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JP3881894B2 - ベースステーションネットワークを構成する方法 - Google Patents

ベースステーションネットワークを構成する方法 Download PDF

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、テレコミュニケーションネットワークのプランニング、ネットワークの制御、及びネットワークのインストレーション手順に係る。より詳細には、本発明は、テレコミュニケーションネットワークを構成し、ネットワーク要素を動作のために準備し、そしてテレコミュニケーションネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のアドレスを有するネットワーク要素にアドレスを与えるための方法に係る。
【0002】
【背景技術】
移動通信システムのベースステーションネットワークは、主として、ベースステーション(BS)及びベースステーションコントローラ(BSC)を備えている。ベースステーションコントローラはベースステーションの動作を制御する。BSCは、移動交換センター(MSC)に接続される。ベースステーションは、エアインターフェイスを経て移動電話への接続を与える。ベースステーションは、無線リンク、銅ケーブル又は光ケーブルを経てBSCに接続される。ベースステーションとベースステーションコントローラとの間には、通常、種々の装置間接続のスイッチングを行う交差接続が存在する。BSCのタスクは、移動ステーションの送信電力を制御し、そして移動ステーションのハンドオーバーを実行することを含む。ベースステーションコントローラは、その地理的エリアにおいて移動電話トラフィックを取り扱う移動交換センターに接続される。そのタスクは、コールのルーティング、コールのマネージメント、及びコールの終了を含む。更に、移動交換センターは、ユーザ情報を含むレジスタ、例えば、ホーム位置レジスタHLR及びビジター位置レジスタVLR、並びにネットワークマネージメントシステムNMSに接続される。図1は、典型的なベースステーションネットワークアーキテクチャーのブロック図である。ベースステーションネットワークは、ベースステーション10及びベースステーションコントローラ20を備えている。ベースステーションコントローラ20は、移動通信ネットワークにおいて移動交換センターMSC30に接続される。更に、図1は、ベースステーションネットワークに接続された移動ステーション5も示す。
【0003】
インターネットが益々普及するにつれて、その関連技術、特にIP(インターネットプロトコル)ネットワークに関連した技術が、より安価なものとなって、多数のアプリケーション分野に導入されてきている。IPネットワーク技術は、移動通信システムにも、特に、ベースステーションネットワークを設定するのに既に使用されている。IPネットワークにおいては、ネットワーク内の各装置がネットワーク内の独特のアドレスを有する。装置がネットワークへの多数のインターフェイスポートを有する場合には、各ポートに、それ自身のIPアドレスが与えられる。IPプロトコルには、2つのバージョンがある。IPプロトコルのバージョン4(IPv4)は、文書RFC791に規定される。IPプロトコルのバージョン6(IPv6)は、文書RFC1883に規定される。
【0004】
IPv4のアドレスは、32ビットのストリングより成る。図2は、IPv4アドレスの構造を示す。IPv4アドレスは、現在、5つのクラスA、B、C、D及びEに分割される。アドレスの最上位ビットは、アドレスのクラスを指示する。A、B及びCクラスのIPアドレスは、2つの部分、即ちネット部分及びホスト部分に分割される。ネット部分は、ホストが接続されるネットワークを識別し、そしてホスト部分は、ネットワークへのホストの接続ポートを識別する。ネット部分により多くのビットをそしてホスト部分に少ないビットを指定することにより、多数の個別ネットワークより成る全ネットワークアーキテクチャーに対してアドレスを指定することができる。このようなケースは、当然、個別のネットワークが非常に多くの受信者を収容できないという制約を伴う。逆に、多数のユーザを伴う少数の大型ネットワークを有する場合には、少数のビットより成るネット部分及び多数のビットより成るホスト部分を選択するのに最良である。Dクラスアドレスは、いわゆるマルチキャストアドレスより成り、そしてクラスEは、将来使用するために指定される。IPアドレスは、独特のものであり、従って、IPアドレスの許可及び指定は、1つの同じアドレスが2回以上与えられないように監視しなければならない。
【0005】
IPネットワークにアタッチされる新たな装置は、それ自身のIPアドレスを必要とする。ネットワークにアタッチされる新たな装置にIPアドレスを割り当てる一般的なやり方は、新たな装置が、同じ又は異なるネットワークのDHCP(ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル)サーバー又はBOOTP(ブートストラッププロトコル)サーバーからIPアドレスを要求するようにさせることである。DHCPサーバーは、それに指定された地理的エリア内のネットワークにより要求されたIPアドレスを集中式に追跡する。DHCP又はBOOTPサーバーは、新たな装置に空きIPアドレスを割り当て、そしてそれに関する情報を新たな装置に送信する。新たな装置がIPアドレスを得るや否や、ネットワークにおいて通信を行うことができる。別の若干複雑なやり方は、新たな装置をその最終的な行先へ供給する前に予めIPアドレスをプログラムすることであるが、これは、非常に入念なネットワークプランニング及びメンテナンスを必要とする。
【0006】
ルーターが1つのルートのみを経て外部ネットワークに接続されそして多数のポートを経て内部ネットワークにハイアラーキー式に接続されるようなネットワークトポロジーである場合には、各ポートに接続されるネットワーク要素を個別のサブネットワークとみなすことができる。それ故、いわゆるサブネットワークマスクをIPアドレスに使用することができる。サブネットワークマスクとは、IPアドレスのホスト部分が2つの部分、即ちサブネットワークを指定する部分及びホスト部分それ自体に分割される。従って、サブネットワークが実施されるときには、サブネットワークのIPアドレスは、サブネットワークを指定する部分とネット部分それ自体との組み合わせがサブネットワークの内部ネット部分と考えられるようにコンパイルすることができる。
【0007】
ネットワークプランニングを容易にするために、ベースステーションネットワークは、別々にプランニングされるサブネットワークに分割することができる。サブネットワークは、例えば、1つの同じ地理的エリアに配置された多数のベースステーションで構成される。更に、ネットワーク制御の目的で、サブネットワークに対するいわゆるDCN(データコミュニケーションネットワーク)を設定しなければならない。サブネットワークのプランニングは、通常、ネットワークプランニングにおいてかなり労力と時間を要する段階である。
【0008】
誤ってインストールされた交差接続、誤って配置された無線リンク等の人為的エラーがネットワークのインストレーション中に生じた場合には、DHCP又はBOOTPサーバーへの接続を確立することができない。ネットワークのインストレーション段階中のこのようなエラーは、例えば、ネットワークの種々の部分のインストレーションスケジュールが異なるために、極めて一般的に生じ得る。又、新たな装置には、ネットワーク制御システムへの接続を設けねばならず、これも、上述したファクタにより不確実なものとなる。それ故、ベースステーションを容易にインストールする方法が要望される。
【0009】
【発明の開示】
本発明の目的は、上述した欠点を解消するようなベースステーションネットワーク要素のインストール方法を提供することである。本発明の別の目的は、IP通信ネットワークに基づきベースステーションネットワークのインストレーションを簡単化するベースステーションネットワーク要素のインストール方法を提供することである。
本発明のこれらの目的は、インストールされるべき要素に対するパラメータを指定する特殊なインストレーションファイルを構成し、上記パラメータを現場でネットワーク要素にロードできるようにすることにより達成される。所定の基準に基づいて正しいネットワーク要素に対し正しいインストレーションファイルを記憶することができる。
【0010】
テレコミュニケーションネットワークを構成し、ネットワーク要素を動作のために準備し、そしてネットワーク要素にアドレスを与えて、テレコミュニケーションネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のアドレスを有するようにする本発明の方法は、
各ネットワーク要素をそれ自身のサブネットワークとし(301)、
共通のネットワーク巾のIP分類を選択し(302)、
各ネットワーク要素に対してIPアドレスを形成し(303)、
少なくともIPアドレス情報をネットワーク要素のサイト識別子と組み合わせたものを含むコンフィギュレーションファイルを形成し(304)、
上記コンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶し(305)、そして
上記コンフィギュレーションファイルを上記サイト識別子に基づいて上記制御装置からネットワーク要素へロードする(306)、
という段階を備えたことを特徴とする。
【0011】
テレコミュニケーションネットワークを構成し、ネットワーク要素を動作のために準備し、そしてネットワーク要素にアドレスを与えて、テレコミュニケーションネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のアドレスを有するようにする本発明のシステムは、
共通のネットワーク巾のIP分類を選択し、そして各ネットワーク要素をそれ自身のサブネットワークとするための手段(401)と、
ネットワーク要素に対してIPアドレスを形成するための手段(402)と、
少なくともIPアドレス情報をネットワーク要素のサイト識別子と組み合わせたものを含むコンフィギュレーションファイルを形成するための手段(403)と、
上記コンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶するための手段(404)と、
上記コンフィギュレーションファイルを上記サイト識別子に基づいて上記制御装置からネットワーク要素へ読み込むための手段(405)と、
を備えたことを特徴とする。
【0012】
本発明の効果的な実施形態は、従属請求項に記載する。
本発明による方法は、所定の、固定のそしてネットワーク巾のサブネットワークマスクを効果的に使用する。更に、ネットワークにおける各ノードは、本発明の方法では、それ自身のサブネットワークとみなされ、従って、各個々のネットワーク要素に独特のIPアドレスを与えることができる。本発明の方法によれば、各ネットワーク要素に対してサイト識別子が形成され、このサイト識別子に基づいて、新たなネットワーク要素をそのインストレーションの場所へ搬送することができ、そしてインストレーション段階において正しいコンフィギュレーションファイルを制御装置において選択することができる。本発明の方法によれば、インストールされるべきベースステーションネットワークを自動的に構成することができる。本発明のテレコミュニケーションシステムは、上記方法を実施することのできる手段を備えている。
【0013】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図面中の同じ要素は、同じ参照番号で示す。図1及び2は、公知技術に関連して既に説明した。
先ず、ネットワークプランニング及び設定プロセスの一般的な概要を述べる。初期段階において、ネットワークをインストールすべきエリアで必要な予備調査及び測定が実行される。又、初期段階において、必要な無線リンク、容量、及び無線通信接続に重要な他の事柄に関してプランニングが行われる。種々のプランニングプロセスの後、データが工場へ供給され、そこで、プランに基づいて無線ネットワークを構築するように必要なネットワーク要素がコンパイルされる。
【0014】
良く知られたように、データトラフィックを取り扱う各ネットワーク要素は、それを識別できるIPアドレスを必要とする。IPアドレスの発生は、例えば、特別に設計された要素により実現することができる。このような要素は、例えば、ジェネレータ要素と称される。ジェネレータ要素は、2つのネットワーク要素に同じIPアドレスが与えられないようにIPアドレスを発生することのできる手段を備えている。対応的に、いわゆるサイト識別子即ちサイトIDが、構築されるべき各装置に対して発生され、このサイトIDにより、構築されたネットワーク要素をそれらの正しい位置に搬送することができる。このサイトIDは、例えば、ネットワーク要素に対する正しい位置情報を与える数字のシーケンスでよく、これにより、当該装置を正しい位置へ搬送することができる。別の実施形態によれば、上記サイトIDは、単に当該ネットワーク要素の地理的位置の座標で構成されてもよい。ネットワーク要素の設置者は、上記IPアドレス及びサイトIDを、現場ネットワーク要素インストレーションに使用されるポータブルコンピュータのような制御装置に記憶するのが好都合である。又、上記情報は、いわゆるコンフィギュレーションファイルに記憶され、これが、現場でネットワーク要素にアップロードされるのも好都合である。
【0015】
本発明による解決策を適用する場合には、各ネットワークノードがそれ自身のサブネットワークであることを必要とするのが好都合である。ここに示す実施形態では、これは、ベースステーションBSがベースステーションコントローラBSCへ接続されるときに通るネットワーク交差接続の各々がそれ自身のサブネットワークを構成することを意味する。各交差接続は、ルーターとして機能するので、交差接続と交差接続との間にルーティングプロトコルを使用することができる。更に、上述した構成体は、アドレスの発生に関する限り、各サブネットワークが独特に構成され、即ちサブネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のIPアドレスを有すれば充分であるという効果を発揮する。
【0016】
本発明の解決策を適用する際に遵守すべき別の事柄は、全ネットワークが共通の標準的サブネットワークマスクに合致することである。これは、ネットワークのIPアドレスが、ある所定の構造に従うことを意味する。IPアドレス構造は、サブネットワークのサイズに基づいて選択される。IPアドレスのネット部分及びホスト部分に対して充分なビットが指定され、各ネットワーク要素に独特のIPアドレスを与えることができる。
【0017】
当業者に明らかなように、各ネットワークノードは、好都合にもそれ自身のサブネットワークとして機能し、そしてネットワークは、共通のサブネットワークマスクを有するので、ルーターネットワークを設定することができ、これにより、装置の異なるセット間にリンク接続が確立されるや否や、個々のネットワーク要素が動作を開始することができる。本発明によるこの構成は、ネットワークプランニングにおいて遵守すべき事柄が、各ネットワークノードに明白なネットワーク識別子を与えるだけでよいという効果を発揮する。明白なネットワーク識別子とは、全ネットワーク内で独特のネットワーク識別子を意味する。
【0018】
次いで、交差接続又はベースステーションBSのような新たなネットワーク要素を既存のネットワークに接続するための図3に示す本発明の方法について説明する。本発明の主たる考え方は、各ネットワーク要素がそれ自身のサブネットワークとして設定されることである(301)。本発明の別の主たる考え方は、ネットワークに対し共通のIPアドレス分類が選択されることである(302)。次いで、ネットワーク要素に、独特のIPアドレスが与えられ(303)、これが他の情報と共にコンフィギュレーションファイルに記憶される(304)。このコンフィギュレーションファイルは、サイトIDを含むのが好ましく、これにより、各新たなネットワーク要素のコンフィギュレーションファイルを正しいネットワーク要素にロードすることができる。IPアドレス及びサイトIDは自動的に形成されるのが好都合である。プランニング及び発生の後に、上記コンフィギュレーションファイルは、いわゆる制御装置へ転送され(305)、この装置は、設置者が全ての異なるネットワーク要素に対する全てのコンフィギュレーションファイルを記憶した装置を意味し、この制御装置は、データをアップロードするために新たなネットワーク要素に接続することができる。ネットワーク要素の設置者は、新たなネットワーク要素の場所で制御装置により新たなネットワーク要素にコンフィギュレーションファイルをロードする(306)。サイトIDに基づいて正しいファイルが選択されるのが好都合である。当業者に明らかなように、上記ネットワーク要素は、テレコミュニケーションネットワークのいかなる要素でもよいが、ベースステーションBSであるのが特に好都合である。
【0019】
又、当業者に明らかなように、各ネットワーク要素がそれ自身のサブネットワークでありそして全ネットワークが共通のサブネットワークマスクを有する本発明の構成体を使用すると、ネットワークプランニング、即ちDCNネットワークがネットワーク制御に使用されるサブネットワークDCNプランニングにおいて最も労力を要する段階の1つを回避することができる。
本発明による構成体の成果の1つは、ネットワーク要素のインストール段階に生じることのあるエラーでネットワーク要素の設定が妨げられないことである。ネットワーク要素は、無線通信を伴わずに完全に動作状態に入れることができるので、ネットワーク要素がインストールされているときに当該ネットワークの全ネットワーク部分が機能しなくても、ネットワーク要素のインストレーションを完了することができる。
【0020】
本発明によるテレコミュニケーションシステムは、ネットワーク要素を設定しそしてネットワーク要素にアドレスを与える手段を備えている。図4は、好ましい実施形態によるシステム全体を示し、このシステムは、共通のネットワーク巾のIP分類を選択しそして各ネットワーク要素をそれ自身のサブネットワークとする第1手段401を備えている。IP分類の後に、システムは、各ネットワーク要素に対して個々のIPアドレスを形成するための第2手段402を備えている。IPアドレス発生の後に、システムは、その目的に意図された手段403を使用してコンフィギュレーションファイルを発生する。コンフィギュレーションファイルは、所与のネットワーク要素のIPアドレスを、当該ネットワーク要素に対する地理的位置データと共に含むのが好都合である。本発明によるテレコミュニケーションシステムは、更に、上記コンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶できるようにする手段404を備えている。又、システムは、地理的位置データに基づいて制御装置からネットワーク要素へコンフィギュレーションファイルを読み込むための手段405も備えている。当業者に明らかなように、上記手段は、その機能を遂行するためにマイクロプロセッサにロードされるように構成されたソフトウェアとみなすことができる。
【0021】
インストールされるべき要素にコンフィギュレーションファイルを搬送するのに使用される図5に示す本発明の制御装置について説明する。この制御装置は、ネットワークプランニング段階で形成されたコンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶できるようにする手段501を含むのが好都合である。制御装置は、上記コンフィギュレーションファイルを記憶できる手段502を含むのが好都合である。このような手段は、例えば、制御装置のメモリ回路である。更に、制御装置は、記憶されたコンフィギュレーションファイルを、インストールされるべきネットワーク要素に転送できるようにする手段503を含む。又、制御装置は、制御装置の地理的な位置を自動的に決定できる手段を含むようにすることもできる。これは、サイトIDが新たなネットワーク要素の地理的座標を直接含む状態において特に効果的である。ネットワーク要素にロードされるべきコンフィギュレーションファイルは、地理的座標に基づいて制御装置に記憶され、従って、制御装置の自動地理的位置設定を特に効果的に使用して、ネットワーク要素に対する正しいコンフィギュレーションファイルを見出すことができる。地理的位置設定は、例えば、集積又は個別GPS(グローバルポジショニングシステム)装置を使用して実現することができる。本発明による構成体に適した制御装置は、例えば、ポータブル型のパーソナルコンピュータ、又はPDA(パーソナルデジタルアシスタント)、或いは上記手段を含む他の同様の装置を含む。当業者に明らかなように、コンフィギュレーションファイルは、移動ステーション等を経てネットワーク要素へロードすることもできる。これは、当然、新たなネットワーク要素がインストールされる場所において、無線通信のための必須条件が予め存在しなければならないか、或いは移動ステーションがコンフィギュレーションファイルを記憶するに充分なメモリ容量を有することを必要とする。制御装置が移動ステーションでありそしてコンフィギュレーションファイルが無線で制御装置へ送信される場合には、移動ステーションは、設定されているネットワークがまだ機能しないときに、必要に応じて、同じエリアで動作する別の無線ネットワークシステムを使用して、コンフィギュレーションファイルを受信するように構成される。
【0022】
コンフィギュレーションファイルは、ネットワークにおいて新たな要素を設定するために新たな要素に必要とされる情報を含むのが好都合である。コンフィギュレーションファイルは、新たな要素のサイトIDをネットワーク要素のIPアドレスと結合するのが特に好都合である。コンフィギュレーションファイルがネットワーク要素に記憶されるや否や、ネットワーク要素は、他の既存のネットワーク要素と通信する準備ができる。というのは、それ自身のIPアドレスを得たからである。上記方法は、要素をインストールするときに制御チャンネルがない場合でも、インストレーションを完了することができ、そして更に、エラーメッセージを伴わずに、新たな要素がルーターとしても機能するので、周囲のネットワークの変化に基づいてそのファイルを更新できるという効果を有する。遅くとも要素に対してネットワークを経て永久的な接続が確立されるときに、ネットワーク要素に対する制御チャンネルを確立することができる。
【0023】
本発明の方法は、多数の他の効果も奏する。例えば、ベースステーションのネットワークプランニングでは、IPネットワークアドレス及び他のパラメータに対して個別のプランニングを行う必要はない。というのは、各ネットワーク要素がそれ自身のサブネットワークを形成するときにそれらを自動的に形成できるからである。更に、IPアドレスに対して所定のクラスが使用されるので、異なるそして時間のかかるサブネットワークプランニングが回避され、そして当該クラスに対する既存のIPルーティング手順を使用することができる。インストールされるべきベースステーションネットワークは、少なくとも2つの要素が相互接続されるや否や、全ての通常のIPネットワーク機能と共にIPネットワークとして動作を開始する。これは、ひいては、テスト及び診断を著しく簡単化する。
【0024】
当業者に明らかなように、本発明による方法及びネットワークプランニングは、例えば、ネットワークマネージメントシステム(NMS)内で実現することができる。これは、ネットワークマネージメント及びメンテナンスを容易にする。又、この方法は、上記で一例として述べた以外のネットワークプランニング段階において実現することもできる。特に、本発明の方法は、主としてプライベートIPネットワークに使用されるものであることが明らかであろう。
本発明の方法は、IPv4をベースとするネットワーク及びIPv6プロトコルをベースとするネットワークの両方に使用することができる。更に、ベースステーションネットワークに要素をインストールするための本発明の方法は、GSM(移動通信用のグローバルシステム)、UMTS(ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム)、及びIPネットワークをベースステーションネットワークの通信ネットワークとして使用できる他のデジタル移動通信システムに適用することができる。
【0025】
ベースステーションコントローラのような所与の機能的ユニットの名前は、異なるセルラーネットワークシステムにおいてしばしば相違する。例えば、UMTSでは、ベースステーションコントローラ(BSC)と同等の機能的ユニットは、無線ネットワークコントローラ(RNC)である。それ故、ネットワーク要素に関連して本明細書で用いた用語は、明瞭化のために、GSMシステムに基づいたものであったが、本発明は、GSMシステムのみに限定されるものではない。
当業者であれば、本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。本発明の効果的な実施形態を詳細に説明したが、本発明の真の精神及び範囲内で種々の変更や修正がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 典型的なベースステーションネットワークの一例を示す図である。
【図2】 IPアドレスの構造を示す図である。
【図3】 本発明の方法の好ましい実施形態のフローチャートである。
【図4】 本発明のテレコミュニケーションシステムを示す図である。
【図5】 本発明の制御装置を示す図である。

Claims (9)

  1. テレコミュニケーションネットワークを構成し、ネットワーク要素を動作のために準備し、そしてネットワーク要素にアドレスを与えて、テレコミュニケーションネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のアドレスを有するようにする方法において、
    各ネットワーク要素について、上記テレコミュニケーションネットワークのプランニングプロセスにおいて、ネットワーク要素特定IPサブネットワークを形成し(301)、
    共通のネットワーク巾のIP分類を選択し(302)、
    各ネットワーク要素に対してIPアドレスを形成し(303)、
    少なくともIPアドレス情報をネットワーク要素のサイト識別子と組み合わせたものを含むコンフィギュレーションファイルを形成し(304)、
    上記コンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶し(305)、そして
    上記コンフィギュレーションファイルを上記サイト識別子に基づいて上記制御装置からネットワーク要素へロードする(306)、
    という段階を備えたことを特徴とする方法。
  2. 上記IPアドレスは、各ネットワーク要素に対して自動的に形成する請求項1に記載の方法。
  3. 上記サイト識別子は、記号のシーケンスより成る請求項1に記載の方法。
  4. 上記サイト識別子は、新たなネットワーク要素の地理的座標より成る請求項1に記載の方法。
  5. テレコミュニケーションネットワークを構成し、ネットワーク要素を動作のために準備し、そしてネットワーク要素にアドレスを与えて、テレコミュニケーションネットワークの各ネットワーク要素がそれ自身のアドレスを有するようにするシステムにおいて、
    共通のネットワーク巾のIP分類を選択し、そして各ネットワーク要素についてネットワーク要素特定IPサブネットワークを形成するための手段(401)と、
    ネットワーク要素に対してIPアドレスを形成するための手段(402)と、
    少なくともIPアドレス情報をネットワーク要素のサイト識別子と組み合わせたものを含むコンフィギュレーションファイルを形成するための手段(403)と、
    上記コンフィギュレーションファイルを制御装置に記憶するための手段(404)と、
    上記コンフィギュレーションファイルを上記サイト識別子に基づいて上記制御装置からネットワーク要素へ読み込むための手段(405)と、
    を備えたことを特徴とするシステム。
  6. 上記ネットワーク要素は、ベースステーションである請求項5に記載のシステム。
  7. 上記制御装置は、コンピュータである請求項5に記載のシステム。
  8. 上記制御装置は、いわゆるパーソナルデジタルアシスタントである請求項5に記載のシステム。
  9. 上記制御装置は、移動ステーションである請求項5に記載のシステム。
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