JP7252630B2 - 電磁遮蔽窓を介した無線通信のためのシステム及びデバイス - Google Patents
電磁遮蔽窓を介した無線通信のためのシステム及びデバイス Download PDFInfo
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Description
本出願は、2017年5月9日に出願された米国仮出願第62/503,552号、発明の名称「SYSTEMS AND DEVICES FOR WIRELESS COMMUNICATION THROUGH AN ELECTROMAGNETICALLY SHIELDED WINDOW」、及び2017年10月2日に出願された米国仮出願第62/567,063号、発明の名称「SYSTEMS AND DEVICES FOR WIRELESS COMMUNICATION THROUGH AN ELECTROMAGNETICALLY SHIELDED WINDOW」の優先権を主張し、これらの文献の内容全体は、参照により本願に援用される。
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
内部窓面がスキャナ室の内部に面し、外部窓面がスキャナ室の外部に面したRF減衰窓を有する電磁遮蔽筐体と、
RF減衰窓を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
スキャナ室内に配置された第1のRF通信デバイスであって、第1のアンテナに動作可能に接続された第1のトランシーバを有する第1のRF通信デバイス及び
スキャナ室外に配置された第2のRF通信デバイスであって、第2のアンテナに動作可能に接続された第2のトランシーバを有する第2のRF通信デバイスを備える無線ブリッジとを備え、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、RF減衰窓を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
第1のRF通信デバイスは、スキャナ室内に配置された1以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、第2のRF通信デバイスは、スキャナ室外に配置された1以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、無線ブリッジが、RF減衰窓によるRFエネルギの減衰にもかかわらず、RF減衰窓を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている。
第1のアンテナに動作可能に接続された第1のトランシーバを有する第1のRF通信デバイスと、
第2のアンテナに動作可能に接続された第2のトランシーバを有する第2のRF通信デバイスとを備え、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、2GHzを超える無線ブリッジ周波数帯域内で無線送信するように構成され、第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、磁気共鳴スキャナのスキャナ室を囲む電磁遮蔽筐体のRF減衰窓の対向する側に配置されたときに無線ブリッジを構成し、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、第1のRF通信デバイスと第2のRF通信デバイスとが、RF減衰窓の両側で互いに十分に近接して配置されたときに、第1のRF通信デバイスが、スキャナ室内に配置された1以上の内部デバイスと通信信号を送受信し、第2のRF通信デバイスが、スキャナ室外に配置された1以上の外部デバイスと通信信号を送受信し、無線ブリッジが、RF減衰窓によるRFエネルギの減衰にもかかわらず、RF減衰窓を介した間接通信を実現するように構成されている。
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
磁気共鳴スキャナの動作帯域幅内の電磁波を減衰させるが、部分的に透過させるRF減衰領域を有する電磁遮蔽筐体と、
RF減衰領域を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
スキャナ室内に配置された第1のRF通信デバイスであって、第1のアンテナに動作可能に接続された第1のトランシーバを有する第1のRF通信デバイス及び
スキャナ室外に配置された第2のRF通信デバイスであって、第2のアンテナに動作可能に接続された第2のトランシーバを有する第2のRF通信デバイスを有する無線ブリッジとを備え、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、RF減衰領域を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
第1のRF通信デバイスは、スキャナ室内に配置された1以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、第2のRF通信デバイスは、スキャナ室外に配置された1以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
第1のRF通信デバイス及び第2のRF通信デバイスは、無線ブリッジが、RF減衰領域によるRFエネルギの減衰にもかかわらず、RF減衰領域を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている。
Claims (63)
- 動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
内部窓面が前記スキャナ室の内部に面し、外部窓面が前記スキャナ室の外部に面したRF減衰窓を有する前記電磁遮蔽筐体と、
前記RF減衰窓を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
第1のアンテナに動作可能に接続された第1のトランシーバを有し、前記スキャナ室内に配置された第1のRF通信デバイス及び
第2のアンテナに動作可能に接続された第2のトランシーバを有し、前記スキャナ室外に配置された第2のRF通信デバイス
を有する前記無線ブリッジとを備え、
前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、前記RF減衰窓を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
前記第1のRF通信デバイスは、前記スキャナ室内に配置された1以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、前記第2のRF通信デバイスは、前記スキャナ室外に配置された1以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、前記無線ブリッジが、前記RF減衰窓によるRFエネルギの減衰にもかかわらず、前記RF減衰窓を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスのうちの少なくとも一方は、関連する前記アンテナがそれぞれの窓面から50cm以内に位置するように配置されている請求項1に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの少なくとも一方は、関連するアンテナがそれぞれの窓面から25cm以内に位置するように配置されている請求項1に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、前記無線ブリッジ周波数帯域内の無線送信のために使用される前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスのそれぞれの前記アンテナが100cm未満空間的に分離されるように、前記RF減衰窓に対して配置されている請求項1~3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、前記無線ブリッジ周波数帯域内の無線送信のために使用される前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスのそれぞれの前記アンテナが50cm未満空間的に分離されるように、前記RF減衰窓に対して配置されている請求項1~3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの一方又は両方は、前記RF減衰窓に取り付けられている請求項1~5のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの一方又は両方は、前記RF減衰窓に接触することなく、前記RF減衰窓に隣接して支持されている請求項1~5のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナのうちの少なくとも一方は、前記RF減衰窓の方向に最大の指向性を有する指向性アンテナである請求項1~7のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のトランシーバは、有線接続を介して少なくとも1つの内部デバイスに接続可能である請求項1~8のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のアンテナは、前記第1のトランシーバと一体化されている請求項1~9のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記スキャナ室を画定する前記電磁遮蔽筐体は、第1の電磁遮蔽筐体であり、前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバを囲む第2の電磁遮蔽筐体を備え、前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記第1のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させるように構成されている請求項1~9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のトランシーバは、前記第2の電磁遮蔽筐体内に設けられた導管を介して前記第1のアンテナに接続されている請求項11に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第2の電磁遮蔽筐体は、接地されている請求項11に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 請求項11に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システムにおいて、
前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記第1のアンテナを囲み、前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項11に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ及び前記第1のアンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第1のトランシーバは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の側で支持されている請求項1~10のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記第2のRF通信デバイスは、前記第2のトランシーバ及び前記第2のアンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第2のトランシーバは、前記外部窓面の反対を向く前記回路基板の側で支持されている請求項1~10のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記第1のRF通信デバイスは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲外の第1の周波数帯域内で、少なくとも1つの内部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも1つの内部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項1~10のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1の周波数帯域内で、前記1以上の内部デバイスのうちの少なくとも1つと無線通信するための付加アンテナを備える請求項17に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ、前記第1のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第1のアンテナは、前記内部窓面を向く前記回路基板の第1の側で支持されており、
前記付加アンテナは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の第2の側で支持されている請求項18に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 請求項18に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システムにおいて、
前記付加アンテナは、前記第1のトランシーバに動作可能に接続されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記第1のRF通信デバイスは、付加トランシーバを備え、前記付加トランシーバは、前記第1の周波数帯域内で無線信号を送受信するために、前記第1のトランシーバ及び前記付加アンテナに動作可能に接続されている請求項18に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ、前記付加トランシーバ、前記第1のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第1のトランシーバは、前記内部窓面を向く前記回路基板の第1の側で支持されており、
前記付加トランシーバは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の第2の側で支持されている請求項21に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記スキャナ室を画定する前記電磁遮蔽筐体は、第1の電磁遮蔽筐体であり、前記第1のRF通信デバイスは、前記付加トランシーバ及び前記付加アンテナを囲む第2の電磁遮蔽筐体を備え、前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記第1の周波数帯域の電磁波を透過するように構成されている請求項22に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ及び前記第1のアンテナを囲む第3の電磁遮蔽筐体を更に備え、前記第3の電磁遮蔽筐体は、前記第1のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項23に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第2のRF通信デバイスは、少なくとも1つの外部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも1つの外部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項1~24のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記無線ブリッジは、第1の無線ブリッジであり、前記無線ブリッジ周波数帯域は、第1の無線ブリッジ周波数帯域であり、前記磁気共鳴イメージング及び通信システムは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高く且つ前記第1の無線ブリッジ周波数帯域より高い第2の無線ブリッジ周波数帯域を使用するように構成された第2の無線ブリッジを更に備え、前記第2の無線ブリッジの帯域幅は、前記第1の無線ブリッジの帯域幅より大きい請求項1~25のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第2の無線ブリッジ周波数帯域は、映像信号の送信に使用される請求項26に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記磁気共鳴スキャナのボア内に配置された内部無線デバイスと、
前記第1のRF通信デバイスと前記内部無線デバイスとの間で無線信号を送信できる中間無線ブリッジとを更に備える請求項1~27のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。 - 前記中間無線ブリッジは、前記中間無線ブリッジと前記内部無線デバイスとの間に見通しが確立されるように配置されている請求項28に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記中間無線ブリッジは、移動可能である請求項28又は29に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記中間無線ブリッジは、第1の中間無線ブリッジであり、前記システムは、第2の中間無線ブリッジを更に有し、前記第1の中間無線ブリッジは、前記磁気共鳴スキャナの前記ボアの第1の側に配置され、前記第2の中間無線ブリッジは、前記磁気共鳴スキャナの前記ボアの第2の側に配置されている請求項28~30のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記システムは、前記第1の中間無線ブリッジ及び前記第2の中間無線ブリッジのうちの1つが選択可能であり、選択された中間無線ブリッジが前記第1のRF通信デバイスと前記内部無線デバイスとの間の無線信号送信を実現するために使用され、選択されていない中間無線ブリッジが前記第1のRF通信デバイスとの間の無線信号送信を実現するために使用されないように構成されている請求項31に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス間の無線信号送信を実現するために使用される中間無線ブリッジは、手動で選択可能である請求項32に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイス間の無線信号送信を実現するために使用される前記中間無線ブリッジは、自動的に選択可能である請求項32に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスから前記第1の中間無線ブリッジを介して前記内部無線デバイスへ無線信号を送信することに関連する第1の信号強度を、前記第1のRF通信デバイスから前記第2の中間無線ブリッジを介して前記内部無線デバイスへ無線信号を送信することに関連する第2の信号強度と比較し、関連する信号強度が最も高い前記中間無線ブリッジを選択する制御回路を更に備える請求項34に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 前記第2の中間無線ブリッジは、移動可能である請求項31~35のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
- 磁気共鳴走査システムのスキャナ室のRF減衰窓を介して通信を行う無線通信システムであって、
第1のアンテナに動作可能に接続された第1のトランシーバを有する第1のRF通信デバイスと、
第2のアンテナに動作可能に接続された第2のトランシーバを有する第2のRF通信デバイスとを備え、
前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、2GHzを超える無線ブリッジ周波数帯域内で無線送信するように構成され、前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの前記スキャナ室を囲む電磁遮蔽筐体の前記RF減衰窓の対向する側に配置されたときに無線ブリッジを構成し、
前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスは、前記第1のRF通信デバイスと前記第2のRF通信デバイスとが、前記RF減衰窓の両側で互いに十分に近接して配置されたときに、前記第1のRF通信デバイスが、前記スキャナ室内に配置された1以上の内部デバイスと通信信号を送受信し、前記第2のRF通信デバイスが、前記スキャナ室外に配置された1以上の外部デバイスと通信信号を送受信し、前記無線ブリッジが、前記RF減衰窓によるRFエネルギの減衰にもかかわらず、前記RF減衰窓を介した間接通信を実現するように構成されている無線通信システム。 - 前記RF減衰窓のそれぞれの側に隣接して前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスを支持する装着手段を更に備える請求項37に記載の無線通信システム。
- 前記装着手段は、前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの少なくとも一方が、関連する前記アンテナがそれぞれの窓面から50cm以内に位置するように配置されるように構成されている請求項38に記載の無線通信システム。
- 前記装着手段は、前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの少なくとも一方が、関連するアンテナがそれぞれの窓面から25cm以内に位置するように配置されるように構成されている請求項38に記載の無線通信システム。
- 前記装着手段は、前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの一方又は両方が前記RF減衰窓に装着可能であるように構成されている請求項38~40のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記装着手段は、前記第1のRF通信デバイス及び前記第2のRF通信デバイスの一方又は両方が、前記RF減衰窓に接触することなく、前記RF減衰窓に隣接して配置可能であるように構成されている請求項38~40のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナの少なくとも一方は、指向性アンテナである請求項37~42のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のトランシーバは、有線接続を介して少なくとも1つのデバイスに接続可能である請求項37~43のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のアンテナは、前記第1のトランシーバと一体化されている請求項37~44のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記スキャナ室を囲む前記電磁遮蔽筐体は、第1の電磁遮蔽筐体であり、前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバを囲む第2の電磁遮蔽筐体を有し、前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記第1のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、少なくとも前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項37に記載の無線通信システム。
- 前記第1のトランシーバは、前記第2の電磁遮蔽筐体内に設けられた導管を介して前記第1のアンテナに接続されている請求項46に記載の無線通信システム。
- 前記第2の電磁遮蔽筐体は、接地されている請求項46に記載の無線通信システム。
- 前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記第1のアンテナを囲んでいる請求項46に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ及び前記第1のアンテナに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第1のトランシーバは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項37~45のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第2のRF通信デバイスは、前記第2のトランシーバ及び前記第2のアンテナに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第2のトランシーバは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項37~45のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のアンテナ及び前記第1のトランシーバに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第1のアンテナは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項37~45のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、磁気共鳴走査のための動作周波数範囲外の第1の周波数帯域内で、少なくとも1つの内部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも1つの内部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項37~45のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記1以上の内部デバイスの少なくとも1つと無線通信するための付加アンテナを備える請求項53に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ、前記第1のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第1のアンテナは、前記回路基板の第1の側で支持されており、
前記付加アンテナは、前記回路基板の第2の側で支持されている請求項54に記載の無線通信システム。 - 前記付加アンテナは、前記第1のトランシーバに動作可能に接続されている請求項54に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、付加トランシーバを備え、前記付加トランシーバは、前記第1の周波数帯域内で無線信号を送受信するために、前記第1のトランシーバ及び前記付加アンテナに動作可能に接続されている請求項54に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ、前記付加トランシーバ、前記第1のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第1のトランシーバは、前記回路基板の第1の側で支持されており、
前記付加トランシーバは、前記回路基板の第2の側で支持されている請求項57に記載の無線通信システム。 - 前記スキャナ室を囲む前記電磁遮蔽筐体は、第1の電磁遮蔽筐体であり、前記第1のRF通信デバイスは、前記付加トランシーバ及び前記付加アンテナを囲む第2の電磁遮蔽筐体を有し、前記第2の電磁遮蔽筐体は、前記付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記第1の周波数帯域の電磁波を透過するように構成されている請求項58に記載の無線通信システム。
- 前記第1のRF通信デバイスは、前記第1のトランシーバ及び前記第1のアンテナを囲む第3の電磁遮蔽筐体を更に備え、前記第3の電磁遮蔽筐体は、前記第1のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記無線ブリッジ周波数帯域内で電磁波を透過するように構成されている請求項59に記載の無線通信システム。
- 前記第2のRF通信デバイスは、少なくとも1つの外部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも1つの外部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項37~60のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記無線ブリッジは、第1の無線ブリッジであり、前記無線ブリッジ周波数帯域は、第1の無線ブリッジ周波数帯域であり、前記無線通信システムは、前記第1の無線ブリッジ周波数帯域より高い第2の無線ブリッジ周波数帯域を使用するように構成された第2の無線ブリッジを更に備える請求項37~61のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記第1の無線ブリッジ周波数帯域は、前記音声信号の送信に使用され、前記第2の無線ブリッジ周波数帯域は、前記映像信号の送信に使用される請求項62に記載の無線通信システム。
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