。図１の無線通信システムでは、選択可能な通信方式の数は２つであるが、本発明を適用する無線通信システムの通信方式の数は３つ以上でも良いものとする。
【００１３】
図２は、本発明に係る基地局による通信方式選択処理及び通信品質評価処理を示すフローチャートである。図３は、本発明に係る移動通信端末（端末局）による通信方式選択処理を示すフローチャートである。本実施例において、送信可能帯域幅は、送信可能帯域の全通信帯域に占める割合とする。基地局１における送信可能帯域幅は、端末局２との通信ごとに計算する。通信方式ａの送信可能帯域幅は、通信方式ａの空き通信帯域幅と基地局機能３が送信中の帯域幅を加算したものを通信方式ａの全通信帯域幅で割ることにより計算する。また、通信方式ｂの送信可能帯域幅は、通信方式ｂの空き通信帯域幅と基地局機能４が送信中の帯域幅を加算したものを通信方式ｂの全通信帯域幅で割ることにより計算する。
【００１４】
端末局２における送信可能帯域幅は、通信方式ａを使用している場合には、通信方式ａの空き通信帯域幅と端末局機能５が送信中の帯域幅を加算したものを通信方式ａの全通信帯域幅で割ることにより、通信方式ａの送信可能帯域幅を計算する。通信方式ｂを使用している場合には、通信方式ｂの空き通信帯域幅と端末局機能６が送信中の帯域幅を加算したものを通信方式ｂの全通信帯域幅で割ることにより、通信方式ｂの送信可能帯域幅を計算する。
【００１５】
通信方式ごとの通信品質評価点は、通信レートに送信可能帯域幅を乗じて計算する。また、通信レートは、本実施例では、基地局１、端末局２に実装された算出機能を使用して算出する。空き通信帯域幅は、基地局１に実装された算出機能を使用して算出したものを、端末局２へ制御メッセージにて通知するものとする。上記説明のように、本実施例における通信品質評価について、送信可能帯域幅、通信品質評価点、通信レート、及び空き通信帯域の計算幅は求められる。
【００１６】
以下、図２を参照して、基地局による通信方式選択処理及び通信品質評価処理を説明する。図２（ａ）のフローチャートに示されるとおり、基地局１は、通信方式選択処理を開始すると（ステップ１）、通信方式ａと通信方式ｂの空き通信帯域幅を計算する(ステップ２)。ステップ２で計算された通信方式ａの空き通信帯域幅、通信方式ｂの空き通信帯域幅は、制御メッセージにて、それぞれ、通信方式ａを使用している端末局ないし通信方式ｂを使用している端末局に送信される（ステップ３、ステップ４）。通信品質評価を行うと（ステップ５）、通信品質評価周期の時間経過待ちを行い、次に通信品質評価を行うべき時まで待機する。
【００１７】
ステップ５の通信品質評価処理の詳細は、図２（ｂ）のフローチャートに示される。基地局１は通信品質評価処理を開始すると（ステップ７）、各端末局との通信ごとに通信方式ａ、通信方式ｂの通信レートを取得し（ステップ８）、各端末局との通信ごとに通信方式ａ、通信方式ｂの送信可能帯域幅を計算する（ステップ９）。そして、基地局１は、ステップ８で求めた通信レートと、ステップ９で求めた送信可能帯域幅を用いて、各端末局との通信ごとに通信方式ａ、通信方式ｂの通信品質評価点を計算する（ステップ１０）。この通信品質評価点に基づいて、基地局１は、各端末局との通信ごとに通信方式ａ、通信方式ｂについて、通信品質評価点が最高の通信方式を選択して（ステップ１１）、通信品質評価を終了する（ステップ１２）。
【００１８】
以下、図３を参照して、端末局による通信方式選択処理及び通信品質評価処理を説明する。図３（ａ）のフローチャートに示されるとおり、端末局２は、通信方式選択処理を開始すると（ステップ１）、基地局１からの制御メッセージを受信するのを待つ(ステップ２)。ステップ２の処理内容は、図３（ｂ）のフローチャートに示される。すなわち、制御メッセージの受信待ちを開始すると（ステップ５）、制御メッセージ受信待ちタイマーが起動される（ステップ６）。通信方式ａ、ｂ両方の制御メッセージを受信したことを検出すると（ステップ７でＹｅｓ）、制御メッセージ受信待ちタイマーが停止され（ステップ８）、一連の処理が終了する（ステップ１０）。一方、通信方式ａ、ｂ両方の制御メッセージを受信していない場合、あるいは一方の通信方式の制御メッセージのみ受信した場合には（ステップ７でＮｏ）、制御メッセージ受信待ちタイマーがタイムアウトしていないか確認され（ステップ９）、タイムアウトしていない場合（ステップ９でＮｏ）、ステップ７が実行される。タイムアウトした場合（ステップ９でＹｅｓ）、ステップ１０に移り、処理が終了する。
【００１９】
ステップ３において制御メッセージを受信すると、ステップ４において、通信品質評価処理が実行される。ステップ４の通信品質評価処理の処理内容は、図３（ｃ）のフローチャートに示される。端末局２は通信品質評価処理を開始すると（ステップ１１）、通信方式ａ、ｂの制御メッセージを両方とも受信しているか判断する（ステップ１２）。通信方式ａ、ｂの制御メッセージを受信した場合には（ステップ１２でＹｅｓ）、通信方式ａ、通信方式ｂの通信レートを取得し（ステップ１３）、通信方式ａ、通信方式ｂの送信可能帯域幅を計算し（ステップ１４）、通信方式ａ、通信方式ｂの通信品質評価点を計算する（ステップ１５）。この通信品質評価点に基づいて、端末局２は、通信品質評価点が最高の通信方式を選択して（ステップ１６）、この選択された通信方式（選択通信方式）を、現在の通信に使用されている通信方式から切り替えられる候補である候補通信方式として決定し、通信品質評価を終了する（ステップ１７）。一方、ステップ１２において、通信方式ａ、ｂの制御メッセージを両方とも受信していない場合（例えば、通信方式ａ、ｂのうちいずれか一方の制御メッセージのみ受信した場合）、制御メッセージを受信した通信方式を候補通信方式とする（ステップ１８）。
【００２０】
図４は、本発明に係る無線通信システムにおける基地局及び移動通信端末間の制御メッセージ、ユーザデータの通信を示す説明図である。図４において、通信方式ａ、ｂの制御メッセージが基地局から端末局に送信され、端末局で通信品質を評価する。端末局における通信品質を評価した結果は評価結果１に示されるとおりである。つまり、通信方式ａ、ｂそれぞれの（通信レート、送信可能帯域幅、通信品質評価点）は、通信方式ａが（５４Ｍｂｐｓ、０．８、４３．２）、通信方式ｂが（３６Ｍｂｐｓ、０．９、３２．４）となる。この評価結果１によると、通信レート単独でも、本願発明のごとく、通信レートのほか送信可能帯域幅を考慮して評価された通信品質評価点を用いる場合でも、いずれも通信方式ａが使用通信方式として選択されることになる。通信品質評価周期が経過するまで、基地局と端末局は通信方式ａを用いてユーザデータを送受信する。
【００２１】
通信品質評価周期が経過すると、再度、基地局から端末局に対して通信方式ａ、ｂの制御メッセージが送信され、端末局は通信品質を評価する。この評価結果は評価結果２に示されるとおりである。つまり、通信方式ａ、ｂそれぞれの（通信レート、送信可能帯域幅、通信品質評価点）は、通信方式ａが（５４Ｍｂｐｓ、０．１、５．４）、通信方式ｂが（３６Ｍｂｐｓ、０．９、３２．４）となる。評価結果２は、通信方式ａの送信可能帯域幅が０．８から０．１に変化した状況における評価結果を示す。この評価結果２によると、従来のように、通信レート単独で選択すると、通信方式ａが候補通信方式となるが、本願発明のごとく、通信レートのほか送信可能帯域幅を考慮して評価された通信品質評価点を用いる場合、通信品質評価点が５．４点の通信方式ａではなく、３２．４点の通信方式ｂが候補通信方式となる。
【００２２】
上記説明のように、本発明の通り送信可能帯域幅を評価項目に組み込み、通信品質評価点を評価することで、実効スループットが最大となる通信方式ｂが選択されるという効果を奏する。
【００２３】
実施の形態２．
上記説明の実施の形態１に係る通信方式選択方法は、通信品質の評価項目に、通信帯域の空き具合を評価するパラメータとして新たに送信可能帯域幅を追加し、通信レートと送信可能帯域幅の両方を評価して算出した通信品質評価点により、実行スループットが最大となる通信方式を選択するものである。しかし、通信方式ａとｂを切り替える処理を頻繁に実行した場合、通信方式切替処理のオーバーヘッド増加により、実行スループットが低下するという問題が発生する。そこで、通信方式切替処理のオーバーヘッド増加による実行スループット低下を抑制するために、通信方式切替判定処理を行うこととした。つまり、通信品質評価処理により選択された選択通信方式であって、かつ、切り替えられれば次の使用通信方式となりうる「候補通信方式」と、現在使用中の使用通信方式との通信品質を比較し、候補通信方式と使用通信方式の通信品質が同程度と判断した場合には、通信方式の切替を実施しないことにより、通信方式切替処理のオーバーヘッド増加による実行スループット低下を抑制することができる。
【００２４】
図５は、本発明に係る通信方式選択方法が実行する通信方式切替判定処理を示すフローチャートである。図５のステップ２において無線通信品質を評価し、ステップ３において、現在使用中の使用通信方式の通信品質評価点が最高点かどうか判断する。使用通信方式の通信品質評価点が最高なら、通信方式を切り替える必要はないので、ステップ４において、選択する通信方式を現在の通信方式（つまり、現在通信に使用している使用通信方式）とし、ステップ８にて通信品質評価周期の時間経過待ちを行う。一方、ステップ３において、現在使用中の使用通信方式の通信品質評価点が最高点かどうか判断した結果、使用通信方式の通信品質評価点が候補通信方式の通信品質評価点よりも低い場合（ステップ３でＮｏ）、通信方式を切り替える必要があるか判定を行う（ステップ５）。ステップ５において、まず、候補通信方式と現在使用している使用通信方式の通信品質評価点の差分を求める。次に、候補通信方式と使用通信方式の通信品質評価点の差分と切替閾値を比較し、例えば、通信品質評価点の差分が切替閾値よりも小さい場合（ステップ５でＹｅｓ）、両通信方式を切り替えなくても問題はないと判断し、ステップ４と同様、選択する通信方式を現在の通信方式とする（つまり、現在の使用通信方式で通信を継続する）。
【００２５】
候補通信方式と使用通信方式の通信品質評価点の差分と切替閾値を比較し、例えば、通信品質評価点の差分が切替閾値よりも大きい場合（ステップ５でＮｏ）、選択する通信方式を通信品質評価点が最も高い候補通信方式とし、現在の使用通信方式に代えて候補通信方式に切り替える。上記説明のとおり、通信方式切替判定機能は、通信品質の高い方式に切替える事で通信品質が高まるよりも、通信方式切替処理のオーバーヘッド増加による通信品質低下の影響の方が大きくなる場合に有効である。例えば、通信方式ａと通信方式ｂの間で頻繁に切替が発生しているが、通信方式ａと通信方式ｂの通信品質が同程度の場合である。このような場合に通信方式切替判定機能を使用すると、図５の判定処理７により現在使用中の通信方式が継続使用され、通信方式切替処理のオーバーヘッド増加による通信品質低下を抑制する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る無線通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る基地局による通信方式選択処理及び通信品質評価処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る移動通信端末による通信方式選択処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る無線通信システムにおける基地局及び移動通信端末間の制御メッセージ、ユーザデータの通信を示す説明図である。
【図５】本発明に係る通信方式選択方法が実行する通信方式切替判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  無線通信装置(基地局)、２  無線通信装置(端末局)、３  通信方式aの基地局機能、
４  通信方式aの基地局機能、５  通信方式aの端末局機能、６  通信方式bの端末局機能、
７  最高評価点の通信方式と現在の通信方式の評価点が同程度かを判定する処理
【図１】
2009017275.tif 000003
【図２】
2009017275.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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