轨道角动量态复用通信研究 被引量：8

1

作者 赵生妹 蒋欣成 +2 位作者 巩龙延 程维文 郑宝玉 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2015年第6期1-13,共13页

任何带有螺旋相位分布的波束拥有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),其螺旋相位取决于OAM态拓扑荷。OAM态拓扑荷取值可从负无穷至正无穷,不同拓扑荷的OAM态空间模相互正交。因此,与能量、波长和极化一样,OAM态成为一种可载荷信... 任何带有螺旋相位分布的波束拥有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),其螺旋相位取决于OAM态拓扑荷。OAM态拓扑荷取值可从负无穷至正无穷,不同拓扑荷的OAM态空间模相互正交。因此,与能量、波长和极化一样,OAM态成为一种可载荷信息的新型自由度。目前,基于OAM态这一新型自由度的复用通信体制引起了业界的极大关注。文中阐述OAM态的概念,OAM态复用,OAM态复用在自由空间光通信、光纤通信和无线电通信等场景下的研究进展。OAM态复用极大地提升了通信系统的容量和频带利用率,它的应用前景令人兴奋,存在着机遇,也面临着巨大的挑战。 展开更多

关键词 轨道角动量态 轨道角动量态复用 轨道角动量态复用通信系统

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基于波前校正的轨道角动量复用通信系统抗干扰研究 被引量：5

2

作者 邹丽 王乐 +1 位作者 张士兵 赵生妹 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期76-84,共9页

基于轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)复用自由空间光(FSO,free-space optical)通信系统不可避免地受到大气湍流的干扰。针对OAM复用通信系统,提出一种基于Gerchberg-Saxton相位校正的大气湍流干扰影响补偿方法。利用Gerchberg... 基于轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)复用自由空间光(FSO,free-space optical)通信系统不可避免地受到大气湍流的干扰。针对OAM复用通信系统,提出一种基于Gerchberg-Saxton相位校正的大气湍流干扰影响补偿方法。利用Gerchberg-Saxton相位恢复算法校正由大气湍流导致的OAM态复用光波前相位扭曲。数值仿真结果证实,该方法很好地抑制了大气湍流引起的OAM态复用串扰。在大气湍流折射率结构指数常数Cn2<2× 10-15m-2/3时,系统误码率比没有使用Gerchberg-Saxton算法的要下降2到3个数量级。 展开更多

关键词 光通信 轨道角动量复用 大气湍流 Gerchberg-Saxton算法 相位校正

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MIMO均衡下非对齐光子轨道角动量复用通信系统性能研究 被引量：2

3

作者 张文浩 李成 +1 位作者 李威 赵生妹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期723-729,共7页

轨道角动量(Orbital angular momentum, OAM)复用通信系统性能不可避免地受到发、收两端OAM态非对齐的影响.针对OAM态复用通信,提出了一种将多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)均衡技术用于降低OAM系统发、收两端非对... 轨道角动量(Orbital angular momentum, OAM)复用通信系统性能不可避免地受到发、收两端OAM态非对齐的影响.针对OAM态复用通信,提出了一种将多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)均衡技术用于降低OAM系统发、收两端非对齐对系统性能带来影响的方案.所提方案利用MIMO均衡技术纠正或部分纠正复用OAM态在发、收两端非对齐时的模间串扰.数值仿真结果表明所提方案可有效地降低OAM非对齐通信系统模式间的串扰,提升了系统的误码率性能,在位置偏移和角度偏斜量较小情形下,系统误码率可提升1～2个数量级. 展开更多

关键词 光通信 轨道角动量复用通信 非对齐 多输入多输出均衡 误码率

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基于高效轨道角动量态分离方法的复用系统方案研究

4

作者 杨帆 王乐 赵生妹 《中国电子科学研究院学报》 2014年第1期22-26,31,共6页

轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)态可载荷信息,单个OAM态具有无穷大容量且不同OAM态间相互正交。基于OAM态复用的通信系统成为光通信和量子光学领域的研究热点之一。将高效OAM态分离方法应用于OAM态复用系统中,给出一种高效的... 轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)态可载荷信息,单个OAM态具有无穷大容量且不同OAM态间相互正交。基于OAM态复用的通信系统成为光通信和量子光学领域的研究热点之一。将高效OAM态分离方法应用于OAM态复用系统中,给出一种高效的OAM态通信复用方案。由于这种OAM态分离方法的特点,新方案可从OAM叠加态中同时解调出复用系统中不同轨道角动量态的载体信息,有效节省了复用系统接收端的解调设备,降低了OAM态复用系统的实现成本。数值仿真结果表明当系统信噪比大于23 dB时,系统误码率可以降至于10-4以下,本方案是一可行的OAM态复用方案。 展开更多

关键词 轨道角动量态复用 坐标转换 位置判决 误码率

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水下湍流对轨道角动量通信系统信道容量的影响 被引量：6

5

作者 胡涛 潘孙翔 +1 位作者 王乐 赵生妹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期499-506,共8页

研究了水下湍流对轨道角动量(OAM)通信系统的性能影响,分析了不同环境参数和传输距离下OAM通信系统信道容量的变化.结果表明,水下湍流环境中随着传输距离、湍流动能耗散率和温度耗散率的增加,OAM态光束模式之间串扰加强,信道容量下降.... 研究了水下湍流对轨道角动量(OAM)通信系统的性能影响,分析了不同环境参数和传输距离下OAM通信系统信道容量的变化.结果表明,水下湍流环境中随着传输距离、湍流动能耗散率和温度耗散率的增加,OAM态光束模式之间串扰加强,信道容量下降.当传输距离达到7 m左右,信道容量下降为原来的一半;当湍流动能耗散率为10^(-4)m^2/s^3,容量下降到理论最大值的75%;当温度耗散率为10^(-8)K^2/s,信道容量下降到理论上最大值的一半;水下环境中盐度扰动比温度变化扰动对OAM通信系统性能的影响更大。 展开更多

关键词 光通信 轨道角动量态 水下湍流 拉盖尔-高斯光束 信道容量

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轨道角动量电磁波在无线通信系统中的应用 被引量：1

6

作者 黎璐玫 李文惠 《数字通信世界》 2018年第1期59-60,39,共3页

本文针对无线通信业务增长,用户数量急剧增加导致的频谱资源匮乏问题,就当下备受研究学者们广泛关注的轨道角动量复用技术进行了详细地介绍,在此基础上,说明了尽管存在轨道角动量电磁波接收难的问题,但其在无线通信系统中仍有广大的应... 本文针对无线通信业务增长,用户数量急剧增加导致的频谱资源匮乏问题,就当下备受研究学者们广泛关注的轨道角动量复用技术进行了详细地介绍,在此基础上,说明了尽管存在轨道角动量电磁波接收难的问题,但其在无线通信系统中仍有广大的应用前景。 展开更多

关键词 n轨道角动量 电磁波 复用 无线通信系统

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光子轨道角动量量子态传输研究进展 被引量：2

7

作者 徐凯 曹洹 +4 位作者 张超 胡晓敏 黄运锋 柳必恒 李传锋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期3-31,共29页

携带轨道角动量(OAM)的光束理论上拥有无限个相互正交的本征态,因此可以作为独立信息传输光束促进大容量经典光通信的发展。在量子信息领域,近年来高维量子系统因为有更大的信道容量和更强的抗噪声能力引起了研究人员的极大兴趣,而光子... 携带轨道角动量(OAM)的光束理论上拥有无限个相互正交的本征态,因此可以作为独立信息传输光束促进大容量经典光通信的发展。在量子信息领域,近年来高维量子系统因为有更大的信道容量和更强的抗噪声能力引起了研究人员的极大兴趣,而光子OAM出色的维度拓展能力使其成为实现高维量子系统的重要手段。综述了光子OAM传输的研究进展,重点介绍和分析了自由空间、光纤以及水下等多种传输方式下OAM量子叠加态和纠缠态分发工作,并对实际应用中面临的问题和潜在的解决方案进行了阐述,可为相关领域研究者提供参考。 展开更多

关键词 量子光学 轨道角动量 高维量子系统 量子信息 量子叠加态 纠缠态分发

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轨道角动量技术在光通信网络中的应用研究 被引量：1

8

作者 张萌 张海懿 《电信网技术》 2017年第6期55-61,共7页

轨道角动量技术为高速光通信提供了一个全新的复用维度,实现大容量、高频谱利用率的光传输。本文在介绍轨道角动量技术的基本原理基础上,从轨道角动量技术在光通信网络中实现点对点大容量传输和动态组网两个方面分析了轨道角动量技术的... 轨道角动量技术为高速光通信提供了一个全新的复用维度,实现大容量、高频谱利用率的光传输。本文在介绍轨道角动量技术的基本原理基础上,从轨道角动量技术在光通信网络中实现点对点大容量传输和动态组网两个方面分析了轨道角动量技术的应用发展方向,重点分析了OAM技术中OXC节点和OADM节点的逻辑功能、组网方式和应用场景,进而分析了其技术优势,以及该技术研究中的局限性、面临的挑战以及应用前景展望。 展开更多

关键词 轨道角动量 光通信 光分插复用 光交叉连接

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光纤通信系统中新型OAM复用模式的产生

9

作者 韩明芬 于平苹 《信息通信》 2017年第4期216-217,共2页

轨道角动量(OAM)复用技术可使多个OAM并行模式信息在同一新型光纤中传输,能够极大的提高光纤通信系统容量和频谱利用率,是一种具有竞争力的新型复用技术。本文基于纯相位空间光调制器(SLM)的OAM模式激励原理,搭建了OAM模式激励实验平台... 轨道角动量(OAM)复用技术可使多个OAM并行模式信息在同一新型光纤中传输,能够极大的提高光纤通信系统容量和频谱利用率,是一种具有竞争力的新型复用技术。本文基于纯相位空间光调制器(SLM)的OAM模式激励原理,搭建了OAM模式激励实验平台,实现了高质量的OAM模式的产生。 展开更多

关键词 光纤通信 轨道角动量 新型复用技术

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大气湍流对单光子通信中光子态的影响 被引量：1

10

作者 徐建才 张逸新 +3 位作者 朱焯炜 魏柏林 王建宇 贾建军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期839-842,共4页

为了研究光子态在大气湍流中的变化规律,基于拉盖尔-高斯光束横向空间波函数(光子轨道角动量的本征函数)以及湍流大气中拉盖尔-高斯光束光子态(可由各本征光子态叠加构成),得到了湍流大气中光子态的探测概率,并分析了大气湍流、传输距... 为了研究光子态在大气湍流中的变化规律,基于拉盖尔-高斯光束横向空间波函数(光子轨道角动量的本征函数)以及湍流大气中拉盖尔-高斯光束光子态(可由各本征光子态叠加构成),得到了湍流大气中光子态的探测概率,并分析了大气湍流、传输距离、质量因子对光子态的影响。结果表明,质量因子是决定发射光子态跳变的重要因素,相同质量因子的光子态在接受端的测量权重基本相同,且质量因子值越大原光子态测量权重越小。同时,在湍流大气的影响下,从原光子态跳变到轨道角动量增加某值的光子态的测量权重总和与跳变到减小相应轨道角动量的光子态的测量权重总和基本相同;随着湍流强度或传输距离的增加,发射光子态在接受端的光子测量权重不断减小,而且湍流强度对光子态测量权重的影响比距离的大。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光通信 光子态 大气湍流 轨道角动量

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国外通信卫星系统灵活性发展研究 被引量：6

11

作者 李博 《国际太空》 2018年第5期23-32,共10页

提升单位带宽的效费比,是传统地球静止轨道（GEO）通信卫星运营商持续追求的命题.过去数十年间,为达到这一目标,运营商采取众多技术途径,包括提高载荷功率以支持更大带宽传输、延长设计寿命以增加收入、多波束频率复用以提升容量等,推... 提升单位带宽的效费比,是传统地球静止轨道（GEO）通信卫星运营商持续追求的命题.过去数十年间,为达到这一目标,运营商采取众多技术途径,包括提高载荷功率以支持更大带宽传输、延长设计寿命以增加收入、多波束频率复用以提升容量等,推动了卫星平台承载能力的不断升级、载荷通信性能的快速改善.最明显的结果是,全球在轨通信卫星总容量在2013年首次突破1Tbit/s,2016年则翻番至2Tbit/s.但容量激增也引发了市场需求与供给（供大于求）的经典矛盾,空置的转发器与部分用户通信需求无法满足的现象共存,反而在一定程度上降低了运营商的投资回报预期.针对此问题,通过载荷的灵活性,实现星上通信资源的高效按需调度和配置,成为业界当前关注的解决途径. 展开更多

关键词 通信卫星系统 活性 国外 地球静止轨道 带宽传输 运营商 设计寿命 频率复用

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OAM光通信系统能量利用效率研究 被引量：7

12

作者 周红平 潘珍珍 +2 位作者 郭凯 雷艺 郭忠义 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1881-1892,共12页

涡旋光是一种携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的特殊光束,由于携带不同OAM的涡旋光之间相互正交,并且OAM无限取值的特性,使得其可为光通信系统提供一个新的物理维度,因此吸引了国内外众多学者的关注.随着OAM光通信技术的... 涡旋光是一种携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的特殊光束,由于携带不同OAM的涡旋光之间相互正交,并且OAM无限取值的特性,使得其可为光通信系统提供一个新的物理维度,因此吸引了国内外众多学者的关注.随着OAM光通信技术的研究深化,各类OAM通信系统得到了飞速发展,但通信系统中的能量利用效率问题却较少受到关注.本文聚焦近期典型成果中的OAM光束的产生、检测以及整体通信系统的能量利用效率,对之进行概括,并对未来OAM光通信系统的能量利用效率的发展趋势及前景进行分析与展望. 展开更多

关键词 轨道角动量 通信维度 光通信 通信系统 能量利用效率

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光纤通信空分复用技术研究进展分析 被引量：17

13

作者 赖俊森 汤瑞 +5 位作者 吴冰冰 吴文宣 李宏发 刘国军 赵文玉 张海懿 《电信科学》 北大核心 2017年第9期118-135,共18页

带宽容量需求的快速增长驱动光纤通信技术不断演进,目前多芯光纤复用、少模光纤复用、少模多芯光纤复用和轨道角动量模式复用等空分复用技术成为业界的关注焦点。基于此,对空分复用技术涉及的新型光纤设计、模式转换与控制、信道复用/... 带宽容量需求的快速增长驱动光纤通信技术不断演进,目前多芯光纤复用、少模光纤复用、少模多芯光纤复用和轨道角动量模式复用等空分复用技术成为业界的关注焦点。基于此,对空分复用技术涉及的新型光纤设计、模式转换与控制、信道复用/解复用、光放大等关键技术及其研究进展进行了分析,同时对其技术特征进行了对比总结,并对光纤通信空分复用技术目前存在的问题和未来发展的应用前景进行了探讨和展望。 展开更多

关键词 光纤通信 空分复用 多芯光纤 少模光纤 轨道角动量

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ATC系统中采用电力线载波通信技术的研究 被引量：1

14

作者 枉杨 吴汶麒 《城市轨道交通研究》 2003年第6期76-78,共3页

介绍了正交频分复用 (OFDM )的基本原理 ,并结合城市轨道交通ATC系统的特点 。

关键词 ATC系统 电力线载波通信 正交频分复用 城市轨道交通 接触网 信息传输

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基于超材料的水声通信综述

15

作者 周萍 贾晗 杨军 《水下无人系统学报》 2024年第4期611-620,共10页

近年来,声学超材料作为一种新型人工复合材料,凭借其强大的声学参数调控能力突破传统材料功能极限,在水下探测、目标识别、成像、导航和通信等领域展现出了广阔的应用前景。文章综述了利用超材料实现水声通信的研究进展,主要包括基于声... 近年来,声学超材料作为一种新型人工复合材料,凭借其强大的声学参数调控能力突破传统材料功能极限,在水下探测、目标识别、成像、导航和通信等领域展现出了广阔的应用前景。文章综述了利用超材料实现水声通信的研究进展,主要包括基于声轨道角动量的多路复用通信、基于声学超表面的波束操控实现的特定发射和接收端间的水声通信,以及水-空跨介质声通信,总结了其所涉及的关键技术,并对当前基于超材料的水声通信所面临的挑战和前景进行了展望。 展开更多

关键词 水声通信 声学超材料 轨道角动量 多路复用 波束操控 水-空跨介质

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OAM光通信技术研究进展 被引量：30

16

作者 郭忠义 龚超凡 +4 位作者 刘洪郡 李晶晶 王子坤 杨阳 宫玉彬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期90-123,共34页

涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制--OAM键控(OAM-SK)与OAM复用(OAM-... 涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制--OAM键控(OAM-SK)与OAM复用(OAM-DM),这为未来实现高速、大容量及高频谱效率的光通信技术提供了潜在的解决方案。本文将从OAM光束的类别和产生方法等基本概念理论出发,对这两种通信应用机制相关的典型研究案例做简要概述,并重点论述三种关键技术,包括OAM光束复用技术、OAM光束解调技术以及OAM光通信的大气湍流效应抑制技术。最后,对OAM光通信技术的未来发展趋势及其前景进行了分析与展望。 展开更多

关键词 轨道角动量 自由空间光通信 OAM复用 大气湍流

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OAM光通信路由器件研究 被引量：7

17

作者 郭忠义 潘珍珍 +3 位作者 龚超凡 王子坤 郭凯 周红平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期185-197,共13页

随着轨道角动量(OAM)光通信技术的研究不断深入,OAM路由器件在提升通信系统的灵活性和实用性方面扮演着重要的角色,近些年,具有特定功能的OAM路由器件的研究得到了飞速发展。基于此,对近些年OAM路由器件的研究成果进行了概述,对其中可... 随着轨道角动量(OAM)光通信技术的研究不断深入,OAM路由器件在提升通信系统的灵活性和实用性方面扮演着重要的角色,近些年,具有特定功能的OAM路由器件的研究得到了飞速发展。基于此,对近些年OAM路由器件的研究成果进行了概述,对其中可实现信道切换、多播、滤波、添加/提取、跳变和模式划分6类OAM路由器件的原理、研究方法及优缺点进行了讨论与总结,同时对OAM路由器件未来的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 轨道角动量 自由空间光通信 OAM路由器件 信道复用

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电磁涡旋及其在无线通信中的应用 被引量：6

18

作者 李蹊 冯志勇 +1 位作者 冯建元 张奇勋 《电讯技术》 北大核心 2015年第10期1067-1073,共7页

随着移动数据需求的飞速增长,频谱资源紧缺的问题已成为限制无线通信产业发展的瓶颈。电磁涡旋作为一项新的传输技术,引入轨道角动量这一新的复用维度,可以实现在同一频带同时传输输多多路路信信息息,有望极大地提高通信系统的容量,有... 随着移动数据需求的飞速增长,频谱资源紧缺的问题已成为限制无线通信产业发展的瓶颈。电磁涡旋作为一项新的传输技术,引入轨道角动量这一新的复用维度,可以实现在同一频带同时传输输多多路路信信息息,有望极大地提高通信系统的容量,有效解决频率资源短缺的问题。详细分析了电磁涡旋的结构和性质,概述了电磁涡旋的国内外研究进展,阐述了电磁涡旋的产生与接收方法及复用技术原理,指出了电磁涡旋面临的挑战与后续研究建议。 展开更多

关键词 无线通信 电磁涡旋 轨道角动量 通信系统容量 研究进展

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涡旋电磁波的理论与应用研究进展 被引量：22

19

作者 李龙 薛皓 冯强 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期1-12,共12页

无线电技术因实现对信息的快捷传输而蓬勃发展,时至今日,不断增多的通信业务使得不可再生的频谱资源日益紧缺,通信速率也已趋于香农定理的极限。涡旋电磁波（简称涡旋波）因携带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）而体现出... 无线电技术因实现对信息的快捷传输而蓬勃发展,时至今日,不断增多的通信业务使得不可再生的频谱资源日益紧缺,通信速率也已趋于香农定理的极限。涡旋电磁波（简称涡旋波）因携带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）而体现出新的自由度,理论上在任意频率下都具有无穷多种互不干扰的正交模态,在通信领域有望提升频谱效率与通信容量,在雷达成像领域也体现出提高分辨率的潜力,逐渐成为研究热点。基于此,本文通过调研,概述了涡旋波的理论研究进展;阐述了涡旋波产生、传输、接收等传播链路的研究方法;介绍了涡旋波在无线通信领域与雷达成像领域的应用现状;总结了涡旋波在目前发展中面临的关键问题,并指出其未来研究与发展的方向。 展开更多

关键词 轨道角动量 涡旋波 涡旋波的传播链路 涡旋波通信系统 涡旋波雷达成像

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连续超表面:产生任意涡旋光

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《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期2-2,共1页

与电子的轨道角动量类似，光子也具有轨道角动量。光学轨道角动量在大容量光通信、微粒子操纵等方面具有广阔的应用前景。由于依赖于传播方向光程的累积，传统产生轨道角动量的光学器件体积庞大且笨重，不能满足集成和微纳光学系统的需求。

关键词 轨道角动量 旋光 表面 光学器件 传播方向 光学系统 涡 光通信

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