JP3524098B2 - セル無線システムにおける集合的な呼び - Google Patents

セル無線システムにおける集合的な呼び

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JP3524098B2
JP3524098B2 JP50038195A JP50038195A JP3524098B2 JP 3524098 B2 JP3524098 B2 JP 3524098B2 JP 50038195 A JP50038195 A JP 50038195A JP 50038195 A JP50038195 A JP 50038195A JP 3524098 B2 JP3524098 B2 JP 3524098B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセル無線システムに関する。典型的なセル無
線システムは、一緒に結合されてネットワークを形成す
る多数のベースステーションを含み、ベースステーショ
ンは固定されたネットワークへの接続を有することがで
きる移動体スイッチング局の制御下にある。各ベースス
テーションは、ベースステーションの周囲の領域内に無
線カバレージを提供する１以上のアンテナを有する。こ
の領域はセルとして知られている。各ベースステーショ
ンは、そのセルの中で動作している多数の移動体装置と
無線通信することが可能である。
移動体装置に呼びを設定するために、移動体スイッチ
ング局は、全てのベースステーションにページング信号
を送る。ページされている移動体装置が応答した場合、
応答を受取ったベースステーションは移動体装置との通
信のためにそれに利用可能な多数のチャンネルからの１
チャンネルを割当てる。
通常のセル無線システムにおいて、移動体装置はその
呼びの期間中同じリソース（無線チャンネル）に保持さ
れない。移動体はネットワーク内のあるセルから別のセ
ルに進行するので、古いセルのあるリソースから新しい
セル内の別のリソースへの引継ぎは新しいチャンネルに
スイッチングすることによって実行される。これは、移
動体装置が通信路の顕著な中断を生じないで特定の地理
的領域にわたって巡回（roam）することを可能にし、一
方別の移動体装置による解除されたリソースの再利用を
可能にする。既存のセル無線システムは、１対１ベース
で呼びを発し、および受取る個々の移動体装置によって
使用されるように設計されているため、移動体装置はセ
ルネットワークの別の移動体に、或は相互接続された固
定したネットワーク（例えばPSTN）の１つのターミナル
に接続されることができる。呼びが設定されたとき、移
動体装置は、割当ての期間中にその移動体だけが使用す
ることができるチャンネル（例えば周波数および、また
は時間スロットによって限定された）を割当てられる。
いくつかの目的のために、特に消防、警察、救急、沿
岸警備、山岳警備等の緊急サービス（ES）において、コ
ントロールセンター（“ディスパッチャ”）が全ての移
動体装置に対して呼びを同時に発することが可能である
こと（“放送”サービスとして知られている）、或は１
つの移動体装置が他の全てのものに対して呼びを発生で
きることが要求される。しかしながら、これらのサービ
スは、小さい割合の動作上の要求に対してこれらの装置
へのアクセスを必要とする。したがって、リソースがこ
のようなサービスの提供に無線帯域中の装置およびスペ
クトルを独占的に集中することは無駄である。タクシー
および公共運輸オペレータ等の現場担当者、ガスおよび
電話会社等の公益事業、並びに派遣会社による別のサー
ビスもまた幾人かの現場担当者のメンバーと同時に連絡
を行う必要がある。
これらのサービスのその他の通信要求の多くは既存の
セルシステムによって満足されることができる。例え
ば、既存のシステムは、呼びが個々の移動体装置とディ
スパッチャの間で行われ、いずれかのパーティによって
開始されることを可能にする。しかしながら、既存のセ
ル無線システムは、“放送”または“一斉通知”サービ
スの要求を満たさない。緊急サービスの既存の民間ネッ
トワークは、システムが極限状況に対処することを可能
にするために高い容量を有していなければならないが、
この容量が要求されることはほとんどなく、システムは
一般に余裕をもって使用されているため、セルシステム
の緊急サービスの要求を支援することが特に有効であ
る。
いくつかのセルシステムは、“多パーティ呼び”また
は“会議電話”として知られている補助サービスを提供
する。これは、多数の移動体がディスパッチャおよび相
互間と同時に通信することを可能にする。呼びの設定
は、加入者のだけによってでも始められることができ
る。しかしながら、多パーティ呼びはいくつかの動作上
の制約を緊急サービスに課す。特に、固有の時間オーバ
ーヘッドにより呼びを個別に設定することが必要とさ
れ、多パーティ呼びの各メンバーに対して別々の無線リ
ソースがシステムに専用にされる必要があり、これは物
理的なリソースを浪費し、容量の問題を生じさせる。
緊急サービスは、それらの任務の性質によって小さい
領域に非常に多数のリソースを配置しなければならない
ことが多い。これは、各装置がそれ自身のチャンネルを
必要としたならば、セルシステムの局部ベースステーシ
ョンのリソースに対して課される要求が過負荷となる可
能性が高い。緊急サービス移動体がその他全ての利用者
に対する優先権を与えられていても、ベースステーショ
ンがこれらの容量要求を満たすことは不可能である。緊
急事態の性質は、通常のセルエンハンスメント方法をこ
れらの予測できない突然の高い要求と適合するのに不適
切なものにする。
本発明によると、スイッチング局と、関連したセルに
サービスする関連した複数のトラフィックチャンネルを
それぞれ有する複数の無線ベースステーションと、複数
の移動体装置とを含み、複数の各無線ベースステーショ
ンに対して、関連したチャンネルの１つは放送サービス
に専用にされることができ、少なくともいくつかの移動
体装置の選択されたグループは、放送サービスと関連し
たチャンネルを設定する手段をそれぞれ有しており、ス
イッチング局からの呼びは、各セル内の移動体無線装置
の選択されたグループに対して専用のチャンネルでベー
スステーションによって送信されることができるセル無
線システムにおいて、各ベースステーションがページン
グ信号を送信する手段を含み、選択されたグループの各
移動体装置はページング信号に対する応答を送信する手
段を有し、各ベースステーションはページング信号の１
以上の応答を受取ったこれらベースステーションでのみ
放送サービスにチャンネルを専用にする手段を有するこ
とを特徴とするセル無線システムが提供される。
放送中にページング信号を周期的に反復する手段を設
けることが有効である。放送サービスに専用にされたチ
ャンネルは、特定のセルにおいて反復されたページング
信号に継続的に応答する移動体がない場合には解除され
るように構成されることができる。さらに、移動体がそ
の他のものがまだ存在しないセルに入った場合、割当て
られるチャンネルは放送による部分であるように構成さ
れることができる。
放送サービスが送信されることができる複数のベース
ステーションは、例えば放送サービスの利用者によって
カバーされた行政区のような必要とされるカバレージの
領域にしたがって選択されてもよい。
好ましい実施例において、放送用の装置は、上述の
“一斉通知”サービスを提供するために移動体装置の１
つから開始される。この明細書において使用されている
“放送”という用語は、以降このようなサービスを含
む。
移動体装置の異なるグループに対する複数の放送サー
ビスをサポートする手段が設けられ、複数の各ベースス
テーションに対して関連したチャンネルの１つが各放送
サービスに割当てられることができるように構成されて
もよい。これは、異なる利用者グループに対するいくつ
かの放送サービスが一度にサポートされることを可能と
する。ベースステーションの異なるグループは放送サー
ビスの異なるグループをサポートし、異なっているが重
複した地理的カバレージの要求を可能にする。
いくつかの実施例に対して、通常の移動体無線送受話
装置の使用が可能である。例えば、放送サービスがペー
ジング信号によって開始されるシステムにおいて、装置
はそれらが特別の放送サービスページング信号に応答す
ることを可能にする手段を有していてもよいし、その代
わりとしてシステムは、例えば、移動体装置がセルネッ
トワークの使用を承認されるか否かを識別するシステム
の部分中の付加的な検索表とその識別コードを整合させ
ることによって放送サービスに加入するものとして装置
を識別するだけでよい。しかしながら、以下に説明する
多数の好ましい構造において、特別に適合された無線装
置が要求される。
放送は、移動体装置の１つから開始されてもよい場
合、装置は、１つの装置だけが一時に放送することを確
実にするために、別のトラフィックがそのチャンネルで
検出されたならば、放送チャンネルにおいて装置による
送信を阻止する手段を含んでいることが有効である。さ
らに、装置が放送チャンネルで送信するのと同時に継続
的に受信している場合には、エコー効果および、または
フィードバックハウリングが生じる可能性が高い。した
がって、装置が放送チャンネルで送信しているときに
は、装置による受信を阻止する手段を含んでいることが
有効である。
本発明の好ましい実施例は、セル無線システムおよび
放送のためのそのカバーレジ領域を概略的に表わした図
面を参照して説明される。このカバーレジ領域は、大き
いセルネットワーク（図面中の破線で示された）の一部
分を形成する３つのセル（セル1,2および３）から構成
される。各セルには、セル内の移動体装置（Ma,Mb等）
との無線コンタクトを設定するベースステーションシス
テム（BSS）が存在する。
セルネットワークを制御する移動体スイッチング局
（MSC）は、GSM汎欧州デジタルセルシステム等のセルシ
ステムにおいて通常そうであるように、ホーム配置レジ
スタ（HLR）およびビジター配置レジスタ（VLR）をそれ
と関連させている。
典型的に緊急サービスのディスパッチャである放送サ
ービスのオペレータは、移動体スイッチング局へのリン
クを有する制御ポイントを有する。制御ポイントは、移
動体スイッチング局と一緒に配置されてもよいが、通常
はその他の場所である。
ここに参照される放送チャンネルを、BCCHとして知ら
れているGSM中の放送制御チャンネルと混同してはなら
ない。放送制御チャンネルは、全体としてセルネットワ
ークに制御シグナル情報を提供する。特に、放送制御チ
ャンネルは、移動体装置に対して入ってきた呼びが発せ
られたときに、その装置の位置を識別するために必要と
されるページング機能を提供する。これらの制御チャン
ネルは、シグナルデータを搬送する単なるシグナルチャ
ンネルに過ぎない。本発明における放送チャンネルは、
これに対して付加的であり、通常の環境ではスピーチを
搬送する。
図面において、３つのセル1,2および３は放送サービ
スに加入した移動体が動作することを意図されたカバレ
ージ領域を表す。それらは、例えば１つの警察によって
カバーされた領域であってもよい。全体的に、ネットワ
ークは隣接した領域において例えば警察等の１以上のサ
ービスに放送サービスを提供する。さらに、異なる緊急
サービスが同一の領域、または重複した領域内にそれら
自身の放送サービスを有することができ、それぞれがそ
れ自身のチャンネルまたはそれ自身のページングシグナ
ルを割当てる。各セル１、２および３は、11、12、13で
それぞれ示されたベースステーションを有し、セルネッ
トワークにわたって巡回することができるMa、Mb、Mc、
Md、MeおよびMfで示された多数の移動体が存在してい
る。ディスパッチャまたは制御ポイントは、Mxで示され
ている。
放送領域は、個々の緊急またはその他のサービス動作
領域に適合するように調整されることができる。これ
は、位置更新情報を減少する利点を有し、移動体が放送
カバレージ領域外にいることをそれに示し、移動体装置
が発見されないセルではページング信号を送信しないこ
とによってシグナルオーバーヘッドを減少する手段を提
供する。領域は警察の管轄区域等の行政区域であっても
よいし、または利用者の性質にしたがって選択され、例
えば公共運輸オペレータによって動作されるルートをカ
バーするセルだけに放送を制限してもよい。
各移動体装置は２つの識別子、すなわち標準的なセル
移動体装置として個々の呼びに対して使用されることが
できる特有の識別子と、放送呼び用の動作グループ識別
子とを割当てられる。
移動体装置の基本的な動作は、移動体装置がポイント
からポイントへの呼びを発し、受取ることができる点で
標準的なセル動作と同じである。放送呼びを設定するた
めに、放送グループ識別子は、放送領域中の全てのベー
スステーション11、12、13によってページされる。その
放送グループ識別子を有する放送領域において動作する
各移動体装置は、通常のページについてベースステーシ
ョンに応答する。応答する各セル中の第１の装置は、例
えば（セル１中のFx/Ta）等のチャンネルを割当てられ
る。同じセル中に別の移動体装置（例えばMb）が存在し
ている場合、それは同じチャンネルに同調するように命
令される。このようにして、１つのチャンネルだけが各
セルに対して要求される。しかしながら、特定のセルに
おいて応答する移動体がない場合には、そのセルに割当
てられるチャンネルはない。
この方法は、それが放送システムに加入している移動
体装置が存在するセル中のチャンネルを使用することだ
けが要求される。
ページングの時に緊急サービス移動体の１つがポイン
トからポイントへの呼びで占有された場合、その呼びは
終了される。その後、その呼びに割当てられたチャンネ
ルは放送サービスのために使用されることができる。ポ
イントからポイントへの呼びで現在占有されている緊急
サービス移動体がない場合には、空いているチャンネル
が割当てられ、或いは空いているものがなければ、低い
優先度の呼びから１つが獲得される。理想的に、警告メ
ッセージは、これが発生しようとしていること、および
その理由を呼びを発したものに警告する。
物理的なチャンネルが決定されると、ベースステーシ
ョンは移動体スイッチング局への接続を設定する。放送
領域に関与する各ベースステーションは、トラフィック
サービスをディスパッチャに接続する多数の接続会議ブ
リッジが存在しているスイッチング局MSCを介してディ
スパッチ局Mxに接続される。この会議ブリッジは、移動
体ごとではなくベースステーションごとの１つのブリッ
ジへの接続だけが必要であるため、通常の方法で独立的
に動作している全ての移動体の間の会議に対するもの程
複雑である必要はない。
移動体装置は、サービスが実行されている間はディス
エーブルされるそれらの送信機を有しているため、ベー
スステーションは移動体装置からのアップリンク上で全
ての情報を獲得する。これは、移動体がパワー制御また
はタイミング進行情報を受けないことを意味する。
放送装置が不要になったとき、ディスパッチャはペー
ジングを停止する呼びを解除し、放送領域中の各セルに
おけるリソースを解除する。その後、移動体装置は通常
のセル動作を再開する。
移動体装置、例えばMbがセル１中の放送チャンネルの
カバレージから移動するとそれは通常そのセル中の放送
グループから消失する。この消失決定は移動体装置によ
って行われ、サービス測定の品質に基づいている。通常
の引継ぎ技術は、この状況で使用されることができな
い。これは、別の移動体がいずれか一方または両方のセ
ル中に存在しているため、放送サービスではセル間の移
動体の移動が新しいセルにおける新しいチャンネルの割
当てを、または古いセル中のチャンネルの解除を必ずし
も必要としない（通常の引継ぎのように）ためである。
その代わりとして、ページング工程が放送呼びの期間中
時々反復される。移動体が現在チャンネルが割当てられ
ていないセルにおいて応答した（すなわち、それが空の
セルに入った）場合、チャンネルが割当てられる。移動
体装置は放送サービスに対する最初のページ試みを受け
損なう可能性があるが、適切な反復率が、移動体が新し
いチャンネルを発見する間に発生する可能性の高いスピ
ーチ損失のレベルを最小にする。引継ぎプロセスは、放
送グループ中の各活動的なセルに対する物理的チャンネ
ルデータを移動体に放送するために放送制御チャンネル
を使用することによってスピードアップされることがで
きる。
ベースステーションからのページ反復に応答する移動
体がない場合、セル中に移動体は存在せず、チャンネル
が解除されることができると考えられる。しかしなが
ら、移動体が依然としてセル中に存在しているが、ペー
ジングの試みが失敗する可能性があるために、チャンネ
ルは多数の連続したページング試みが応答を得られなか
った後でのみ解除される。
放送装置が不要になったとき、放送局はそれ以上のペ
ージを停止する呼びを解除し、ベースステーションおよ
び移動体におけるリソースを解除する。
放送チャンネルにおいて暗号を使用することが所望さ
れている場合、緊急サービスに対して特に有効な装置が
固定したチャンネルシステムにおいて比較的容易に設け
られることができる。暗号アルゴリズムは、例えば割当
てられた固定したチャンネルが、ネットワーク装置中の
動作システムおよび暗号ソフトウェアだけに判明してい
る予め定められたベースで変更されることを可能にする
ようにエアインターフェイスにわたって実行されること
ができる。その代わりとして、緊急サービスはエアイン
ターフェイスにわたってそれら自身の暗号アルゴリズム
を徹底的に、それ以上暗号を使用せずに実行してもよ
い。
その代わりに通常のセルシステムが動作する方法とさ
らに適合したさらにフレキシブルな方法がある。
この方法では、移動体が共有された物理的チャンネル
に移動することを許可される前に、最初に放送サービス
移動体装置Ma乃至Mfが専用にされたシグナルリソースに
対して承認されたものであることを証明される必要があ
る。標準方式のセル無線暗号システムと全く同様に、暗
号キーは認証プロセスの間にランダム番号から発生され
る。移動体は、暗号化が始まる前に検査される応答によ
りビジター位置レジスタに応答する。さらに、システム
中の全ての素子は、それらが同じ物理的チャンネルを共
有することができるように同じランダム番号を使用し
て、サービスセル中の各移動体に対して同じ暗号キーを
発生しなければならないことを留意しなければならな
い。特別なグループ識別子の割当てはまた秘密キーの同
じ割当てによってサポートされなければならない。そう
でなければ、異なる応答がVLRに戻って、異なる暗号キ
ーがグループの各メンバーに対して発生される。
特定の地理的領域、例えば異なる警備領域で放送サー
ビスを提供することが必要とされる可能性がある。これ
は、あるベースステーションだけに対してページングを
調整することによって実現可能である。一般に、ページ
ング領域はオペレータによって予め限定されて、VLRに
よって管理される。これは、全ての呼びに対して同じベ
ースステーションがページングのために使用されること
を意味する。しかしながら、移動体ステーション識別子
とVLR中のページング領域との間にリンクが形成された
場合、オペレータは、それらが指定された領域にあると
きにのみ、特定の識別子にページングを与えることがで
きる。
上記のシステムは、“一斉通知”サービスをサポート
することができ、このサービスにおいて移動体Maからの
メッセージは他の全ての移動体によって受取られること
ができる。呼び設定は、それが制御ポイントMxではなく
移動体Maから開始されることを除いて上述のとおりであ
る。したがって、移動体Mbは、それが同じセル中に存在
するため、移動体Maと同じチャンネルを割当てられる。
遅延されたスピーチが話手によって受取られることを阻
止するために、送信を行う移動体Maは受信を阻止しなけ
ればならない。移動体装置Ma、Mb、Mc、Md、Me、Mfは、
任意のトラフィックがチャンネルで検出された場合に、
送信が阻止されるように設計されているため、一時に１
つの移動体だけが送信することができる。
移動体装置は、放送チャンネルのアップリンク部分で
送信するためにタイミング進行を決定しなければならな
い。ランダムアクセスバーストは、放送チャンネルのア
ップリンクでベースステーションに送られ、タイミング
補正が計算され、放送チャンネルのダウンリンク部分に
よって移動体に送られる。タイミング補正が行われる
と、移動体装置は送信することができる。送信している
移動体のスピーチは、会議装置が動作制御ルームにおい
て利用できる場合、ダウンリンク放送チャンネルで再送
信されることができる。送信している移動体は、時間遅
延後にそれ自身の受信機がそれ自身のスピーチの受信を
妨げることを阻止しなければならない。移動体がそのチ
ャンネルで送信している間に、別の移動体装置は放送を
阻止される。これは、トラフィックがチャンネルで検出
されるためである。これは、移動体装置に“送受切替
え”ボタンを設けることによって非常に容易に行われる
ことができる。
“送受切替え”ボタンは、移動体装置が送信し（その
チャンネルで既に送信している別の移動体またはディス
パッチャがいない場合）、受信を阻止することを可能に
する。
１つの移動体スイッチング局は、異なる放送領域（例
えば、異なる警備管轄区）をカバーする１以上の放送ネ
ットワークをサポートすることが可能であり、重複した
放送領域（例えば、同一領域内の消防、警察および救急
サービス）を有してもよい。
したがって、本発明は、放送手段がセルシステム内の
多数の移動体装置に、またはそれらの間に設けられるこ
とを可能にする。一般的なトラフィックは、通常の方法
で同じシステムで伝達されることができる。
放送サービスは、緊急サービスによる使用を参照とし
て説明されているが、装置はタクシーオペレータ、小包
配送人、鉄道オペレータ等の装置を必要とするその他の
利用者にも提供されることができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−169945（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−234196（ＪＰ，Ａ) ***国特許出願公開3130408（ＤＥ, Ａ１) 国際公開93／005622（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スイッチング局と、関連したセルにサービ
    スする関連した複数のトラフィックチャンネルをそれぞ
    れ有する複数の無線ベースステーションと、複数の移動
    体装置とを含み、 複数の各無線ベースステーションに対して、関連したチ
    ャンネルの１つは放送サービスに専用にされることがで
    き、少なくともいくつかの移動体装置の選択されたグル
    ープは、放送サービスと関連したチャンネルを設定する
    手段をそれぞれ有しており、スイッチング局からの呼び
    は、各セル内の移動体装置の選択されたグループに対し
    て専用のチャンネルでベースステーションによって送信
    されることができるセル無線システムにおいて、 各ベースステーションはページング信号を送信する手段
    を含み、選択されたグループの各移動体装置はページン
    グ信号に対する応答を送信する手段を有し、各ベースス
    テーションは１以上のページング信号の応答を受取った
    ベースステーションでのみ放送サービスにチャンネルを
    専用にする手段を有することを特徴とするセル無線シス
    テム。
  2. 【請求項２】放送中にページング信号を周期的に反復す
    る手段を有している請求項１記載のセル無線システム。
  3. 【請求項３】各セルにおいて、チャンネルは、１以上の
    移動体がそのセルにおいて反復されたページング信号に
    対して継続して応答した場合にのみ、放送サービスに継
    続的に専用にされるように構成されている請求項２記載
    のセル無線システム。
  4. 【請求項４】放送期間中に、ページング信号に対する応
    答が、放送サービス専用のチャンネルが現在存在してい
    ないセルの中の移動体装置により受信された場合、チャ
    ンネルがそのセルにおいて放送サービス専用にされるよ
    うに構成されている請求項２または３記載のセル無線シ
    ステム。
  5. 【請求項５】１以上の移動体が空いているチャンネルが
    ないセルにおいてページに応答した場合、チャンネルは
    既存の呼びから獲得されるように構成されている請求項
    １乃至４のいずれか１項記載のセル無線システム。
  6. 【請求項６】チャンネルが獲得される前に、既存の呼び
    に対するパーティに警告メッセージを送信する手段を有
    している請求項５記載のセル無線システム。
  7. 【請求項７】放送は、移動体装置の１つから開始される
    請求項１乃至６のいずれか１項記載のセル無線システ
    ム。
  8. 【請求項８】放送サービスに専用にされたチャンネルを
    使用して移動体装置から放送を開始する手段を含んでい
    る請求項７記載のセル無線システム。
  9. 【請求項９】放送が移動体装置の１つから開始された
    時、その移動体装置が通信しているベースステーション
    は、移動体装置からベースステーションまでの通信路に
    対するタイミング調節を行う請求項８記載のセル無線シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】装置がチャンネル上で別のトラフィック
    を検出した場合、放送チャンネルにおける装置による送
    信を阻止する手段を含んでいる請求項８記載のセル無線
    システムにおいて使用される移動体無線装置。
  11. 【請求項１１】装置が放送チャンネルで送信していると
    き、装置による反復を阻止する手段を含んでいる請求項
    ８記載のセル無線システムにおいて使用される移動体無
    線装置。
JP50038195A 1993-05-21 1994-05-23 セル無線システムにおける集合的な呼び Expired - Lifetime JP3524098B2 (ja)

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GB9310634.2 1993-05-21
GB9310634A GB9310634D0 (en) 1993-05-21 1993-05-21 Cellular radio system
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EP93307663 1993-09-28
EP93307663.0 1993-09-28
PCT/GB1994/001123 WO1994028687A1 (en) 1993-05-21 1994-05-23 Group call in a cellular radio system

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JPH08511920A JPH08511920A (ja) 1996-12-10
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CN (1) CN1070676C (ja)
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AU (1) AU678247B2 (ja)
CA (1) CA2162730C (ja)
DE (1) DE69425569T2 (ja)
DK (1) DK0699371T3 (ja)
ES (1) ES2150990T3 (ja)
FI (1) FI112768B (ja)
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