JPH0730945A - 移動通信チャネル切替方式および移動局装置 - Google Patents

移動通信チャネル切替方式および移動局装置

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JPH0730945A
JPH0730945A JP5153908A JP15390893A JPH0730945A JP H0730945 A JPH0730945 A JP H0730945A JP 5153908 A JP5153908 A JP 5153908A JP 15390893 A JP15390893 A JP 15390893A JP H0730945 A JPH0730945 A JP H0730945A
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mobile station
channel switching
mobile
station
switching control
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悦宏 中野
Mitsuru Murata
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    • H04W36/32Reselection being triggered by specific parameters by location or mobility data, e.g. speed data
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動通信のチャネル切替制御において、基地
局切替に伴うばたつきおよび通信途中での強制切断を低
減する。 【構成】 移動局およびこの移動局と通信中の基地局に
移動局の移動状態情報検出手段を設ける。チャネル切替
制御パラメータをこの移動状態情報にもとづいて演算し
て設定する。 【効果】 移動局の移動状態における最適なチャネル切
替制御が実現できる。これにより、高品質な通信を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信に利用する。本
発明は携帯電話装置に利用するに適する。特に、基地局
毎に割当てられている通信圏の切替制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】移動通信方式では加入者の増加に対応す
るため、複数の基地局からなるサービスエリアを構成す
る一つの基地局当たりの送信電力を低くし、その通信可
能範囲である通信圏(以下、セルという)を狭い範囲に
とどめてサービスエリアを細分化し、同一の周波数を地
理的に繰り返し利用するセルラ方式が用いられている。
セルラ方式では、周波数利用効率を向上させる目的でセ
ルの半径を小さくしているが、セルの半径が小さいほど
移動局の移動に伴いチャネル切替が頻繁に行われる。
【0003】チャネル切替は、基地局と移動局との間の
上りおよび下りチャネルを監視し通信品質があらかじめ
設定された基準値より小さくなったとき、または通信中
の基地局よりある基準値以上通信品質の高い基地局があ
るときに、移動先の基地局における空きチャネルを確保
して行われる。また、通信品質は「ばたつき」をなくす
ため、ある一定時間平均化して基準値と比較する。
【0004】計算機シミュレーションにより得られたチ
ャネル切替制御パラメータに対するチャネル切替時の呼
の強制切断率およびチャネル切替動作のばたつき回数す
なわち制御負荷の関係を表1に示す。表1は移動速度を
6m/秒としたときの計算機シミュレーションにより得
られたチャネル切替制御パラメータに対するチャネル切
替時の呼の強制切断率およびチャネル切替動作のばたつ
き回数すなわち制御負荷の関係を示す表である。
【0005】
【表1】 この関係を図6に示す。図6は移動速度を6m/秒とし
たときの計算機シミュレーションにより得られたチャネ
ル切替制御パラメータに対するチャネル切替時の呼の強
制切断率およびチャネル切替動作のばたつき回数すなわ
ち制御負荷の関係を示す図である。図6に示すように、
強制切断率とばたつき回数とは反比例関係にあり、チャ
ネル切替制御パラメータは強制切断率とばたつき回数と
の交叉点により最適値が決定される。このチャネル切替
制御パラメータはあらかじめ計算機シミュレーションに
より一定の値に設定され、基地局装置および移動局装置
のチャネル切替制御回路に格納されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ばたつき回数
および強制切断率は、移動局の状態により変化する。計
算機シミュレーションにより得られた移動局の移動速度
に対するばたつき回数および強制切断率の関係を表2に
示す。表2は平均化時間1.2秒、判定基準8dBとし
たときの計算機シミュレーションにより得られた移動局
の移動速度に対するばたつき回数および強制切断率の関
係を示す表である。
【0007】
【表2】 この関係を図7に示す。図7は平均化時間1.2秒、判
定基準8dBとしたときの計算機シミュレーションによ
り得られた移動局の移動速度に対するばたつき回数およ
び強制切断率の関係を示す図である。図7に示すよう
に、移動速度の遅い移動局はばたつき回数が大きくな
り、移動速度の速い移動局は強制切断率が大きくなる。
また、計算機シミュレーションにより得られた移動局お
よび基地局の受信レベルに対するばたつき回数および強
制切断率の関係を図8に示す。図8は計算機シミュレー
ションにより得られた移動局および基地局の受信レベル
に対するばたつき回数および強制切断率の関係を示す図
である。
【0008】図6〜図8から明らかなように、移動局の
状態によりばたつき回数や強制切断率が変化する。した
がって、状態の異なるすべての移動局に対して一律のチ
ャネル切替制御パラメータを用いることは、その移動局
の状態によっては強制切断率の増加および制御負荷の増
大をもたらす要因となり、チャネル切替の品質が劣化す
る。
【0009】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、各移動局の状態によりチャネル切替制御パラメ
ータを最適な値に随時設定変更することができる移動通
信チャネル切替方式を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は、
複数の基地局と、この基地局に無線回線を介して接続可
能な多数の移動局と、前記複数の基地局を制御する交換
局とを備え、前記基地局は自セル内に存在する前記移動
局の通信状態および移動状態を検出する手段と、この検
出する手段の検出結果にしたがってチャネル切替を実行
する手段とを備え、前記移動局が前記基地局のセルを逸
脱するときは、隣接する基地局にこの移動局が通信中の
通信回線を中断なく引き継ぐ手段を備えた移動通信チャ
ネル切替方式である。
【0011】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記実行する手段は、前記検出結果とチャネル切替制御パ
ラメータとにしたがってチャネル切替を実行する手段を
含み、前記移動局は、自局の通信状態および移動状態を
検出する手段と、この検出する手段の検出結果とチャネ
ル切替制御パラメータとにしたがってチャネル切替を実
行する手段とを備え、前記移動局および前記基地局は、
それぞれの前記検出する手段の検出結果にしたがって前
記チャネル切替制御パラメータの設定値をそれぞれ演算
する手段を備えたところにある。さらに、前記移動局お
よび前記基地局は、前記チャネル切替制御パラメータに
関する情報を相互に交換する手段を備えることが望まし
い。
【0012】前記移動局の前記チャネル切替制御パラメ
ータは、この移動局が存在する通信圏の基地局からの無
線信号受信レベルおよび位置および移動速度および移動
方向および前回チャネル割当てからの経過時間の検出結
果により演算されるパラメータを含み、前記基地局の前
記チャネル切替制御パラメータは、この基地局のセル内
に存在する移動局からの無線信号受信レベルおよびこの
移動局の位置および移動速度および移動方向および前回
チャネル割当てからの経過時間の検出結果により演算さ
れるパラメータを含むことが望ましい。
【0013】前記相互に交換する手段は、前記パラメー
タの設定値があらかじめ定められた変化量を越えるごと
に実行される手段を含むことが望ましい。
【0014】本発明の第二の観点は前記移動通信チャネ
ル切替方式に用いる移動局装置であり、その特徴とする
ところは、自局の通信状態および移動状態を検出する手
段と、この検出する手段の検出結果とチャネル切替制御
パラメータとにしたがってチャネル切替を実行する手段
とを備え、前記検出する手段の検出結果にしたがって前
記チャネル切替制御パラメータの設定値を演算する手段
と、前記チャネル切替制御パラメータに関する情報を前
記基地局との間で交換する手段とを備えたところにあ
る。
【0015】
【作用】各移動局の移動速度、移動局における基地局の
受信レベル、基地局における移動局の受信レベル、移動
局位置、移動局移動方向、前チャネル割当てからの経過
時間の情報を移動局またはこの移動局と通信中の基地局
が把握し、その状態に応じて移動局およびこの移動局と
通信中の基地局に設定されるチャネル切替制御パラメー
タを変化させる。
【0016】移動速度が遅い移動局に対しては受信レベ
ルの平均化時間を長くし、チャネル切替実施の判定基準
を高くすることによりばたつき回数を少なくすることが
できる。移動速度が速い移動局に対しては平均化時間を
短くし、チャネル切替実施の判定基準を低くすることに
より強制切断を少なくすることができる。受信レベルが
小さい場合には、平均化時間を短くし、チャネル切替実
施の判定基準を低くすることにより強制切断を少なくす
ることができる。受信レベルが大きい場合には、平均化
時間を長くし、チャネル切替実施の判定基準を高くする
ことによりばたつき回数を少なくすることができる。移
動局位置情報および移動方向情報によりセル移行が間近
と判断されたときは、チャネル切替実施の判定基準を低
くすることにより強制切断を少なくすることができる。
セル移行が間近でないと判断された場合には、平均化時
間を長くし、チャネル切替実施の判定基準を高くするこ
とによりばたつき回数を少なくすることができる。
【0017】また、チャネル割当て後の経過時間によっ
てもセル移行の可能性をある程度予測することができ
る。チャネル割当て後の時間が短い場合には、平均化時
間を長くし、チャネル切替実施の判定基準を高くするこ
とによりばたつき回数を少なくすることができる。
【0018】これにより、各移動局毎に、チャネル切替
制御パラメータを最適な値にすることができ、チャネル
切替時の強制切断率が小さく、ばたつきによる制御負荷
が小さくなる高品質なチャネル切替が行える。
【0019】
【実施例】本発明実施例の構成を図1ないし図3を参照
して説明する。図1は本発明実施例の全体構成図であ
る。図2は移動局装置のブロック構成図である。図3は
基地局装置のブロック構成図である。
【0020】本発明は、基地局31、32、33と、こ
の基地局31、32、33に無線回線を介して接続可能
な移動局11、12と、基地局31、32、33を制御
する交換局10とを備え、基地局31、32、33は自
セル21、22、23内に存在する移動局11、12の
通信状態および移動状態を移動局11、12からの受信
信号レベル、フェージングピッチ(受信信号レベルの変
化周期をいう)、電波到来方向から検出する手段と、こ
の検出する手段の検出結果にしたがってチャネル切替を
実行する手段とを制御部65に備え、また、移動局1
1、12が基地局31、32、33のセルを逸脱すると
きは、隣接する基地局31、32、33にこの移動局1
1または12が通信中の通信回線を中断なく引き継ぐ手
段を制御部65に備えた移動通信チャネル切替方式であ
る。
【0021】ここで、本発明の特徴とするところは、基
地局31、32、33の制御部65は、前記検出結果と
チャネル切替制御パラメータとにしたがってチャネル切
替を実行する手段を含み、移動局11、12は、自局の
通信状態および移動状態を検出する手段として速度メー
タ42、GPS装置41、カウンタ58、受信機54の
受信レベル出力線44と、この検出する手段の検出結果
とチャネル切替制御パラメータとにしたがってチャネル
切替を実行する手段とを制御部59に備え、移動局1
1、12および基地局31、32、33は、それぞれの
前記検出する手段の検出結果にしたがって前記チャネル
切替制御パラメータの設定値をそれぞれ演算する手段と
してチャネル切替制御パラメータ設定部57および64
をそれぞれ備えたところにある。
【0022】移動局11、12および基地局31、3
2、33の制御部59および65は、前記チャネル切替
制御パラメータに関する情報をベースバンド処理部55
および63を介して相互に交換する手段を備えている。
また、基地局31、32、33における移動局11、1
2の移動状態検出手段としては、前述した従来から用い
られている移動局11、12からの受信信号レベル、フ
ェージングピッチ、電波到来方向による検出に加えて、
カウンタ66が設けられている。このカウンタ66は、
前回チャネル割当時刻からの経過時間の情報を得るため
のものである。
【0023】移動局11、12のチャネル切替制御パラ
メータは、この移動局11、12が存在するセルの基地
局31、32、33からの無線信号受信レベルおよび位
置および移動速度および移動方向および前回チャネル割
当てからの経過時間の検出結果により演算されるパラメ
ータを含み、基地局31、32、33のチャネル切替制
御パラメータは、この基地局31、32、33のセル2
1、22、23内に存在する移動局11、12からの無
線信号受信レベルおよびこの移動局11、12の位置お
よび移動速度および移動方向および前回チャネル割当て
からの経過時間の検出結果により演算されるパラメータ
を含む。
【0024】制御部59および65のチャネル切替制御
パラメータに関する情報を相互に交換する手段は、パラ
メータの設定値があらかじめ定められた変化量を越える
ごとに実行される。移動局11、12では、速度メー
タ42が速度が0m/sになる、GPS装置41で測
定した位置が100m以上移動する、GPS装置41
で測定した方位が90度以上変化する、カウンタ58
により測定した前チャネル割当てからの経過時間が10
秒以上経過する、受信レベル出力線44からの下り受
信レベルが20dB以上変化する、以上のそれぞれの変
化点毎に実行される。
【0025】基地局31、32、33では、フェージ
ングピッチにより推定した移動局11、12の移動速度
が0m/sになる、移動局11、12から送出される
状態情報信号から抽出される位置情報または基地局3
1、32、33から送出した状態情報信号要求に対する
応答時間の変化から測定した移動局11、12の位置が
100m以上移動する、状態情報信号から抽出された
方位情報または到来電波の方向により測定した移動局1
1、12の方位が90度以上変化する、カウンタ66
により測定した前チャネル割当てからの経過時間が10
秒以上経過する、受信レベル出力線72からの上り受
信レベルが20dB以上変化する、以上のそれぞれの変
化点毎に実行される。
【0026】次に、本発明実施例の動作を説明する。図
2において、移動局11、12のカウンタ58ではチャ
ネル割当てが行われると制御部59からリセット信号が
出され、チャネル割当て後の経過時間をカウントする。
チャネル切替制御パラメータ設定部57では、受信レベ
ル、移動局速度、移動局位置、チャネル割当てからの経
過時間の移動局状態情報をそれぞれ受信レベルは受信機
54、移動局速度は速度メータ42、移動局位置はGP
S装置41、チャネル割当てからの経過時間はカウンタ
58から入手する。基地局31、32、33における受
信レベルの情報は、基地局31、32、33から送出さ
れて受信機54を介しベースバンド処理部55から抽出
されてチャネル切替制御パラメータ設定部57に入力さ
れる。
【0027】また、移動局11、12で得られた上記状
態情報は、チャネル切替制御パラメータ設定部57から
ベースバンド処理部55に入力され、送信機53を介し
て基地局31、32、33に送出される。
【0028】チャネル切替制御パラメータ設定部57
は、これらの状態情報から現時点で最適なパラメータを
演算し制御部59に転送する。このパラメータは記憶部
40に格納されて制御部59の処理は記憶部40に格納
された情報にしたがって行われる。
【0029】図3において、基地局31、32、33の
カウンタ66ではチャネル割当てが行われると制御部6
5からリセット信号が出され、チャネル割当て後の経過
時間をカウントする。チャネル切替制御パラメータ設定
部64では、受信レベル、前チャネル割当てからの経過
時間、移動局速度、移動局位置の移動局状態情報をそれ
ぞれ受信レベルは変復調部62、前チャネル割当てから
の経過時間はカウンタ66、移動局速度および位置は移
動局11、12から送出される状態情報信号をベースバ
ンド部63から抽出して入手する。また、この状態情報
信号のフェージングピッチおよび到来方向および状態情
報信号要求からの応答到着時間により移動局移動速度お
よび方向および位置を推定することができる。チャネル
切替制御パラメータ設定部64は、これらの状態情報か
ら現時点で最適なパラメータを演算し制御部65に転送
する。このパラメータは記憶部67に格納されて制御部
65の処理は記憶部67に格納された情報にしたがって
行われる。これらの状態情報はベースバンド部63を介
して移動局11、12にも転送される。
【0030】チャネル切替制御パラメータ設定部57ま
たは64におけるパラメータ設定は、変換テーブルを用
いている。変換テーブルは、通信品質の基準値、受信レ
ベル差の基準値、平均化のためのサンプル数などのチャ
ネル切替制御パラメータを平均的な値にあらかじめ設定
しておき、移動局11、12の状態によりそれらのパラ
メータを変化させる必要が生じたときには、変換テーブ
ルにしたがってパラメータの値を増減させる。変換テー
ブルを表3に示す。表3は変換テーブルを示す表であ
る。
【0031】
【表3】 この変換パラメータを用いた例では、パラメータの変化
量は大まかになるが、変換テーブルの場合分けの細分
化、数式を用いた変換を行うことによりきめ細かいパラ
メータの設定が可能になる。
【0032】次に、図4および図5を参照して本発明実
施例の動作をさらに説明する。図4は移動局11および
12の動作を示すフローチャートである。図5は基地局
31、32、33の動作を示すフローチャートである。
図4に示すように移動局11または12が通信を開始す
ると、チャネル切替制御パラメータは基地局31、3
2、33毎に報知されている基準パラメータに設定され
記憶部40に保存される(S0)。つづいてチャネル切
替制御パラメータ設定部57では、受信機54、GPS
装置41、速度メータ42、ベースバンド処理部55か
ら移動局状態を入手し(S1)、その状態によりパラメ
ータ設定値変更の必要の有無を判定し(S2)、変更が
必要であれば制御部59に変更するパラメータを送り、
記憶部40に新パラメータを保存する(S3)。また、
入手した移動局情報により基地局31、32、33への
報告の必要の有無を判定し(S4)、必要な場合は、無
線回線を介して基地局31、32、33に報告する(S
5)。なお、この基地局31、32、33への報告の判
定基準は通常、設定値変更の判定基準と同じであるが、
制御信号の増加を防ぐために設定値変更の判定基準より
低くすることも可能である。この後、通常のチャネル切
替制御手順を行う(S6)。この一連の処理を繰り返す
ことにより、移動局11、12のチャネル切替制御が実
行される。
【0033】図5に示すように基地局31、32、33
が移動局11または12と通信を開始すると、チャネル
切替制御パラメータは基地局31、32、33毎にあら
かじめ設定されている基準パラメータに設定され記憶部
67に保存される(S10)。つづいて、チャネル切替
制御パラメータ設定部64では、変復調部62、ベース
バンド部63から移動局状態を入手し(S11)、その
状態によりパラメータ設定値変更の必要の有無を判定し
(S12)、変更が必要であれば制御部65に変更する
パラメータを送り、記憶部67に新パラメータを保存す
る(S13)。また、入手した移動局情報により移動局
11または12への報告の必要の有無を判定し(S1
4)、必要な場合は、無線回線を介して移動局11また
は12に報告する(S15)。なお、この移動局11ま
たは12への報告の判定基準は通常、設定値変更の判定
基準と同じであるが、制御信号の増加を防ぐために設定
値変更の判定基準より低くすることもできる。この後、
通常のチャネル切替制御手順を行う(S16)。この一
連の処理を繰り返すことにより、基地局31、32、3
3のチャネル切替制御が実行される。表4を参照して本
発明実施例の効果を説明する。表4は計算機シミュレー
ションにより得られた本発明実施例の効果を示す表であ
る。
【0034】
【表4】 表4に示すように、受信レベルが小さい場合には、平均
化時間を短くし、チャネル切替実施の判定基準を低くす
ることにより強制切断を少なくすることができる。受信
レベルが大きい場合には、平均化時間を長くし、チャネ
ル切替実施の判定基準を高くすることによりばたつき回
数を少なくすることができる。移動局位置情報および移
動方向情報によりセル移行が間近と判断されたときは、
チャネル切替実施の判定基準を低くすることにより強制
切断を少なくすることができる。セル移行が間近でない
と判断された場合には、平均化時間を長くし、チャネル
切替実施の判定基準を高くすることによりばたつき回数
を少なくすることができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各移動局の状態によりチャネル切替制御パラメータを最
適な値に随時設定変更することができる。これにより、
チャネル切替が適正に行われ品質の高い通信を行うこと
ができる。電波の有効利用がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成図。
【図2】移動局装置のブロック構成図。
【図3】基地局装置のブロック構成図。
【図4】移動局装置の動作を示すフローチャート。
【図5】基地局装置の動作を示すフローチャート。
【図6】移動速度を6m/秒としたときの計算機シミュ
レーションにより得られたチャネル切替制御パラメータ
に対するチャネル切替時の呼の強制切断率およびチャネ
ル切替動作の制御負荷の関係を示す図。
【図7】平均化時間1.2秒、判定基準8dBとしたと
きの計算機シミュレーションにより得られた移動局の移
動速度に対するばたつき回数および強制切断率の関係を
示す図。
【図8】計算機シミュレーションにより得られた移動局
および基地局の受信レベルに対するばたつき回数および
強制切断率の関係を示す図。
【符号の説明】
10 交換局 11、12 移動局 21、22、23 セル 31、32、33 基地局 40、67 記憶部 41 GPS装置 42 速度メータ 44、72 受信レベル出力線 51 送受信アンテナ 52 送受信共用器 53 送信機 54 受信機 55 ベースバンド処理部 56 ハンドセット 57、64 チャネル切替制御パラメータ設定部 58、66 カウンタ 59、65 制御部 61 増幅部 62 変復調部 63 ベースバンド部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の基地局と、この基地局に無線回線
    を介して接続可能な多数の移動局と、前記複数の基地局
    を制御する交換局とを備え、前記基地局は自通信圏内に
    存在する前記移動局の通信状態および移動状態を検出す
    る手段と、この検出する手段の検出結果にしたがってチ
    ャネル切替を実行する手段とを備え、前記移動局が前記
    基地局の通信圏を逸脱するときは、隣接する基地局にこ
    の移動局が通信中の通信回線を中断なく引き継ぐ手段を
    備えた移動通信チャネル切替方式において、 前記実行する手段は、前記検出結果とチャネル切替制御
    パラメータとにしたがってチャネル切替を実行する手段
    を含み、 前記移動局は、自局の通信状態および移動状態を検出す
    る手段と、この検出する手段の検出結果とチャネル切替
    制御パラメータとにしたがってチャネル切替を実行する
    手段とを備え、 前記移動局および前記基地局は、それぞれの前記検出す
    る手段の検出結果にしたがって前記チャネル切替制御パ
    ラメータの設定値をそれぞれ演算する手段を備えたこと
    を特徴とする移動通信チャネル切替方式。
  2. 【請求項2】 前記移動局および前記基地局は、前記チ
    ャネル切替制御パラメータに関する情報を相互に交換す
    る手段を備えた請求項1記載の移動通信チャネル切替方
    式。
  3. 【請求項3】 前記移動局の前記チャネル切替制御パラ
    メータは、この移動局が存在する通信圏の基地局からの
    無線信号受信レベルおよび位置および移動速度および移
    動方向および前回チャネル割当てからの経過時間の検出
    結果により演算されるパラメータを含み、 前記基地局の前記チャネル切替制御パラメータは、この
    基地局の通信圏内に存在する移動局からの無線信号受信
    レベルおよびこの移動局の位置および移動速度および移
    動方向および前回チャネル割当てからの経過時間の検出
    結果により演算されるパラメータを含む請求項1または
    2記載の移動通信チャネル切替方式。
  4. 【請求項4】 前記相互に交換する手段は、前記パラメ
    ータの設定値があらかじめ定められた変化量を越えるご
    とに実行される手段を含む請求項1ないし3のいずれか
    に記載の移動通信チャネル切替方式。
  5. 【請求項5】 自局の通信状態および移動状態を検出す
    る手段と、この検出する手段の検出結果とチャネル切替
    制御パラメータとにしたがってチャネル切替を実行する
    手段とを備え、 前記検出する手段の検出結果にしたがって前記チャネル
    切替制御パラメータの設定値を演算する手段と、前記チ
    ャネル切替制御パラメータに関する情報を前記基地局と
    の間で交換する手段とを備えたことを特徴とする移動局
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の方
    式に用いる移動局装置。
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