JP2001136100A - 情報通信処理方式 - Google Patents

情報通信処理方式

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JP2001136100A
JP2001136100A JP31342299A JP31342299A JP2001136100A JP 2001136100 A JP2001136100 A JP 2001136100A JP 31342299 A JP31342299 A JP 31342299A JP 31342299 A JP31342299 A JP 31342299A JP 2001136100 A JP2001136100 A JP 2001136100A
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slave station
slave
station
signal
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Mitsunori Oya
光功 大屋
Shinichi Tokumitsu
伸一 徳光
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Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信エリアに存在する複数の子局からの応答
信号に衝突を抑制し、要求信号の再送による総処理時間
の短縮化を図る。 【解決手段】 親局401と、親局401と非接触で情報通信
を行う複数の子局402とから構成される情報通信処理方
式であって、子局402が、親局401が複数の子局に対して
送信した信号に対して応答する応答信号を送信する際
に、子局402に備えられたデータ送信検出部415により、
他の子局が応答信号を送信したことを検知した場合に、
子局が応答信号の送信をとりやめることにより、複数の
子局の応答信号の衝突を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は親局（リーダライ
タ）と子局（非接触タグ）間の情報通信処理方式に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、テレホンカードや乗車券のみなら
ず、ＦＡや物流等においても非接触で親局との情報のや
りとりが行われてきている。
【０００３】非接触の情報通信では、通信エリアに存在
する複数枚の乗車券等の子局と同時に通信できるという
利点をもつことから、今後も幅広い分野で利用されるこ
とが考えられる。
【０００４】ここで、親局と複数の子局との電磁誘導方
式等を利用した情報通信において、親局の要求信号に対
して、複数の子局が応答信号を送信する際に、複数の子
局が同一タイミング送信したために、親局が子局からの
信号を得ることができないといった衝突が発生する。
【０００５】そこでこの衝突を防止する方法として、子
局が応答信号を送信する際の送信時間を一定間隔に分割
（タイムスロット）し、各子局がその複数のタイムスロ
ットの中からランダムに１つの期間を選択して応答信号
を送信することにより、複数の子局から送信される応答
信号をタイムスロットごとにばらつかせ、衝突を回避さ
せるという通信方式がある。
【０００６】以下、従来の情報通信処理方式について図
７を用いて説明する。
【０００７】図７は、親局701と複数の子局、ここでは
子局Ａ702、子局Ｂ703、子局Ｃ704、子局Ｄ705の4枚の
子局との情報通信処理を示したものである。
【０００８】親局701から送信された要求信号706を受信
した各子局は、子局内でランダムに決定されたタイムス
ロットで応答信号を送信し、ここでは子局Ａ702はタイ
ムスロット１で応答信号Ａ707を送信し、子局Ｂ703、子
局Ｃ704、子局Ｄ705はタイムスロット２で応答信号Ｂ70
8、Ｃ709、Ｄ710を送信する。このとき親局701は、衝突
が発生しなかった応答信号Ａ707を受信できるが、衝突
が発生した応答信号Ｂ708、Ｃ709、Ｄ710はすべて受信
できない。このため、親局701は応答信号を受信できな
かった子局Ｂ703、子局Ｃ704、子局Ｄ705のすべてに対
して要求信号711を再送する必要がある。
【０００９】２度目の要求信号711を受信した各子局
は、再度ランダムに決定されたタイムスロットで応答信
号を送信するが、一度応答信号を受信できた子局Ａ702
に対しては２度目の要求信号711に対する応答信号を返
送させないように、２度目に送信する要求信号711に子
局Ａ702が応答しないような情報を付加することによ
り、子局Ａ702は応答信号を再送せず、応答信号を送信
する子局が減るために、衝突する確率は低減される。
【００１０】しかしながら、応答信号Ｂ712と応答信号
Ｄ714が未だ衝突する場合があるため、応答信号が衝突
した子局Ｂ703、子局Ｄ705それぞれに対して再度要求信
号を送信する必要がある。
【００１１】このように、親局が複数回、要求信号を再
送することにより、子局が応答タイミング変更すること
により衝突した子局からの応答信号を得ることができる
ことから、再送回数を増やすという手法により子局から
の応答信号を受信することが可能となる。
【００１２】その他、衝突を減らすための手法として、
子局の数に対応できる程度までタイムスロット数を増や
すことにより、子局から送信される応答信号の衝突する
確率を低減させることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、タイム
スロットを使用しても複数の子局が同一のタイムスロッ
トに応答信号を送信する場合が発生する。とりわけこの
状況は子局の数が増えるにつれて顕著に現れる。
【００１４】しかし、電磁誘導方式等を使用した親局と
子局間の非接触での通信は、移動している時間内に同時
通信を行うといった特徴を利用するが、タイムスロット
数を増やしたり、再送回数を増やしたりすると、処理時
間が増加し、子局が通信可能エリアに存在する間に処理
を終了させることができず、高速での通信処理を行うこ
とができないといった問題が生じる。
【００１５】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、親局と複数の子局との間の通信において、親局の要
求信号に対する複数の子局からの応答信号が衝突を防止
し、効率良く親局がすべての子局からの応答信号を獲得
することのできる情報通信処理方式を提供することを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の情報通信処理方式は、親局
と、この親局と非接触で情報通信を行う複数の子局とか
ら構成される情報通信処理方式であって、子局が、前記
親局が前記複数の子局に対して送信した信号に対して応
答する応答信号を送信する際に、前記子局に備えられた
データ送信検出部により、他の子局が応答信号を送信し
たことを検知した場合に、前記子局が応答信号の送信を
とりやめることを特徴とするものである。この構成によ
り、複数の子局が同時に応答信号を送信しても、衝突が
発生することがなく、親局が単一の子局の応答信号を獲
得することができる。
【００１７】また、本発明の請求項２記載の情報通信処
理方式は、親局と、この親局と非接触で情報通信を行う
複数の子局とから構成される情報通信処理方式であっ
て、前記子局が応答信号を送信する時間を所定の分割数
にて分割されたタイムスロットの中でさらに送信する時
間を分割したタイムディレイにおいて応答信号を送信す
ることを特徴とするものである。この構成により、複数
の子局が応答信号を送信しても、単一の子局のみが応答
信号を送信することができ、親局からの応答信号の要求
信号の再送数を減らすことができ、総処理時間の短縮を
図ることができる。
【００１８】また、本発明の請求項３記載の情報通信処
理方式は、請求項２記載の情報通信処理方式において、
２以上の前記子局の応答送信時間が前記タイムスロット
で同一となった場合に、前記タイムディレイの中で最初
に応答信号を送信した子局のみ応答信号を送信し、他の
子局は前記タイムスロットにおいては応答信号を送信す
ることをとりやめることを特徴とするものである。
【００１９】また、本発明の請求項４記載の情報通信処
理方式は、請求項３記載の情報通信処理方式において、
前記他の子局が、前記タイムディレイの中で前記子局が
応答信号を送信したことをデータ送信検出部にて検知す
ることにより、応答信号を送信することをとりやめるこ
とを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【００２１】図１は、親局101と複数の子局、ここでは
子局Ａ102、子局Ｂ103、子局Ｃ104、子局Ｄ105の４枚の
子局との通信シーケンスを示したものである。
【００２２】親局101からの要求信号106を受信した子局
は、各子局で決定したタイムスロットで応答信号を送信
する。ここでは子局Ａ102はタイムスロット１で応答信
号Ａ107を送信し、子局Ｂ103、子局Ｃ104、子局Ｄ105は
タイムスロット２で応答信号Ｂ108、Ｃ109、Ｄ110を送
信する。
【００２３】タイムスロット１では、４枚の子局の内、
子局Ａ102の応答信号Ａ107の１枚しか応答信号が返送さ
れていないため、親局101での受信が可能である。
【００２４】子局Ｂ103、子局Ｃ104、子局Ｄ105からの
応答信号Ｂ108、Ｃ109、Ｄ110についての応答信号の通
信シーケンスについて、図２を用いて説明する。
【００２５】４枚の子局はそれぞれ、タイムスロット番
号の生成過程においてタイムスロット番号２を生成し、
またタイムディレイ番号の生成過程において子局Ｂ203
はタイムディレイ番号２、子局Ｃ204はタイムディレイ
番号４、子局Ｄ205はタイムディレイ番号３を生成す
る。
【００２６】タイムディレイ番号とは、子局が応答信号
を送信するタイムスロットの中で、さらに応答信号の送
信開始時間を所定の時間ずつ分割し、応答信号の送信を
遅延させた遅延時間に番号を付したものである。
【００２７】子局Ｂ203は意図するタイムスロット２ま
で応答信号Ｂ208を送信するのを待った後、さらにタイ
ムスロット２の開始から所定のタイムディレイ番号２ま
で待ち、その後、応答信号Ｂ208を送信する。
【００２８】一方、子局Ｃ204、子局Ｄ205は、タイムス
ロット番号２まで応答信号Ｃ209、応答信号Ｄ210の送信
を待ち、その後それぞれが所有するタイムディレイ番号
４、タイムディレイ番号３まで応答信号の送信を待つこ
とになる。
【００２９】このとき子局Ｃ204、子局Ｄ205は、タイム
スロット２まで待って、その後の所定のタイムディレイ
番号４、タイムディレイ番号３まで待つことになるが、
子局Ｂ203が応答信号Ｂ208を先に送信したという通知
を、子局Ｃ204、子局Ｄ205が検知し、応答信号を送信す
るのを中止する。これによりタイムスロット２では子局
Ｂ203のみ応答信号が送信されることから、親局は子局
Ｂ203の応答信号を受信することができる。
【００３０】タイムディレイ間隔ΔＴｄは、先に他の子
局が応答信号を送信したことをデータ送信検出部415が
検知できる時間で充分であり、タイムスロット間隔をΔ
Ｔｓ、タイムディレイ間隔をΔＴｄ、タイムディレイ数
をＮとすると、ΔＴｓ＞パケットの送信時間＋ΔＴｄ×
Ｎである。したがって、タイムディレイを用いたときの
処理時間は、タイムスロットを増やすことによる処理時
間より相当短い時間で済み、総処理時間を大幅に減らす
ことができる。
【００３１】このように親局101は一回目の要求信号106
で応答信号Ａ107、応答信号Ｂ108を受信できることか
ら、二回目の要求信号111は子局Ｃ104と子局Ｄ105に対
してのみ送信すればよく、子局Ｃの応答信号Ｃ112はタ
イムスロット３で、子局Ｄの応答信号Ｄ113はタイムス
ロット１で送信することにより、親局101は２度の要求
信号により、すべての子局の応答信号を得ることがで
き、従来の方式と比較して要求信号の送信回数を減らす
ことができ、総処理時間の短縮化を図ることができる。
【００３２】このような子局Ａ102の一連の動作処理
は、図３に示すフローチャートに示した通りである。
【００３３】まず、通信エリア外から通信エリア内に移
った子局は要求信号待ちとなる。親局からはＩＤ要求コ
マンドやデータライトコマンドなどの要求信号が送信さ
れ、子局は要求信号を受信したときにその要求信号を解
析する（ステップＳ１）。
【００３４】受信した要求信号がＩＤ要求コマンド外で
あった場合には、コマンドに付加されたＩＤと子局が保
持しているＩＤが一致しているかを判断する（ステップ
Ｓ２）。
【００３５】ＩＤが一致していない場合には、受信した
コマンドが他の子局に送信されたものであると判断し、
処理を行わず受信待ちとなる。ＩＤが一致した場合に
は、そのコマンド処理を行う（ステップＳ３）。これに
より複数の子局が通信エリアに存在する場合において個
別に処理を行うことが可能となる。
【００３６】一方、受信した要求信号がＩＤ要求コマン
ドであった場合には、タイム番号生成部411を使用して
応答信号を返送するタイムスロット番号を生成する（ス
テップＳ４）。同時にタイム番号生成部を使用して応答
信号を返送するタイムディレイ番号を生成する（ステッ
プＳ５）。
【００３７】ステップＳ４にて生成されたタイムスロッ
ト番号により、応答信号を返送するためにそのタイムス
ロット番号となる時間まで応答信号を送信するのを待つ
（ステップＳ６）。
【００３８】応答信号を送信するタイムディレイ時間が
来る前に、他の子局が応答信号を送信したという通知を
検出したときには、子局は応答信号の送信を行わず、要
求信号待ちとなる（ステップＳ７、ステップＳ８）。
【００３９】応答信号を送信するタイムディレイ番号が
きても他の子局が応答信号を送信したという通知を受け
ないときには、子局は、子局自身のＩＤ番号を含めたデ
ータ（応答信号）を親局に送信する（ステップＳ９）。
【００４０】このように、他の子局が応答信号を送信し
たか否かという通知を検出することによって、応答信号
の送信をするか否かを判断することにより、子局の衝突
を抑制することができる。
【００４１】次に、子局が応答信号を先に送信したとい
う通知を、他の子局が検知し、その他の子局が応答信号
を送信するのを中止するという手段について以下に説明
する。
【００４２】これは、子局にデータ送信検出部を設けた
ことにより達成される。つまり、このデータ送信検出部
は他の子局が応答信号を送信したことによる磁界の変化
をアンテナを通じて検知し、この検知した信号を制御部
へ通知する。制御部は、応答信号の送信時期を決定した
タイムスロットの開始時からタイムディレイの間に、他
の子局が応答信号を送信したという信号を確認すると、
応答信号を送信するのを中止する。
【００４３】図４は、本発明の情報通信処理方式のブロ
ック図である。
【００４４】親局401と子局402の間の情報の送受信は、
それぞれのアンテナ403、404を用いて電磁誘導方式等に
より行われる。親局401は子局402への要求信号を、メモ
リ406と制御部405を動作させて作成し、変調部407によ
り変調させ、変調信号としてアンテナ403を通して子局4
02へ送信する。
【００４５】通信エリア内にいる子局402は、アンテナ4
04にて変調された要求信号を受信する。受信した要求信
号は復調部408で復調され、制御部409へ送られる。制御
部409に送られた復調信号は、不揮発性メモリ410で情報
の読み書き等の処理が行われ、応答信号を作成する。こ
の応答信号は、制御部を介して変調部413で変調され、
この変調信号を親局401へ送信する。
【００４６】子局が応答信号を送信するタイムスロット
番号は、タイム番号生成部411にて制御部409を動作させ
て生成される。子局は、このタイムスロット番号に基づ
いてタイマ412を動作させ、生成されたタイムスロット
まで応答信号を返送するのを待つ。同様に、タイムディ
レイ番号もタイム番号生成部411にて制御部409を動作さ
せて生成され、子局は、そのタイムディレイ番号に基づ
いてタイマ412を動作させ、生成されたタイムディレイ
まで応答信号を送信するのを待つ。その後、タイマ412
より決定したタイムディレイを経過したという通知を受
けた制御部409は、応答信号を変調部413にて変調信号に
変換した後、アンテナ404を通して親局401へ返信する。
【００４７】変調された応答信号をアンテナ403にて受
信した親局401は、復調部414にて応答信号を復調し制御
部405にて処理される。
【００４８】ここで、子局402が応答信号を送信する際
に、他の子局が応答信号を送信したことにより磁界の変
化が生じた場合、子局402のデータ送信検出部415が、そ
の磁界の変化をアンテナ404を通じて検知し、その検知
した情報を制御部409へ通知する。子局は、制御部409に
て他の子局が応答信号を送出したことを確認すると、応
答信号の送信を中止し、これにより応答信号の衝突を防
止することができる。
【００４９】データ送信検出部415が、他の子局が先に
送信した応答信号を検知する方法について図５を用いて
詳細に説明する。
【００５０】図５は、親局501と２枚の子局Ａ502、子局
Ｂ503が存在している場合の、親局のアンテナ部と子局
のアンテナ部と回路構成の一部を示した無線部の図であ
る。
【００５１】子局Ａ502が親局501に送信する応答信号
は、変調された応答信号を送信信号として送信部のトラ
ンジスタ504に入力することにより負荷変動を発生さ
せ、この負荷変動を周囲の磁界変動に変換させて送信さ
れる。子局Ｂ503も同様に、変調された応答信号を送信
信号として送信部のトランジスタ505に入力させ、親局5
01に送信される。子局Ａ502が応答信号を送信している
際、子局Ｂ503は、子局Ｂ503の信号線507にて周囲の磁
界変動による信号変動の発生を検知する。この信号変動
は、入力されるレベル比較器509で、ノイズなどによる
小さな信号変動か他の子局の応答信号の送信による比較
的大きな信号変動ものであるかの判断が行われ、その検
出結果がデータ送信検出信号511として子局Ｂ503の制御
部に送られる。ここでは、子局Ａ502が親局501に応答信
号を送信していることから、子局Ｂの信号変動はレベル
比較器509で他の子局の応答信号の送信による比較的大
きな信号変動であるものとして判断され、その制御部に
送られる検出結果により、子局Ｂの応答信号の送信を中
止する。
【００５２】一方、子局Ａ502が応答信号を送出してい
る際の子局Ａ502の信号線506にも信号変動が発生し、こ
の信号変動がレベル比較器508にて処理され、データ送
信検出信号510として子局Ａ502の制御部に送られるが、
子局Ａ502の制御部は、このときのデータ送信検出信号5
10が子局Ａ502自身によるものであることが、送信デー
タ504を制御部で制御していることから既知となる。
【００５３】つまり子局は、他の子局が応答信号を送信
しているときは、信号変動の検知により応答信号の送信
を中止し、自身が送信データを送信送出しているとき
は、信号変動があっても制御部にて自身の送信を認識で
きることから、応答信号を送信するか否かの判断を行う
ことができる。
【００５４】次に、子局がタイムスロット番号、タイム
ディレイ番号を生成する方法について図６を用いて説明
する。
【００５５】タイムスロット番号、タイムディレイ番号
を生成する方法として、複数の子局が所有するＩＤ番号
を利用する方法が用いられる。これは複数の子局が所有
するＩＤ番号は子局固有のものであることからランダム
性を利用するには最適である。
【００５６】図６は、子局Ｂ、子局Ｃが、それぞれ固有
のＩＤ番号Ｔ１”００２３０１６７”、Ｔ７”００２３
０１６８”を所有している場合の、タイムスロット番
号、タイムディレイ番号の生成図である。これらのＩＤ
番号をもとにそれぞれの子局は、タイム番号生成処理を
行い、タイムスロット番号、タイムディレイ番号を得
る。
【００５７】タイムスロット番号を生成するために、Ｉ
Ｄ番号の上位部に、子局ＢではＴ２”００２３”、子局
ＣではＴ８”００２３”を用いることとし、タイムディ
レイ番号を生成するためにＩＤ番号の下位部、子局Ｂで
はＴ３”０１６７”、子局ＣではＴ９”０１６８”を用
いることとし、それぞれタイム番号生成処理Ｔ４、Ｔ１
０を行う。
【００５８】タイム番号生成処理Ｔ４、Ｔ１０において
は、それぞれ同じ処理が行われるため、ＩＤ番号の上位
部が同じである場合、ここではＴ２と、Ｔ８が同じであ
るため、生成されるタイムスロット番号は、Ｔ５”
２”、Ｔ１１”２”と同一のものが得られてしまう。し
かしながら、ＩＤ番号の下位部は異なることから、生成
されるタイムディレイ番号はそれぞれＴ６”２”、Ｔ１
２”４”のように同一の値が生成される確率が低くな
り、タイムスロット番号とタイムディレイ番号の両方が
一致する確率は極めて低いものとなる。
【００５９】このようにして、同一のタイムスロット番
号が生成されても、タイムディレイ番号を異ならせるこ
とができることから、応答信号を送信する際の衝突を抑
制することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は通信エリ
アに存在する複数の子局から効率よく応答信号を受信す
るために、子局に、他の子局が自身より先に応答信号を
送信したことを検知する機能を所持させることによっ
て、同一タイムスロット内でもタイムディレイ時間を異
ならせることができる。この構成により、複数の子局が
存在しても応答信号の送信開始時間が子局ごとで異な
り、タイムスロットの中で一番先に応答信号を送信した
子局以外は送信処理を中止することになり、応答信号の
衝突を抑制することができる。したがって、親局からの
１回の要求信号に対する受信可能な応答信号数が増える
とともに、親局からの要求信号の再送数を削減すること
ができるため、親局と子局との間の通信総処理時間の短
縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態である通信シーケンス図
【図２】本発明の１実施の形態である通信シーケンス図
（拡大図）
【図３】本発明の１実施の形態における子局の処理流れ
を示すフローチャート
【図４】本発明の１実施の形態であるブロック図
【図５】本発明の１実施の形態である無線部図
【図６】本発明の１実施の形態におけるタイムスロット
番号、タイムディレイ番号生成図
【図７】従来の１実施例である通信シーケンス図
【符号の説明】
１０１ 親局 １０２ 子局Ａ １０３ 子局Ｂ １０４ 子局Ｃ １０５ 子局Ｄ １０６ ＩＤ要求信号一回目 １０７ 応答信号Ａ １０８ 応答信号Ｂ １０９ 応答信号Ｃ １１０ 応答信号Ｄ １１１ ＩＤ要求信号二回目 １１２ 応答信号Ｃ １１３ 応答信号Ｄ ２０２ 子局Ａ ２０３ 子局Ｂ ２０４ 子局Ｃ ２０５ 子局Ｄ ２０６ ＩＤ要求信号一回目 ２０７ 応答信号Ａ ２０８ 応答信号Ｂ ２０９ 応答信号Ｃ ２１０ 応答信号Ｄ ４０１ 親局 ４０２ 子局 ４０３ アンテナ ４０４ アンテナ ４０５ 制御部 ４０６ メモリ ４０７ 変調部 ４０８ 復調部 ４０９ 制御部 ４１０ 不揮発性メモリ ４１１ タイム番号生成部 ４１２ タイマ ４１３ 変調部 ４１４ 復調部 ４１５ データ送信検出部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K012 AB18 AC08 AC10 BA03 BA14 5K027 AA11 CC08 HH26 KK02 5K028 AA11 BB04 CC02 DD01 DD02 MM13 5K067 BB32 CC04 EE02 EE10 EE72 GG01 GG11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 親局と、この親局と非接触で情報通信を
    行う複数の子局とから構成される情報通信処理方式であ
    って、子局が、前記親局が前記複数の子局に対して送信
    した信号に対して応答する応答信号を送信する際に、前
    記子局に備えられたデータ送信検出部により、他の子局
    が応答信号を送信したことを検知した場合に、前記子局
    が応答信号の送信をとりやめることを特徴とする情報通
    信処理方式。
  2. 【請求項２】 親局と、この親局と非接触で情報通信を
    行う複数の子局とから構成される情報通信処理方式であ
    って、前記子局が応答信号を送信する時間を所定の分割
    数にて分割されたタイムスロットの中でさらに送信する
    時間を分割したタイムディレイにおいて応答信号を送信
    することを特徴とする情報通信処理方式。
  3. 【請求項３】 ２以上の前記子局の応答送信時間が前記
    タイムスロットで同一となった場合に、前記タイムディ
    レイの中で最初に応答信号を送信した子局のみ応答信号
    を送信し、他の子局は前記タイムスロットにおいては応
    答信号を送信することをとりやめることを特徴とする請
    求項２記載の情報通信処理方式。
  4. 【請求項４】 前記他の子局が、前記タイムディレイの
    中で前記子局が応答信号を送信したことをデータ送信検
    出部にて検知することにより、応答信号を送信すること
    をとりやめることを特徴とする請求項３記載の情報通信
    処理方式。
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