JP2009512243A - 下り共通パイロットの挿入方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、移動通信技術であるTDDシステムに下り共通パイロットを挿入する方法に係り、特に、OFDMAに基づくTDDシステムに適用される下り共通パイロットの挿入方法を提供する。該方法は、伝送しようとするデータを、少なくとも一つの下りスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切るステップAと、前記時間帯内の一つの下りタイムスロットに共通パイロットを挿入するステップBとを含む。本発明によれば、共通パイロットに対するチャネル品質測定によって、周波数領域に基くスケジューリングを実現できる。
Description
本発明は、移動通信技術に係り、特に、無線データフレームに下り共通パイロットを挿入する方法に関する。本発明は、直交周波数分割多重接続の時分割複信(TDD)システムに適用され、共通パイロットに対するチャネル品質測定を通じて、周波数領域に基くスケジューリングを実現できる。
現在、3GPPは、3G移動通信システムの長期発展過程にあり、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,直交周波数分割多重)技術をシステムのエアインタフェースとする際の基本的な技術が基本的に確定されている。OFDM技術では、一つの広帯域のシステムを複数の狭いサブ周波数帯域に分ける。例えば、一つのシステムが20MHzの帯域幅でデータを伝送する場合、OFDMは該帯域幅を数個から数十個のサブ周波数帯域に分ける。各サブ周波数帯域の間隔は、数十KHzから数百KHzの間にあり、データが各サブ周波数帯域で伝送される。
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access,直交周波数分割多重接続)技術は、OFDM技術をTDMA(Time Division Multiple Access,時分割多重接続)技術とFDMA(Frequency Division Multiple Access,周波数分割多重接続)技術に結び付けたマルチアクセス技術であり、つまり、ユーザは時間と周波数に応じて区切られる。
OFDMAに基く通信システムにおいて、周波数領域に基づくスケジューリングは、通信性能を向上させる効果的な方法である。その主な原理は、システム全体の帯域幅の範囲内において、異なるユーザが自分の所在するチャネル環境に応じて最適なサブ周波数帯域を選択してデータの伝送を行い、マルチユーザダイバーシティを実現することである。このような、周波数領域に基づくスケジューリングを行うために、ユーザは、システム全体の帯域幅をカバーする下り共通パイロットを受信することが必要であり、各サブ周波数帯域のチャネル品質を測定して、測定値を基地局にフィードバックし、基地局は、これらの測定値に基き、周波数領域に基づくスケジューリングを行う。上記から分かるように、周波数領域に基づくスケジューリングを行うには、少なくとも一つの下り方向の伝送と、直後の一つの上り方向の伝送とが必要であり、つまり、一つのスケジューリング周期を必要とする。
OFDMAの時分割複信(TDD)システムにおいて、周波数領域に基くスケジューリングを実現するためには、つまり、ユーザが周波数帯域全体の範囲から最適なサブ周波数帯域を選択してデータの伝送を行うことができるようにするためには、下り方向のタイムスロットで共通のパイロットシンボルを送信することが必要となり、このようにしてユーザが最適なサブ周波数帯域の選択を行うことができるようにする。
現在、3Gシステムの長期発展システムにおいて、OFDM変調によるOFDMA多重接続方式を採用する周波数分割複信(FDD)システムの場合、10msのフレーム構造が使用されている。図1に示すように、一つのフレームには、20個の0.5msのサブフレーム(又はタイムスロット)が含まれ、各サブフレーム(又はタイムスロット)には、一つの下り共通パイロットが含まれる。これらの下り共通パイロットによって、ユーザは最適なサブ周波数帯域を選択してデータの伝送を行うことができる。
しかしながら、上記各タイムスロットに下り共通パイロットが含まれる方法は、TDDモードには適合しない。これは、TDDモードの場合、各タイムスロットは、上り方向に用いてもよいし、下り方向に用いてもよく、下り伝送に用いるときだけ、下り共通パイロットの挿入が必要となり、複数の連続したタイムスロットが全部下り伝送に用いられる場合、そのうちのひとつの下りタイムスロットのみに下り共通パイロットを挿入すればよいからである。必要な上りフィードバックが欠如するため、各下りタイムスロットに全部共通パイロットを挿入すると、過大なシステム消耗が生じる。
OFDMAに基づくTDDシステムにおいて周波数領域に基くスケジューリングを実現し、ユーザが周波数帯域全体の範囲から最適なサブ周波数帯域を選択してデータの伝送を行うために、下り方向で共通のパイロットシンボルを送信することが要求され、これによってユーザが最適なサブ周波数帯域を選択できるようにする。
上記目的を達成するために、本発明は、直交周波数分割多重接続技術に基づく時分割複信システムに適用される下り共通パイロットの挿入方法を提供し、該方法は、
伝送しようとするデータを、少なくとも一つの下りタイムスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切るステップAと、
前記時間帯内の一つの下りタイムスロットに共通パイロットを挿入するステップBとを含む。
伝送しようとするデータを、少なくとも一つの下りタイムスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切るステップAと、
前記時間帯内の一つの下りタイムスロットに共通パイロットを挿入するステップBとを含む。
前記時間帯には、一つ又は複数のフレーム内のタイムスロットが含まれる。
上記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと該下りタイムスロットの後ろの上りタイムスロットとを含むスケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つのスケジューリング時間帯のみに属する。
上記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと一つの上りタイムスロットとを含み、且つ最後のタイムスロットが上りタイムスロットである優先スケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの優先スケジューリング時間帯のみに属する。
上記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと一つの上りタイムスロットとを含み、且つ含まれる任意の下りタイムスロットが、含まれる任意の上りタイムスロットの前にある最小スケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの最小スケジューリング時間帯のみに属する。
前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割-同期符号分割多重接続TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD-SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS4、TS5、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS2、TS3が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS4、TS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3を一つの時間帯に区切り、各前記時間帯のTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入する。
前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割-同期符号分割多重接続TD-SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD-SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS2、TS3、TS5、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS4が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1を時間帯aに区切り、各サブフレームのTS2、TS3、TS4を時間帯bに区切り、各前記時間帯aのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯bのTS3に下り共通パイロットを挿入する。
前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割-同期符号分割多重接続TD-SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD-SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS2、TS4、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS3、TS5が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1を時間帯cに区切り、各サブフレームのTS2、TS3を時間帯dに区切り、各サブフレームのTS4、TS5を時間帯eに区切り、各前記時間帯cのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯dのTS2に下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯eのTS4に下り共通パイロットを挿入する。
本発明で提供する方法は、OFDMAに基づくTDDシステムに適用しており、伝送しようとするデータを、少なくとも一つの下りスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切って、これらの時間帯内の一つの下りスロットに下り共通パイロットを挿入することによって、非常に少ないシステムリソースを使用する前提で、ユーザが周波数帯域全体の範囲から最適なサブ周波数帯域を選択してデータの伝送を行うことができる。
以下、本発明を明らかにするために、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
本発明による下り共通パイロットの挿入方法は、OFDMA技術に基づくTDDシステムに適用しており、図2に示すように、以下のステップを含む。
ステップAにおいて、伝送しようとするデータを、各々に少なくとも一つの下りタイムスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切る。
ステップBにおいて、上記時間帯内の一つの下りタイムスロットに共通パイロットを挿入する。
上記時間帯には、一つ又は複数のフレーム内のタイムスロットが含まれる
上記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと該下りタイムスロットの後ろの上りタイムスロットとを含むスケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つのスケジューリング時間帯のみに属する。
上記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと該下りタイムスロットの後ろの上りタイムスロットとを含むスケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つのスケジューリング時間帯のみに属する。
図3に示すように、TDDモードの一つのフレームは、20個のタイムスロットからなり、そのうち、第1、7、8、14、15、16、19のタイムスロットは上りタイムスロットであり、第0、2、3、4、5、6、9、10、11、12、13、17、18のタイムスロットは下りタイムスロットである。
伝送しようとするデータを一つ又は複数のスケジューリング時間帯に区切って、上記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットが一つのスケジューリング時間帯のみに属するようにする技術案を以下に示す。
第0、1、2、3、4のタイムスロットをスケジューリング時間帯1に区切り、第5、6、7、8のタイムスロットをスケジューリング時間帯2に区切り、第9、10、11、12、13、14のタイムスロットをスケジューリング時間帯3に区切り、第16、17、18、19のタイムスロットをスケジューリング時間帯4に区切る。ここで、第15のタイムスロットは、上りタイムスロットであり、いずれのスケジューリング時間帯に属しなくてもよい。また、図3に示すような、スケジューリング時間帯の区切り方法は唯一でないことが理解されよう。
図2において区切られた四つのスケジューリング時間帯において、一つの下りタイムスロットの後ろに該下りタイムスロットと同一のスケジューリング時間帯に属する上りタイムスロットが存在することを条件として、各スケジューリング時間帯から一つの下りタイムスロットを見つける。スケジューリング時間帯1の第0のタイムスロット、スケジューリング時間帯2の第5のタイムスロット、スケジューリング時間帯3の第11のタイムスロット、スケジューリング時間帯4の第18のタイムスロットが上記条件に符合するため、該四つのタイムスロットに下り共通パイロットを挿入できる。
上記ステップAにおいて、上記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと上りタイムスロットとを含み、且つ最後のタイムスロットが上りタイムスロットである優先スケジューリング時間帯であってもよい。また、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの優先スケジューリング時間帯のみに属する。
図4に示すように、図4のフレーム構造は図3のフレーム構造と同じであるが、図3に示すような、スケジューリング時間帯に基き区切る方法は、優先スケジューリング時間帯の定義に適用しない。その理由は、図2のスケジューリング時間帯1の最後のタイムスロットは下りタイムスロットであるが、優先スケジューリング時間帯の最後のタイムスロットは上りタイムスロットでなければならないからである。
伝送しようとするデータを一つ又は複数の優先スケジューリング時間帯に区切って、上記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットが一つの優先スケジューリング時間帯のみに属するようにする技術案を以下に示す。第0、1、2、3、4、5、6、7、8のタイムスロットを優先スケジューリング時間帯1に区切り、第9、10、11、12、13、14のタイムスロットを優先スケジューリング時間帯2に区切り、第16、17、18、19のタイムスロットを優先スケジューリング時間帯3に区切る。ここで、第15のタイムスロットは上りタイムスロットであり、いずれの優先スケジューリング時間帯に属しなくてもよい。また、図4に示すような、優先スケジューリング時間帯の区切り方法は唯一でないことが理解されよう。
優先スケジューリング時間帯内の最後のタイムスロットが上りタイムスロットであるため、優先スケジューリング時間帯内のいずれの下りタイムスロットは、該下りタイムスロットの後ろに該下りタイムスロットと同一の時間帯に属する上りタイムスロットが存在するという条件を満足する。
図4において区切られた三つの優先スケジューリング時間帯において、一つの下りタイムスロットの後ろに下りタイムスロットと同一の時間帯に属する上りタイムスロットが存在し、且つ、下りタイムスロットと、該下りタイムスロットの後ろの上記上りタイムスロットとの間の時間間隔が最小であることを条件として、各優先スケジューリング時間帯において一つの下りタイムスロットを見つける。優先スケジューリング時間帯1の第6のタイムスロット、優先スケジューリング時間帯2の第13のタイムスロット、優先スケジューリング時間帯3の第18のタイムスロットが該条件に符合するため、上記三つのタイムスロットに下り共通パイロットを挿入できる。
上記ステップAにおいて、上記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと一つの上りタイムスロットとを含み、且つ含まれた任意の下りタイムスロットが、含まれた任意の上りタイムスロットの前にある最小スケジューリング時間帯であってもよい。また、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの最小スケジューリング時間帯のみに属する。
図5に示すように、図5のフレーム構造は図3のフレーム構造と同じである。伝送しようとするデータを一つ又は複数の最小スケジューリング時間帯に区切って、各伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットが一つの最小スケジューリング時間帯のみに属するようにする技術案を以下に示す。第0、1のタイムスロットを最小スケジューリング時間帯1に区切り、第2、3、4、5、6、7、8のタイムスロットを最小スケジューリング時間帯2に区切り、第9、10、11、12、13、14、15、16のタイムスロットを最小スケジューリング時間帯3に区切り、第17、18、19のタイムスロットを最小スケジューリング時間帯4に区切る。ここで、図5に示すような、最小スケジューリング時間帯の区切り方法は唯一でないことが理解されよう。
図5において区切られた四つの最小スケジューリング時間帯において、一つの下りタイムスロットの後ろに該下りタイムスロットと同一の時間帯に属する上りタイムスロットが存在し、且つ、下りタイムスロットと、該下りタイムスロットの後ろの前記上りタイムスロットとの間の時間間隔が最小であることを条件として、各最小スケジューリング時間帯において一つの下りタイムスロットを見つける。最小スケジューリング時間帯1の第0のタイムスロット、最小スケジューリング時間帯2の第6のタイムスロット、最小スケジューリング時間帯3の第13のタイムスロット、最小スケジューリング時間帯4の第18のタイムスロットが上記条件に符合するため、該四つのタイムスロットに下り共通パイロットを挿入できる。
3Gシステムの後続発展システムにおいて、時分割-同期符号分割多重接続(TD−SCDMA)モードのフレーム構造は、OFDMA技術に結び付けることができる。つまり、OFDMAのTDDシステムにおいて、TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を用いることができる。
図6は、低コードチップ速度のTD−SCDMAシステムのフレーム構造図を示す。図6に示すように、低コードチップ速度のTD−SCDMAシステムのフレーム長は10msであり、各フレームは二つの5msの無線サブフレームに分けられている。
図7は、低コードチップ速度のTD−SCDMAシステムの無線サブフレーム構造図を示す。各無線サブフレームは、七つの常規タイムスロット(TS0〜TS6)と三つの特殊タイムスロットからなる。上記三つの特殊タイムスロットは、DwPTS(下りパイロットチャネル、システムの下り同期情報の送信に用いられる)、UpPTS(上りパイロットチャネル、ユーザがアクセスする上り同期情報の送信に用いられる)、及びGP(スイッチングガードタイムスロット、下り送信タイムスロットから上り送信タイムスロットへのスイッチングの時間間隔を提供する)である。
TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を採用する、OFDMAに基づくTDDシステムの無線サブフレームに二つの上り・下りタイムスロットスイッチングポイントを有する場合、下り共通パイロットを挿入する実施例は図8に示すようである。
本実施例において、各サブフレームのTS0、TS4、TS5、TS6は下りタイムスロットであり、各サブフレームのTS1、TS2、TS3は上りタイムスロットである。各サブフレームのTS4、TS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3を一つのスケジューリング時間帯に区切り、各スケジューリング時間帯のTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入する。ここで、DwPTSが下りタイムスロットであるため、DwPTSに下り共通パイロットを挿入でき、特に、スケジューリング時間帯内の下りタイムスロットが「下りタイムスロットの後ろに該下りタイムスロットと同一の時間帯に属する上りタイムスロットが存在し、且つ、下りタイムスロットと、該下りタイムスロットの後ろの前記上りタイムスロットとの間の時間間隔が最小」という条件を満足することを要求する場合、DwPTSに下り共通パイロットを挿入しなければならない。
TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を採用する、OFDMAに基づくTDDシステムの無線サブフレームに四つの上り・下りタイムスロットスイッチングポイントを有する場合、下り共通パイロットを挿入する実施例は図9に示すようである。
本実施例において、各サブフレームのTS0、TS2、TS3、TS5、TS6は下りタイムスロットであり、各サブフレームのTS1、TS4は上りタイムスロットである。各サブフレームのTS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1をスケジューリング時間帯aに区切り、各サブフレームのTS2、TS3、TS4をスケジューリング時間帯bに区切る。このとき、各スケジューリング時間帯aのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各スケジューリング時間帯bのTS3に下り共通パイロットを挿入する。
TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を採用する、OFDMAに基づくTDDシステムの無線サブフレームに六つの上り・下りタイムスロットスイッチングポイントを有する場合、下り共通パイロットを挿入する実施例は図10に示すようである。
本実施例において、各サブフレームのTS0、TS2、TS4、TS6は下りタイムスロットであり、各サブフレームのTS1、TS3、TS5は上りタイムスロットである。各サブフレームのTS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1をスケジューリング時間帯cに区切り、各サブフレームのTS2、TS3をスケジューリング時間帯dに区切り、各サブフレームのTS4、TS5をスケジューリング時間帯eに区切る。このとき、各スケジューリング時間帯cのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各スケジューリング時間帯dのTS2に下り共通パイロットを挿入し、各スケジューリング時間帯eのTS4に下り共通パイロットを挿入する。
以上は、本発明のより望ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の主旨を逸脱しない前提で行ったあらゆる補正、同等の差し替え及び改進は、本発明の保護範囲にあることが理解されよう。
Claims (8)
- 直交周波数分割多重接続技術に基づく時分割複信システムに適用される下り共通パイロットの挿入方法であって、
伝送しようとするデータを、少なくとも一つの下りタイムスロットが存在する複数のタイムスロットを含む複数の連続した時間帯に区切るステップAと、
前記時間帯内の一つの下りタイムスロットに共通パイロットを挿入するステップBと
を含むことを特徴とする下り共通パイロットの挿入方法。 - 前記時間帯には、一つ又は複数のフレーム内のタイムスロットが含まれることを特徴とする請求項1に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと該下りタイムスロットの後ろの上りタイムスロットとを含むスケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つのスケジューリング時間帯のみに属することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと一つの上りタイムスロットとを含み、且つ最後のタイムスロットが上りタイムスロットである優先スケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの優先スケジューリング時間帯のみに属することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記ステップAにおいて、前記時間帯は、少なくとも一つの下りタイムスロットと一つの上りタイムスロットとを含み、且つ含まれる任意の下りタイムスロットが、含まれる任意の上りタイムスロットの前にある最小スケジューリング時間帯であり、且つ、前記伝送しようとするデータの各フレームにおける各下りタイムスロットは、一つの最小スケジューリング時間帯のみに属することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割−同期符号分割多重接続TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD−SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS4、TS5、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS2、TS3が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS4、TS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3を一つの時間帯に区切り、各前記時間帯のTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割−同期符号分割多重接続TD−SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD-SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS2、TS3、TS5、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS4が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS5、TS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1を時間帯aに区切り、各サブフレームのTS2、TS3、TS4を時間帯bに区切り、各前記時間帯aのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯bのTS3に下り共通パイロットを挿入することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
- 前記時分割複信システムが、低コードチップ速度の時分割-同期符号分割多重接続TD-SCDMAシステムと同じフレーム構造を使用し、且つ、前記TD−SCDMAシステムの各サブフレームの常規タイムスロットのうち、TS0、TS2、TS4、TS6が下りタイムスロットであり、TS1、TS3、TS5が上りタイムスロットである場合、各サブフレームのTS6とその次のサブフレームのTS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1を時間帯cに区切り、各サブフレームのTS2、TS3を時間帯dに区切り、各サブフレームのTS4、TS5を時間帯eに区切り、各前記時間帯cのTS0又はDwPTSに下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯dのTS2に下り共通パイロットを挿入し、各前記時間帯eのTS4に下り共通パイロットを挿入することを特徴とする請求項2に記載の下り共通パイロットの挿入方法。
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