JP2000261252A - 歪補償電力増幅回路 - Google Patents
歪補償電力増幅回路Info
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- JP2000261252A JP2000261252A JP11065911A JP6591199A JP2000261252A JP 2000261252 A JP2000261252 A JP 2000261252A JP 11065911 A JP11065911 A JP 11065911A JP 6591199 A JP6591199 A JP 6591199A JP 2000261252 A JP2000261252 A JP 2000261252A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複素合成ＰＤ法に包絡線帰還制御を適用した歪
補償電力増幅回路の回路規模を縮小してコストを低減す
る。 【解決手段】分配器１１で２分配する前の入力信号の一
部を方向性結合器１０で抽出して検波器２３で包絡線検
波し、誤差検出器２４の基準入力とする。一方、電力増
幅器１８の出力の一部を抽出して包絡線検波した信号を
誤差検出器２４に入力して基準入力との差（歪成分）を
検出する。制御部２５はその差が零になるように３次歪
発生器１３で発生させた逆極性３次歪の振幅と位相を制
御するように構成した。
補償電力増幅回路の回路規模を縮小してコストを低減す
る。 【解決手段】分配器１１で２分配する前の入力信号の一
部を方向性結合器１０で抽出して検波器２３で包絡線検
波し、誤差検出器２４の基準入力とする。一方、電力増
幅器１８の出力の一部を抽出して包絡線検波した信号を
誤差検出器２４に入力して基準入力との差（歪成分）を
検出する。制御部２５はその差が零になるように３次歪
発生器１３で発生させた逆極性３次歪の振幅と位相を制
御するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＨＦ，ＵＨＦ帯
のデジタル移動通信の基地局無線設備に実装される送信
機の電力増幅回路に関し、特に、電力増幅器の発生歪を
抑えて電力効率を上げるための歪補償回路が付加された
電力増幅回路に関するものである。
のデジタル移動通信の基地局無線設備に実装される送信
機の電力増幅回路に関し、特に、電力増幅器の発生歪を
抑えて電力効率を上げるための歪補償回路が付加された
電力増幅回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル移動通信の基地局送信装置に
は、電力用トランジスタを用いた電力増幅回路が設けら
れている。基地局の電力増幅回路は、線形性が良く、高
出力で歪の少ないＡ級またはＡＢ級動作で、終段はパラ
レル合成またはプッシュプル構成による回路が一般的で
ある。
は、電力用トランジスタを用いた電力増幅回路が設けら
れている。基地局の電力増幅回路は、線形性が良く、高
出力で歪の少ないＡ級またはＡＢ級動作で、終段はパラ
レル合成またはプッシュプル構成による回路が一般的で
ある。
【０００３】図３は電力増幅器の入出力特性例図であ
る。デジタル変調された単一キャリア信号（ＣＷ）の入
力電力ＰINに対する出力電力ＰOUT と３次歪の特性例で
ある。入力電力ＰINが大きくなると、出力電力ＰOUT と
ともに３次歪が１：３の傾斜に添って増加し、出力電力
ＰOUT が非線形領域にかかると増加が顕著になる（３次
歪劣化点）。その点と出力電力との差が３次相互変調歪
（ＩＭ3 ）である。また、この図には、例えば、入力信
号がπ／４シフトＱＰＳＫ変調されたデジタル信号の場
合の送信出力における隣接チャネルに対する漏洩電力
（ＡＣＰ）を示している。
る。デジタル変調された単一キャリア信号（ＣＷ）の入
力電力ＰINに対する出力電力ＰOUT と３次歪の特性例で
ある。入力電力ＰINが大きくなると、出力電力ＰOUT と
ともに３次歪が１：３の傾斜に添って増加し、出力電力
ＰOUT が非線形領域にかかると増加が顕著になる（３次
歪劣化点）。その点と出力電力との差が３次相互変調歪
（ＩＭ3 ）である。また、この図には、例えば、入力信
号がπ／４シフトＱＰＳＫ変調されたデジタル信号の場
合の送信出力における隣接チャネルに対する漏洩電力
（ＡＣＰ）を示している。
【０００４】このように、入力電力が大きくなると、入
出力特性が非線形性を示すようになり、デジタル変調さ
れた単一キャリアの場合、入力電力が大きくなると、出
力電力に歪成分が含まれるようになる。また、多周波信
号の場合は入力が大きくなると相互変調歪（ＩＭ3 ）が
発生するようになる。このような歪が発生するとスプリ
アス放射として規制されるため、最大出力が、増幅器の
飽和レベルよりかなり低い値に制限されるので、増幅器
の電力効率が低下することになる。
出力特性が非線形性を示すようになり、デジタル変調さ
れた単一キャリアの場合、入力電力が大きくなると、出
力電力に歪成分が含まれるようになる。また、多周波信
号の場合は入力が大きくなると相互変調歪（ＩＭ3 ）が
発生するようになる。このような歪が発生するとスプリ
アス放射として規制されるため、最大出力が、増幅器の
飽和レベルよりかなり低い値に制限されるので、増幅器
の電力効率が低下することになる。
【０００５】上述の単一キャリア入力の増加による出力
劣化や多周波入力による相互変調歪の発生は、図からわ
かるように、主として３次歪の発生によるものであり、
このような３次歪を補償する歪補償技術の数々が開発さ
れ実用化されている。
劣化や多周波入力による相互変調歪の発生は、図からわ
かるように、主として３次歪の発生によるものであり、
このような３次歪を補償する歪補償技術の数々が開発さ
れ実用化されている。
【０００６】プリディストーション（ＰＤ）は歪補償技
術の一つであり、電力増幅器の前段に電力増幅器で発生
する歪成分を相殺するための信号を発生させるプリディ
ストーション回路（ＰＤ回路：前置歪み補償回路）を設
けて、電力増幅器の発生歪を相殺して歪量を改善し、電
力効率を向上をしようとするものである。
術の一つであり、電力増幅器の前段に電力増幅器で発生
する歪成分を相殺するための信号を発生させるプリディ
ストーション回路（ＰＤ回路：前置歪み補償回路）を設
けて、電力増幅器の発生歪を相殺して歪量を改善し、電
力効率を向上をしようとするものである。
【０００７】図４は従来の歪補償電力増幅回路のブロッ
ク図である。この例は、複素合成ＰＤ法に包絡線帰還制
御を適用した歪補償電力増幅回路である。図において、
１１は分配器、１２はＰＤ回路、１３は歪発生器、１４
は可変減衰器、１５は可変移相器、１６は遅延線、１７
は合成器、１８は電力増幅器、１９は方向性結合器、２
０は検波器、２１は制御部、２２はメモリである。
ク図である。この例は、複素合成ＰＤ法に包絡線帰還制
御を適用した歪補償電力増幅回路である。図において、
１１は分配器、１２はＰＤ回路、１３は歪発生器、１４
は可変減衰器、１５は可変移相器、１６は遅延線、１７
は合成器、１８は電力増幅器、１９は方向性結合器、２
０は検波器、２１は制御部、２２はメモリである。
【０００８】例えば、入力信号としてπ／４シフトＱＰ
ＳＫ変調された単一キャリア信号が入力され、分配器１
１によって遅延線１６とＰＤ回路１２に分配される。Ｐ
Ｄ回路１２の歪発生器１３は３次歪発生器であり、デジ
タル変調された単一キャリアの入力信号の極性を反転し
て３次歪を発生させ、無歪の正極（非反転）キャリア入
力信号と合成してキャリア成分を相殺し、逆極性の３次
歪のみを出力する。その出力は、可変減衰器１４と可変
移相器１５で振幅と位相が調整され、合成器１７で、遅
延線１６を介した信号と合成される。その合成信号は電
力増幅器１８で増幅されるが、そのとき電力増幅器１８
で発生する３次歪成分が、ＰＤ回路１２で発生させた逆
極性の３次歪成分によって相殺されて歪補償された送信
出力が得られる。送信出力に含まれる残留歪を検出する
ため、その一部が方向性結合器１９によって抽出され、
検波器２０で包絡線検波されて制御部２１に送られる。
ＳＫ変調された単一キャリア信号が入力され、分配器１
１によって遅延線１６とＰＤ回路１２に分配される。Ｐ
Ｄ回路１２の歪発生器１３は３次歪発生器であり、デジ
タル変調された単一キャリアの入力信号の極性を反転し
て３次歪を発生させ、無歪の正極（非反転）キャリア入
力信号と合成してキャリア成分を相殺し、逆極性の３次
歪のみを出力する。その出力は、可変減衰器１４と可変
移相器１５で振幅と位相が調整され、合成器１７で、遅
延線１６を介した信号と合成される。その合成信号は電
力増幅器１８で増幅されるが、そのとき電力増幅器１８
で発生する３次歪成分が、ＰＤ回路１２で発生させた逆
極性の３次歪成分によって相殺されて歪補償された送信
出力が得られる。送信出力に含まれる残留歪を検出する
ため、その一部が方向性結合器１９によって抽出され、
検波器２０で包絡線検波されて制御部２１に送られる。
【０００９】一方、メモリ２２には、送信出力が無歪の
ときの包絡線検波後の波形データが、予め格納されてお
り、制御部２１は、検波器２０から入力されたデータを
メモリ２２のデータと比較し、その差（歪成分）が零に
なるように、可変減衰器１４と可変移相器１５の値を制
御する。
ときの包絡線検波後の波形データが、予め格納されてお
り、制御部２１は、検波器２０から入力されたデータを
メモリ２２のデータと比較し、その差（歪成分）が零に
なるように、可変減衰器１４と可変移相器１５の値を制
御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の歪
補償電力増幅回路においては、メモリ２２に記憶させて
おく包絡線検波後の波形データのデータ量が多いため、
回路規模が大きく、かつ、高価である、という問題があ
る。さらに、このような歪補償電力増幅回路が実装され
た送信機を工場で多数生産する場合、電力増幅器の構成
部品の性能のばらつきにより、無歪状態の出力信号を解
析した波形データがばらつくため、多数の製品を一台ず
つ測定してメモリ２２にデータを格納しなければなら
ず、工数がかかって原価が下げられない、という問題が
ある。
補償電力増幅回路においては、メモリ２２に記憶させて
おく包絡線検波後の波形データのデータ量が多いため、
回路規模が大きく、かつ、高価である、という問題があ
る。さらに、このような歪補償電力増幅回路が実装され
た送信機を工場で多数生産する場合、電力増幅器の構成
部品の性能のばらつきにより、無歪状態の出力信号を解
析した波形データがばらつくため、多数の製品を一台ず
つ測定してメモリ２２にデータを格納しなければなら
ず、工数がかかって原価が下げられない、という問題が
ある。
【００１１】発明の目的は、上記従来の問題点を解消す
るために行ったものであり、簡単な回路を付加すること
によりメモリを省略して歪補償電力増幅回路の回路規模
を小さくするとともに、多数生産する場合、一台ずつの
調整作業をなくして工数を軽減し、コストを下げられる
ようにした歪補償電力増幅回路を提供することにある。
るために行ったものであり、簡単な回路を付加すること
によりメモリを省略して歪補償電力増幅回路の回路規模
を小さくするとともに、多数生産する場合、一台ずつの
調整作業をなくして工数を軽減し、コストを下げられる
ようにした歪補償電力増幅回路を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の歪補償電力増幅
回路は、ディジタル変調された単一キャリアの入力信号
を電力増幅して送信出力とする場合の電力増幅器の非線
形性によって発生し隣接チャネルに対する漏洩電力とな
る歪成分を抑圧するために、前記入力信号を２分配する
分配器と、該分配器で２分配された一方の信号を入力
し、前記電力増幅器の非線形性によって発生する歪と逆
極性の３次歪を発生させる歪発生器と、該歪発生器の出
力の振幅を制御信号によって変化させる可変減衰器と、
該可変減衰器の出力の移相量を制御信号によって変化さ
せる可変移相器と、該可変移相器の出力と前記分配器で
２分配された他方の信号を遅延させた信号とを合成する
合成器と、該合成器で合成された信号を電力増幅して送
信出力とする電力増幅器と、前記入力信号の一部を抽出
して包絡線検波する第１の検波器と、前記送信出力の一
部を抽出して包絡線検波する第２の検波器と、前記第１
の検波器から出力される無歪の包絡線検波出力を基準信
号とし、前記第２の検波器の出力と比較してその差であ
る歪成分を出力する誤差検出器と、該誤差検出器から出
力される歪成分がゼロになるような前記制御信号をそれ
ぞれ前記可変減衰器と前記可変移相器に与える制御部と
が備えられ、前記電力増幅器で発生し隣接チャネルに対
する漏洩電力となる前記歪成分が前記歪発生器によって
発生させた逆極性の３次歪によって相殺されるように構
成されたことを特徴とするものである。
回路は、ディジタル変調された単一キャリアの入力信号
を電力増幅して送信出力とする場合の電力増幅器の非線
形性によって発生し隣接チャネルに対する漏洩電力とな
る歪成分を抑圧するために、前記入力信号を２分配する
分配器と、該分配器で２分配された一方の信号を入力
し、前記電力増幅器の非線形性によって発生する歪と逆
極性の３次歪を発生させる歪発生器と、該歪発生器の出
力の振幅を制御信号によって変化させる可変減衰器と、
該可変減衰器の出力の移相量を制御信号によって変化さ
せる可変移相器と、該可変移相器の出力と前記分配器で
２分配された他方の信号を遅延させた信号とを合成する
合成器と、該合成器で合成された信号を電力増幅して送
信出力とする電力増幅器と、前記入力信号の一部を抽出
して包絡線検波する第１の検波器と、前記送信出力の一
部を抽出して包絡線検波する第２の検波器と、前記第１
の検波器から出力される無歪の包絡線検波出力を基準信
号とし、前記第２の検波器の出力と比較してその差であ
る歪成分を出力する誤差検出器と、該誤差検出器から出
力される歪成分がゼロになるような前記制御信号をそれ
ぞれ前記可変減衰器と前記可変移相器に与える制御部と
が備えられ、前記電力増幅器で発生し隣接チャネルに対
する漏洩電力となる前記歪成分が前記歪発生器によって
発生させた逆極性の３次歪によって相殺されるように構
成されたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すブロ
ック図である。図において、分配器１１と合成器１７の
間のＰＤ回路１２と遅延線１６、及び、電力増幅器１
８、方向性結合器１９、検波器２０は従来と同じであ
る。１０は入力信号の一部を抽出する方向性結合器、２
３は抽出した入力信号を包絡線検波する検波器、２４は
誤差検出器である。入力側の検出器２３と出力側の検出
器２０は、共に忠実に入力される信号を検波し、比較誤
差（歪成分）が確実に検出できるように、方向性結合器
または抵抗減衰器によって入力レベルがほぼ同じくなる
ように調整されている。
ック図である。図において、分配器１１と合成器１７の
間のＰＤ回路１２と遅延線１６、及び、電力増幅器１
８、方向性結合器１９、検波器２０は従来と同じであ
る。１０は入力信号の一部を抽出する方向性結合器、２
３は抽出した入力信号を包絡線検波する検波器、２４は
誤差検出器である。入力側の検出器２３と出力側の検出
器２０は、共に忠実に入力される信号を検波し、比較誤
差（歪成分）が確実に検出できるように、方向性結合器
または抵抗減衰器によって入力レベルがほぼ同じくなる
ように調整されている。
【００１４】誤差検出器２４は、差動増幅回路で構成さ
れ、例えば、π／４シフトＱＰＳＫのデジタル変調され
た入力信号を検波器２３で包絡線検波した無歪包絡線信
号を比較規準とし、送信出力を検波器２０で包絡線検波
した信号との差（歪成分）を求めて制御部２５に与え
る。制御部２５は、その歪成分が零になるように可変減
衰器１４と可変移相器１５を制御する。
れ、例えば、π／４シフトＱＰＳＫのデジタル変調され
た入力信号を検波器２３で包絡線検波した無歪包絡線信
号を比較規準とし、送信出力を検波器２０で包絡線検波
した信号との差（歪成分）を求めて制御部２５に与え
る。制御部２５は、その歪成分が零になるように可変減
衰器１４と可変移相器１５を制御する。
【００１５】上記のように、本発明では、入力信号の一
部を包絡線検波した無歪包絡線信号を規準信号とするこ
とによって従来のメモリを省略し、電力増幅された送信
出力の一部を包絡線検波した信号と比較して送信出力に
含まれる歪成分をとり出し、歪発生器１３で発生した相
殺用の歪成分の振幅と位相を制御することによって送信
出力の歪を相殺し、電力増幅器１８の電力効率を高めた
ことを要旨とするものである。
部を包絡線検波した無歪包絡線信号を規準信号とするこ
とによって従来のメモリを省略し、電力増幅された送信
出力の一部を包絡線検波した信号と比較して送信出力に
含まれる歪成分をとり出し、歪発生器１３で発生した相
殺用の歪成分の振幅と位相を制御することによって送信
出力の歪を相殺し、電力増幅器１８の電力効率を高めた
ことを要旨とするものである。
【００１６】図２は本発明の効果を示す送信出力の周波
数スペクトラムである。送信周波数ｆ0 のプラス側隣接
チャネル（（＋）Ａdj.ch.）とマイナス側隣接チャネル
（（−）Ａdj.ch.）における所定の帯域の電力、即ち、
隣接チャネル漏洩電力（ＡＣＰ）は、補償“なし”のと
き（（＋）側−３８．７５dB、（−）側−３８．００d
B）に対し、補償“あり”のとき（（＋）側−４８．０
０dB、（−）側−４９．２５dB）となり、約１０dBの改
善量が得られ、実用上極めて大きい改善結果が得られ
た。
数スペクトラムである。送信周波数ｆ0 のプラス側隣接
チャネル（（＋）Ａdj.ch.）とマイナス側隣接チャネル
（（−）Ａdj.ch.）における所定の帯域の電力、即ち、
隣接チャネル漏洩電力（ＡＣＰ）は、補償“なし”のと
き（（＋）側−３８．７５dB、（−）側−３８．００d
B）に対し、補償“あり”のとき（（＋）側−４８．０
０dB、（−）側−４９．２５dB）となり、約１０dBの改
善量が得られ、実用上極めて大きい改善結果が得られ
た。
【００１７】図３は、前述のように、電力増幅器の入出
力特性にＡＣＰの特性を記入したものであり、補償“あ
り”のときのＡＣＰが、“なし”のときに比べて約１０
dBの改善が得られている。歪改善量は、２〜３dBでも実
用上は低消費電力化の効果があることを考えれば、約１
０dBの改善は極めて著しい改善である。
力特性にＡＣＰの特性を記入したものであり、補償“あ
り”のときのＡＣＰが、“なし”のときに比べて約１０
dBの改善が得られている。歪改善量は、２〜３dBでも実
用上は低消費電力化の効果があることを考えれば、約１
０dBの改善は極めて著しい改善である。
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、簡単な回路を付加するだけでメモリ
を省略できるので回路規模を縮小することができコスト
を下げることができる。さらに、多数の送信機を生産す
る場合の調整工数が削減され、装置のコスト低減に極め
て著しい効果を発揮する。さらに、本発明は、次世代移
動通信システムのＷ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ：Wide
band Code Division Multiple Access）システムにおい
ても適用することができる。
施することにより、簡単な回路を付加するだけでメモリ
を省略できるので回路規模を縮小することができコスト
を下げることができる。さらに、多数の送信機を生産す
る場合の調整工数が削減され、装置のコスト低減に極め
て著しい効果を発揮する。さらに、本発明は、次世代移
動通信システムのＷ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ：Wide
band Code Division Multiple Access）システムにおい
ても適用することができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の効果を示す送信出力の周波数スペクト
ラムである。
ラムである。
【図３】本発明の効果を示す電力増幅器の入出力特性例
図である。
図である。
【図４】従来の歪補償電力増幅回路のブロック図であ
る。
る。
１０，１９ 方向性結合器 １１ 分配器 １２ ＰＤ回路 １３ 歪発生器 １４ 可変減衰器 １５ 可変移相器 １６ 遅延線 １７ 合成器 １８ 電力増幅器 ２０ 検波器 ２１ 制御部 ２２ メモリ ２３ 検波器 ２４ 誤差検出器 ２５ 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 ディジタル変調された単一キャリアの入
力信号を電力増幅して送信出力とする場合の電力増幅器
の非線形性によって発生し隣接チャネルに対する漏洩電
力となる歪成分を抑圧するために、 前記入力信号を２分配する分配器と、 該分配器で２分配された一方の信号を入力し、前記電力
増幅器の非線形性によって発生する歪と逆極性の３次歪
を発生させる歪発生器と、 該歪発生器の出力の振幅を制御信号によって変化させる
可変減衰器と、 該可変減衰器の出力の移相量を制御信号によって変化さ
せる可変移相器と、 該可変移相器の出力と前記分配器で２分配された他方の
信号を遅延させた信号とを合成する合成器と、 該合成器で合成された信号を電力増幅して送信出力とす
る電力増幅器と、 前記入力信号の一部を抽出して包絡線検波する第１の検
波器と、 前記送信出力の一部を抽出して包絡線検波する第２の検
波器と、 前記第１の検波器から出力される無歪の包絡線検波出力
を基準信号とし、前記第２の検波器の出力と比較してそ
の差である歪成分を出力する誤差検出器と、 該誤差検出器から出力される歪成分がゼロになるような
前記制御信号をそれぞれ前記可変減衰器と前記可変移相
器に与える制御部とが備えられ、 前記電力増幅器で発生し隣接チャネルに対する漏洩電力
となる前記歪成分が前記歪発生器によって発生させた逆
極性の３次歪によって相殺されるように構成された歪補
償電力増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065911A JP2000261252A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 歪補償電力増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065911A JP2000261252A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 歪補償電力増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261252A true JP2000261252A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13300636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065911A Pending JP2000261252A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 歪補償電力増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000261252A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1249930A2 (en) * | 2001-04-10 | 2002-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Predistortion linearizer and predistortion compensation method and program |
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| US6833758B2 (en) | 2002-05-29 | 2004-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power amplifier |
| WO2005027340A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 歪補償増幅装置 |
| US7209715B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-04-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power amplifying method, power amplifier, and communication apparatus |
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| US7877076B2 (en) | 2004-09-29 | 2011-01-25 | Nec Corporation | Error calculation circuit for mixer |
| US7893787B2 (en) | 2005-08-19 | 2011-02-22 | Nec Corporation | DC offset cancellation circuit for modulator using 1-bit signal conversion |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11065911A patent/JP2000261252A/ja active Pending
Cited By (12)
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