TW391103B - Inieraction between an adjunct positioning system and a radio-communication system - Google Patents

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Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（i) [發明之背景】 申請人之發明是關於諸如細胞式或衛星系統的無線電 通訊系統，更具體而言，是關於支援及增進該種系統緊急. 呼叫程序的技術。 商用無線電通訊的成長，尤其是細胞式無線電話系統 的爆炸性成長已經改變了人們通訊的方式。一項調查指出 大約百分之八十購買行動通訊單元及服務用戶是藉此以增 進他們個人的安全。假設，這些用戶中許多都期望在緊急 狀況下，例如當他們的交通工具出了問題，或是在需要快 速醫療及/或警方回應的緊急情況下，可以使用他們的行 動單元加以協助。在這些環境下，無線電通訊系統應該能 獨立決定該行動單元的位置，特別是在用戶並不知道他或 她的確實位置時。更進一步而言，人們也預期FCC將在不 久之後要求網路經營者將緊急呼叫者的位置轉送給緊急服 務提供者。 要產生行動單元位置資訊有許多現成的技術。在第一 類中，行數星元可以估It它本身的侨罾並且在從事緊魚呼 叫時遠出包念它座標的訊息。這項功能的完成可以透過 諸如提做ft動單元能衛星網崦接收位置資訊的全球 定位系輕行動單元隨即能將該項資訊傳送 給系統，再由系統傳給緊急服務提供者。然而，這需要暴U-現、有的行$單3萼行大蟬修改以力HAGPi接Jcft，喷軌· 單元與基七台高額外的信號傳輸？ 另外的屢擇是τ ή行動單元傳送信號及接收信號的基 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --° r % 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（) 2 地台也可以用來決定行動台的位置。不同的技術，鱼括行 動星元的信號衰減二抵達魚度、及行動台信號在不同基地 食贤、的抵達時間董(TDOA)，都_議運來提供互逆單^隻 〜置声！一。可參見例如Louis A. Stilp, SPIE Vol 2602的 「窄頻細胞式信號定位的抵達時間差技術」一書之134-；L44 頁。這些解決方法也有它們的缺點，包括例如需要修改許 多現有$基^台，g提供天線陣來支援抵 行基埤台efS輸同步以支援TD0A技術。 在無線電通訊系fr中對行動單充免位的第三類策略則 涉及提供一個輔助系統，亦即可以$全獨立於無線電通訊 系_統或可私，無線零通訊系g共元線)二但 __別處屋责^_的芒統。這樣做的好處包括例如作爲可提供 行動單元位置而不需修改系統中大量的現有基地台之適當 解決方案。舉例來說，考慮圖一所示之設備，此處的輔助 掃描單元奠g有與無線電通訊系統的I地台放杞。因~ 此，基地台1支援在細胞2中，特別是行動單元3的無線電 通訊。輔助掃描系統，在圖中以掃描單元4,5,6表示，則 會監聽行動單元3對系統的出入。當行動單元3進行緊急接 達時，輔助單元4,5,6會藉由諸如原始訊息中的一組緊急 旗標或是根據所撥號碼來偵測出該項緊急接達。p助 星元隨即可使用該行動單元在控制頻道或通信頻道上」®傜 輸以提供f訊給！置邊理中心7。位置處理中心隨即使用 由不同輔助單元提供的貪訊對荇勤單元3的位置進行諸女 ' ——^一- . — , 三角測量^並且向緊急服務中心i報^該位聲。關於輔助單 --- L ~ 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 批衣— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

.1T 經濟部中央標隼局負工消費合作杜印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 Α7 Β7 五、發明説明（3) 元使用範例的詳細細節可以參考授予Stilp等人的美國專 利第5,327,144號之「細胞式電話定位系統」，在此併案 提供參考。 如果該種輔助系統與現有無線電系統，如細胞式系統 重叠，可能可以對無線電通訊系統的運作提供某些調整以 增進輔助系統的運作。同樣地，無線電通訊系統也可以利 用該輔助系統以增進它的效能。 【發明之概要】 根據本發明的一個具體實施例，由輔助系統產生的定 位資訊被無線電通訊系統用來避免由許多行動單元回報同 樣緊急事件所造成的局部壅塞。常系統相堂雍窠眩，加里-4^1二^個公置收_個緊急呼叫，貝!锶雷涌説系統可丨、（ 降低來自該區域的緊急呼叫之優先次序。同樣地，由輔助 - — 、1 *— -- —_| ——— <— - _«««— 1 — > __-Τ' —·- 系統麂牛的宙仿，訊也系、統」 例如動萝頻道配置^ 根據本#明之另一具體實施例，無線電通訊系統可以 使輔助系統較容易改善它對行動單元的位置估計以及/或 在緊急呼叫時追蹤行動單元被指定的通信頻道。這可以藉 由在該行動單元用來進行緊急接達的控制頻道上重複傳送 —訊務頻道指定訊息來達成。 根據本發明另一個具體實施例，行動台也會採取某些 做法來回應它所作的緊急呼叫。例如，它可以進入某種模 式，能夠修改它的傳輸以協助輔助系統，例如以最大或高 功率傳輸、不對它的資料訊息編碼、或是持續傳送等。另 -4 * ϋ張尺度適用中國國家標準（CNS ) Ad規格（210X297公釐） ---------^-------,π]------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4) 一種作法是，行動單元可以進入降低電池損耗的低功率模 式（例如藉由進入非連續傳輸模式、使用較低傳輸功率等) ，並且傳送電池功率/通話時間的剩餘量指示。 【圖式之簡述〗 配合附圖及下面對本發明具體實施例之詳細的說明， 可以了解本發明之目的及優點，圖中： 圖一是本發明可以適用之具有輔助監聽系統以提供行 動單元資訊給緊急服務中心的細胞式無線電話系統之範例 不意圖； 圖二表示可以根據本發明運作之基地台及行動單元一 例示意圖； 圖三是本發明第一個具體實施例之流程圖；以及 圖四是本發明第二個具體實施例之流程固。 【較佳實施例之詳細說明】 下面的說明是據細胞式無線電話系統的角度加以描述 ，但應可瞭解申請人之發明並不侷限於該環境，而是可以 使用於其他形式之無線系統，例如使用衛星提供無線電通 訊服務的系統，諸如地面行動無線電（LMR)或特殊行動無 線電（SMR)系統之類的語音中繼系統等。同樣的，下面提 供的具體實施例描述是在使用分時多路進接方式（TDMA)之 通訊系統的環境下，但嫻熟於此技藝之人士應瞭解本發明 可應用於使用任何接達方法論之系統中，例如分頻多路進 接方式（FDMA)，分碼多路進接方式（CDMA)，以及FDMA, TDMA,及/或CDMA的混合方式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------^-------,π.------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明（） 5 1 在完全只爲說明範例的目的下，考慮舉北美普遍使用 的數位無線電話系統，即所謂的數位先進行動電話服務（ D-AMPS)，其中一些特徵規範於電子公會及電信公會（EIA/ TIA)出版的暂時性標準IS-54B「雙模行動台-基地台相容 性標準」中。因爲大量現有消費者之設備只運作於使用分 頻多路進接方式（FDMA)的類比領域中，IS-54B是雙模（ 類比及數位）標準，提供類比的相容性與數位通訊的相容 性。例如IS-54B標準提供有FDMA類比語音頻道（AVC)及TDMA 數位通信頻道（DTC)，且系統操作員可以動態地將一種型 態以另一種型態取代以適應類比及數位用戶間的通信模式 波動。AVC及DTC的實施是透過頻率調變無線電載波信號， 具有接近800百萬赫（MHz)的頻率使得每一個無線電頻道 具有30千赫（KHz)的頻寬。 IS-45B標準也锋供多個類比控制頻道（ACC).，以啓塗/ 系統進接以及與行動單元溝通系統之整理操作眘麗。後續 之稱爲巧-136_準，增加制頻_道〇)&)的％ ，在此提及以供參考。 ~ ~ 在TDMA細胞式無線電話系統中，每一個無線電頻道被 分割爲一系列的時槽，每一個包含來自資料來源的一個資 訊叢訊，例如已數位編碼之語音會話的一部份。時槽被群 集爲具有預定時間長度的連續TDMA訊框。根據IS-54B及IS -136，每一個TDMA訊框包含六個連續時槽及40毫秒（msec ) 的時間長度。因此，每一個訊框可以載運可能是在基地台 及行動台間傳送資訊所用的DTC及DCC混合之一至六個頻道 • 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝----J·— ^-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（e) 6 (如一至六個無線電連線）。 圈二是細胞式無線電話系統範例之方塊圖，包括代表 性基地台110及行動單元120。基地台包含一個連接至MSC 140的控制及處理單元130,而MSC 140則連接至PSTN (圖 中未示）。該種細胞式無線電話系統之一般性質素爲本領 域之專業人士所熟知，如美國專利5,175,867號授與Wejke 等人之「細胞式通訊系統之鄰接輔助轉換」及1992年10月 27日送審之美國專利申請案07/967,027號的「多模式信號 處理」，在此提及以供參考。 基地台110透過由控制及處理單元130所控制之通信頻 道收發機150來處理多個通信頻道。同樣地，每個基地台 也包含一個能處理多個控制頻道的控制頻道收發機160。 控制頻道收發機160是由控制及處理單元130控制。該控制 頻道收發機160在基地台或細胞的控制頻道上廣播控制資 訊給鎖住該控制頻道的行動台。可以瞭解收發機150及160 可實施爲單一裝置，如同行動台之通信及控制收發機170， 以應用於共用相同無線電載波頻率之控制頻道及通信頻道。 在閒置的行動單元120找到一個控制頻道之後，例如 藉由使用在通信頻道上發現的數位控制頻道位置資訊，它 隨即可以使用它的通信及控制頻道收發機170,讀取在該 控制頻道上傳送的控制資訊，例如傳呼訊息。關於數位控 制頻道定位的相關技術之詳細資訊，可參考1994年10月31 曰申請之美國專利申請案08/331,711號的「在無線電通訊 系統中的數位控制頻道定位之方法及裝置」，此處提及僅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -'6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7___ 五、發明説明（7) 供參考。當行動台120及系統間需要連線時，收發機170會 調至由系統指定之通信頻道。 一旦該行動單元發現滿足最小規則集合的控制頻道時 ，例如行動台必須能夠在最小接收信號强度以上接收頻道 時，行動台會根據儲存在行動單元內的特定系統優先而進 一步評估該控制頻道。例如，假使該細胞被排除（如1-136 所述），或該細胞的操作員不是優先的操作員（使用IS-136之系統操作員符碼），則行動單元可能會試著找尋另 一個控制頻道。 如果細胞式系統在控制頻道（DCC的這部份通常被稱爲 是廣播控制頻道或BCCH)上廣播的資料滿足行動單元儲存 的優先，行動單元將會聽取或鎖住該控制頻道以聽取傳呼 訊息及/或傳送呼叫發端訊息。然而，由於行動單元可能 正在行進並且逐漸遠離首先選取之控制頻道的涵蓋範圍， 因此行動單元也同時準備著潛在細胞的再度選取。目前存 在許多已知的技術，可知會行動單元在何處可以找到鄰近 的控制頻道（例如使用一或多個頻率、時間、及碼）以供 行動單元對這些可能的候選者進行測試並與目前的控制頻 道相比較，以找出目前位置下能對該行動單元提供最好服 務的控制頻道。例如參考美國專利5,353,332號授與Raith 及Mu 1 ler之「在無線電fg系統中的通訊控制之方法及裝匱 」或美國專利5,499,386號授與1^1*155〇11的「層級細胞式 1 無線電系統之最佳伺服器選擇」，此處提及僅供參考。 當行勖單元希望進行繫费接骞陡人其傲接是诱渦它所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 I I 訂— I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（） 8 赛取的控制頻道之上行線路送出進接訊息。如果緊急事件 發生，例如一S車禍，可以想見會有許多人在同時及大約 相同的地理區域內試著進行緊急電話呼叫，例如撥給911。 這種情況將會造成突然的通信量高峰，並可能完全耗盡服 務該區域之細胞式系統的資源。 據此，再度考慮圖一之系統，本發明之一具體實施例 提供一種技術，·5必使用由輔助系統4二1所產的位置弯 _定緊急呼叫的優先順序以提供系統頻寬更有效銮的使 _ _ * 用。例如，參考圖三的流程圖，當細胞式系統接收到緊急 呼叫時，亦即當系統接到一個設定了緊急旗標或所撥號碼 爲緊急號碼的接達要求時，該無線電通訊系統（如基地台 1所代表）會在步驟300中進行檢查以判斷該區域目前的通 信量是否超出某一預定臨界値。如果沒有，則該無線電通 訊系統將會在方塊310中透過將該緊急呼叫指定給一通信 頻道，正常地、亦即以高優先權方式處理該緊急呼叫。 否則，流程會前進至方塊320，無線電通訊系統在此 使用由輔助系統轉送的位置資訊以判斷該無線電通訊系統 是否正在處理其他來自同一位置的呼叫。如果沒有，則該 緊急呼叫會被正常處理，同樣到方塊310。如果該無線電 通訊正在處理來自相同的一般位置之預定數目的緊急呼叫 (如2,3,或5個呼叫），則可能可以放心假設目前的緊急呼 叫是企圖傳遞相同或類似的緊急資訊。據此，該緊急呼叫 可以在方塊330中指定爲較低的優先權以供後續處理，如 通信頻道的指定，以免關於同一緊急事件的這些及其他緊 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貫) •裝. 經濟部中央橾隼局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9) 急呼叫會佔去所有可用的頻寬。 相類似的，如果無線重通訊系統可以蟲問玄紡丨、（ 取得它的位置資訊，則無線電通訊系統可以使&該咨卽作一 爲其他不同的用使用的例子包括艦隊管理及動態無線 電資源配置（亦即根據行動單元的地理分布將無線電頻道 指定給不同區域或細胞）。 無線電通訊系統除了利用輔助系統之外，無線電通訊 系統還可以採用不同的行動來協助輔助系統進行對行動單 元的定位任務。例如，根據本發明之一具體實施例，無¥ 電通訊系統可以重複數次行動單元的通信頻道指定訊息使 得輔助系統比較有機曾適當地接收到該通信0道指定並曰_ 育戶瘦監聽行動單元在該通信頻道上的傳輸二這可以數種方~ 式完成。例如，無線電通訊系統可以主動傳送通信頻道指 .定訊息以回應來自行動單元的緊急進接。另一種選擇是， 行動單元可以故意延遲在它被指定涌信頻道上的傳輸，药 此烤得無線電通訊系統重新傳送通信頻道的指定訊J|_。藉 由延遲行動單元對通信頻道的轉移，輔助系統就會有額外 的時間使它的位置估計更精確，尤其是在假如它沒有具備 追隨行動台至它被指定的通信頻道的能力時。 本發明的這些具體實施例可藉圖四的流程圖加以簡單 歸納。在此，首先在方塊400中判斷特定呼叫是否是緊急 呼叫。辨識呼叫是緊急或非緊急呼叫的技術範例描述於美 國專利申請案__號授與Raith等人的「在無線電通訊系 統中辨識緊急呼叫的系統及方法」，申請時間與前述申請 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ----Γ--.---裝-----，1 訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 __ '_ 五、發明説明（1()) 案相同，在此揭示以供參考。如果該呼叫不是緊急呼叫， 則基地台傳送的通信頻道指定和遠端單元的處理都會在方 塊410中正常進行。否則，在方塊420中，通信頻道指定訊 息會被傳送數次，例如作爲行動單元無法在指定之通信頻 道上傳送的回應或者只是由系統主動進行這項任務。 無線電通訊系統通常還可以採取其他的行動以便於進 行緊急呼叫處理，以及特別是輔助系統的運作。例如輔助 系統可以記錄或轉送除了位置資訊以外對應於緊急呼叫的 語音，例如美國專利申請案__號（申請待審編號027575 -069 )授與Raith等人之「使用輔助系統對在無線電通訊 系統中運作之遠端單元定位的系統及方法」，申請於1997 年4月22日，在此揭示以供參考。在這些環境下，無線電 通訊系統不會在通信頻道上啓動任何編碼以便輔助系統能 更迅速地處理在其上偵測到的語言。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (誚先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 更進一步，可以命令行動單元不要啓動它的「不連續 傳送」（DTX)功能。如同該領域之專業人士所熟知，DTX 功能會在偵測到沒有語音時關閉行動台發射機的電力。然 而，在有些情況下，連續的傳輸可能很有用，當只有背景 聲音時，它可幫助緊急中心進行聽取。例如用戶可能要求 緊急呼叫，可是因爲他或她遭受攻擊而無法說話，但緊急 中心仍可以從背景中找出微弱的對話。 行動單元可以進一步要求以最大功率傳送，或是根據 它所運作之系統適用的協定改變例行的傳送功率規則。這 項技術增進了緊急呼叫的接收品質並且使緊急呼叫遺失的 本紙張尺度逋用中固國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 可能性最小化。另一種方法是，細胞基地台可以持續監聽 從行動台接收的功率並且使用任何無線標準通常都有的正 常功率命令訊息對它本身的傳送功率，即下行線路，及行 動單元的傳送功率，即上行線路，啓動不同的功率控制演 算法。這種另類功率控制演算法的策略範例是對細胞基地 台及行動單元要求較高的邊際。 行動單元在察覺被用來進行緊急呼叫時也可以採用某 些策略。例如，辨識出緊急要求的行動單元可以實施用來 儘可能降低電迆損耗的技術。雖然該策略未必與前述行動 單元本身或經由#胞基地台命令，使用較一般細胞更高的 功率電平之策略相容。然而，這個策略的好處是避免該緊 急呼叫因爲電池耗盡而被停止。可以實施的功率節約技術 包括在察覺將要傳送緊急呼叫時，即使該行動台傳送正常 呼叫的預設是DTX關閉，仍允許行動單元進入DTX模式。然 而，如果預設規則指示行動單元的DTX模式關閉且基地台 透過明確的信號傳送堅持這點，因爲該特定基地台可能沒 有具備處理DTX模式開啓的能力，則行動單元的進入DTX模 式可能並不適當。 除此之外，行動單元可以在諸如IS-136中的慢速相關 控制頻道（SACCH)之類信號傳送頻道中將它的估計剩餘交 談時間傳送給無線電通訊系統。該資訊可以由細胞式系統 及/或輔助系統轉送給緊急中心。 當然，在不脫離本發明之精神下尙可以其他特定形式 實現本發明。因此，在此所揭示之實施例僅是爲相關之說 -12 - 冢紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------餐-----'------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（ .12,) 明而不是爲限制之用，本發明之範圍係由下面之申請專利 範圍所指明，而非由前文之說明限制。是故，凡在本案意 思及等效範嚆內之改變應被視爲涵蓋在本發明範圍內。 ---------批衣------iT------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. —種無線電通訊系統，包括： 用以接收由遠端單元傳送之信號的裝置； 、用以辦麗緊急呼叫以麇生緊急指 用以傳送巧传鎇道指定訊息數次的裝置；·以及 增加前述次數以回應前沭緊急指示-號的裝眞 2. 依申請專利範圍第1_項^蕊統，其中該用以辨識緊 急呼叫的裝置會評估由前沭培败裝晋培1½•到之接達訳自的, 緊急櫊位。 3. 依申請專利範圍第1項之系統，其中，該用以辨識 緊急呼叫的裝置會評估所璦號碼以判斷是否產生前述緊急 指示訊號。 —— 4. 一種使用由設在無線電通訊系統中之輔助系統所產 生的位置資訊之方法，包括下列步驟： 接收緊急胜B1U 判斷前述無線電通訊系統之通信量是否超過預定的臨 _ 一 界値；一 如果超過，判斷由遠端單元産生的前述緊急呼叫是否 與較圼收__預定數目之緊急呼吼具有太的位_費； 以及 如果是的話，降低對應_述緊急呼叫的優先Jf ^。 5. 一種使用由設在無線電通訊系^中的輔助系統兩產 生的位置資訊之方法，每括下列步驟： 從前述輔肋系_收對應於數個三前鸿無線電通凰系 統中渾作之赶勘以^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Α4規格（210x297公釐） ---------^-----^—訂*------# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 由前述無線電通訊系統使用前述位置資訊，達成至少 一項與此關聯的功能。 ‘ 6. 依申請專利範圍第五項之方法，其中該至少一項的 功能是動態頻道配置。 > 7. —種在無線零_學訊系統中處理緊急呼叫的方法，包 含下列步驟： ^ 辨識一個呼叫做緊急呼叫；以及 傳送一通信頻道指定訊息數次，以回應前述辨識步驟。 8. 依申請專利範圍第七項之方法V其中該辨識步驟進 一步包含下列步驟： 在遠端單元中辨識一個呼叫做爲前述緊急呼叫；以及 不在指定的通信頻道傳送以爲回應。 9_依申請專利範圍第七項之方法，其中該辨識步驟進 一步包含下列步驟： 在基地台辨識一個呼叫爲緊急呼叫。 10. —種在無線電通訊系統中處理緊急呼叫的方法，包_ 贪下列步驟： — ' ' 在前述系統中辨識一個呼叫爲緊急呼叫； 從前述系統傳送一指示給前述行動單元以下列至少— 種方式傳送：最大功率、連續傳送、及未縞碼資料。 11. 依申請專利範圍策士項色方法，其中該指示命令該 行動單元以最大功率、連續傳送、及未編碼資料傳逸。 12. —種動H，包含： 用以辨識一緊急呼叫已被發出的裝置；以及 -.-11 » 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇Χ297公釐） I— —I— I 訂 I— n 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 39110¾ 畀 D8 六、申請專利範圍 回應前述辨識裝置而進入低功率模式以降低電池損耗 的裝置。 13.依申請專利範圍第十二項之行動單元，進—步包含： 回應前述辨識裝置而傳送剩餘交談時間指示的裝f。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐）