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Technisches Gebiet
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Verschiedene hier beschriebene Ausführungen betreffen im allgemeinen drahtlose Kommunikationstechnik einschließlich Vorrichtungen, Systemen und Verfahren, die verwendet werden, um passives Scannen durchzuführen, während sie mit einem Zugangspunkt verknüpft sind.
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Hintergrundinformationen
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Eine drahtlose Vorrichtung, die nach einer 802.11-Spezifikation des Institute of Electrical and Electronic Engineers arbeitet, kann sich selbst bei einem Zugangspunkt authentifizieren und anschließend eine „Verknüpfung” mit dem Zugangspunkt herstellen, indem sie sich als ein Knoten im Netzwerk registriert. Der drahtlose Vorgang der Verknüpfung kann analog dazu sein, ein Netzwerkkabel in einer verdrahteten Umgebung von einer Workstation in einen Netzwerkanschluß hineinzustecken (z. B. einen Port auf einem Hub, Switch oder Router). Für zusätzliche Informationen bezüglich IEEE 802.11-Standards wird auf „IEEE Standards for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Local and Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY), ISO/IEC 8802-11: 1999” und verwandte Zusätze verwiesen.
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Eine drahtlose Verknüpfung kann jedoch einfacher unterbrochen werden als eine Kabelverbindung, da eine durchgehende Verknüpfung von Hochfrequenz(HF)-Signalbedingungen abhängen kann. Daher kann die Verknüpfung der drahtlosen Vorrichtung aufgelöst werden, wenn HF-Rauschpegel, Signalstärken oder andere HF-Signalparameter sich ändern. Ähnlich können die sich ändernden HF-Signalbedingungen dazu führen, daß ein oder mehrere zusätzliche Zugangspunkt(e) (abgesehen von dem Zugangspunkt, mit dem eine Verknüpfung besteht) detektierbar sind. Somit kann eine drahtlose Vorrichtung Signalstärken (oder Signal-Rausch-Verhältnisse) innerhalb eines Arbeitsbandes fortlaufend auswerten und möglicherweise den Zugangspunkt wechseln, mit dem sie verknüpft ist („Neu-Verknüpfung”). Dieses Verfahren, das im Gebiet als „passives Scannen” bekannt ist, kann mit Beacon(„Signalfeuer”)-Paketen arbeiten, die von zusätzlichen Zugangspunkten empfangen werden.
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Passives Scannen nach Zusätzlichen Zugangspunkten kann jedoch einen beträchtlichen Zeitraum in Anspruch nehmen, insbesondere für ein aktives Band, das mehrere Kanäle umfaßt. Im Fünf-Gigahertz-Band kann beispielsweise das passive Scannen von 30 Kanälen drei Sekunden oder länger benötigen, setzt man ein übliches Beacon-Intervall von etwa 100 Millisekunden voraus. Da die drahtlose Vorrichtung die passive Scan-Operation mit Verarbeitung unterbricht, die zur Aufrechterhaltung der gegenwärtigen Verknüpfung nötig ist, kann ein komplettes passives Scannen des aktiven Bandes im Hintergrund eine Minute oder mehr bis zur Fertigstellung benötigen. Daher kann eine aktive Sprech- oder Datenverbindung die Zeitbegrenzung überschreiten und fallengelassen werden, wenn die gegenwärtige Verknüpfung durch einen verschlechterten HF-Signalzustand unterbrochen wird, bevor der/die Zusätzlichen Zugangspunkt(e) entdeckt werden.
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In
US 6,047,175 wird ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation beschrieben, welches einen Hilfsempfänger nutzt, um selektiv verschiedene Kanäle auszuwählen. Dazu scannt der Hilfssender kontinuierlich verfügbare Kanäle, so dass basierend auf einem Geräuschpegel der jeweils beste Kanal zur Kommunikation genutzt werden kann.
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Die oben beschriebenen Probleme werden durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 7, ein Verfahren nach Anspruch 12 und ein maschinenlesbares Medium nach Anspruch 18 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 6, 8 bis 11, 13 bis 17 und 21 beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung und eines Systems nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung.
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2 ist ein Flußdiagramm, das mehrere Verfahren nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung darstellt.
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3 ist ein Blockdiagramm eines Artikels nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 1 umfaßt ein Blockdiagramm der Vorrichtung 100 und des Systems 160 nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung. Die verschiedenen Ausführungen können betrieben werden, um einen Zeitraum zu verringern, der nötig ist, um ein passives Hintergrundscannen nach zusätzlichen Zugangspunkten durchzuführen, während eine Verknüpfung mit einem gegenwärtigen Zugangspunkt aufrechterhalten wird. Die Vorrichtung 100 kann ein MAC-Modul (Medienzugriffssteuerung) 106 umfassen, um Pakete 108 an einem Mehrketten-WLAN(drahtloses lokales Netzwerk)-Knoten 110 zu verarbeiten. Die Vorrichtung 100 kann auch eine erste Empfangskette 114 in dem WLAN-Knoten 110 umfassen. Die erste Empfangskette 114 kann mit dem MAC-Modul 106 gekoppelt sein, um eine WLAN-Verknüpfung 118 unter Verwendung des WLAN-Knotens 110 aufrechtzuerhalten, wie etwa eine Verknüpfung mit einem ersten Zugangspunkt 122.
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Die Vorrichtung 100 kann auch eine zweite Empfangskette 124 umfassen, die mit dem MAC-Modul 106 gekoppelt ist und mit der ersten Empfangskette 114 zusammen angeordnet ist. Das heißt, daß die zweite Empfangskette 124 in dem WLAN-Knoten 110 vorgesehen sein kann und nicht zugeordnet sein kann, um an der WLAN-Verknüpfung 118 teilzunehmen. Man beachte, daß eine Vorrichtung mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO) eine oder mehrere Empfangsketten aufweisen kann, die nicht benutzt werden, wenn sie in einem Vorläufermodus (Legacy-Modus) nach einer 802.11-Spezifikation der IEEE arbeitet, und einer der ungenutzten Empfangsketten kann die zweite Empfangskette 124 umfassen.
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Ein Korrelatorprozessor 130 kann mit der zweiten Empfangskette 124 gekoppelt sein. Der Korrelatorprozessor 130 kann Prozessoren umfassen, Teile von Prozessoren umfassen oder mittels Verarbeitungszyklen arbeiten, die von anderen Prozessoren stammen. Demnach kann der Korrelatorprozessor 130 in seiner Rechenleistung zwischen verschiedenen Ausführungen der Vorrichtung 100 variieren. Der Korrelatorprozessor 130 kann beispielsweise im wesentlichen eine Kopie eines digitalen Haupt-Signalprozessors (DSP) 132 umfassen, der verwendet wird, um die WLAN-Verknüpfung 118 aufrechtzuerhalten. Alternativ kann der Korrelatorprozessor 130 einen weniger leistungsstarken Beacon-Präambel-Korrelator umfassen, der möglicherweise eine Vorrichtung mit begrenzter Funktionalität umfaßt, die fähig ist, ein Beacon-Paket 134 zum Zweck des passiven Scannen zu erkennen und zu identifizieren.
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Der Korrelatorprozessor 130 kann während einer Zeitspanne nach einem oder mehreren zweiten Zugangspunkt(en) 136 scannen, wenn die erste Empfangskette 114 die WLAN-Verknüpfung 118 mit dem ersten Zugangspunkt 122 aufrechterhält. Der/die zweiten Zugangspunkt(e) 136 können durch Zugangspunkte gebildet werden, die nicht an der WLAN-Verknüpfung 118, die den WLAN-Knoten 110 einschließt, teilnehmen. Manche Ausführungen der Vorrichtung 100 können einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 140 umfassen, der mit der zweiten Empfangskette 124 gekoppelt ist, um eine Frequenz des passiven Scannen 146 der Empfangskette zu steuern.
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Andere Ausführungen können ausgeführt werden. Ein System 160 kann beispielsweise eine oder mehrere der Vorrichtungen 100 aufweisen, die ein MAC-Modul (Medienzugriffssteuerung), um Pakete 108 in einem WLAN-Knoten zu verarbeiten, eine erste Empfangskette 114, um eine WLAN-Verknüpfung 118 unter Verwendung des WLAN-Knotens 110 aufrechtzuerhalten, eine zweite Empfangskette 124 und einen Korrelatorprozessor 130 umfassen, wie vorher beschrieben wurde.
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Das System 160 kann auch eine Rundstrahlantenne 168 umfassen, die mit der zweiten Empfangskette 124 gekoppelt ist, um ein oder mehrere Beacon-Paket(e) 134 von einem oder mehreren zweiten Zugangspunkt(en) 136 zu empfangen.
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Das MAC-Modul 106 kann mit einem Korrelatorprozessor 130 gekoppelt sein, und der Korrelatorprozessor 130 kann nach den zweiten Zugangspunkt(en) 136 scannen, wobei der/die zweiten Zugangspunkt(e) 136 keine Teilnehmer an der WLAN-Verknüpfung 118 sind. Der Korrelatorprozessor 130 kann programmiert sein, um das/die Beacon-Paket(e) 134 zu erkennt, das/die von dem/den zweiten Zugangspunkt(en) 136 empfangen werden. Das passive Scannen kann auf allen Kanälen in einem WLAN-Band, für das der WLAN-Knoten 110 konfiguriert ist, in weniger als etwa zehn Sekunden durchgeführt werden.
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Jede der vorher beschriebenen Komponenten kann in einer Anzahl von Arten, einschließlich über Software, implementiert werden. Daher können die Vorrichtung 100; das MAC-Modul (Medienzugriffssteuerung) 106; die Pakete 108, 134; der WLAN-Knoten (drahtloses lokales Netzwerk) 110; die WLAN-Verknüpfung 118; die Zugangspunkte 122, 136; der Korrelatorprozessor 130; der digitale Signalprozessor (DSP) 132; der spannungsgesteuerte Oszillator (VCO) 140; die Frequenz 146; das System 160 und die Antenne 168 hier alle als „Module” bezeichnet werden.
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Die Module können Hardwareschaltungen, Ein- oder Mehrprozessorschaltungen, Speicherschaltungen, Software-Programmodule und -objekte, Firmware und Kombination daraus umfassen, so wie es von dem Architekten der Vorrichtung 100 und des Systems 160 angestrebt ist und für bestimmte Implementierungen der verschiedenen Ausführungen angemessen ist. Somit können die Module in einem System-Betriebssimulationspaket, wie etwa einem Software-Simulationspaket für elektrische Signale, einem Simulationspaket für Stromverwendung und -verteilung, einem Kapazität-Induktivität-Simulationspaket, einem Leistungs/Wärmeableitungs-Simulationspaket, einem Signalübertragungs-/Signalempfangs-Simulationspaket oder irgend eine Kombination aus Software und Hardware, die verwendet wird, um den Betrieb von verschiedenen möglichen Ausführungen zu simulieren, umfaßt sein. Diese Simulationen können beispielsweise verwendet werden, um die Ausführungen zu entwerfen, charakterisieren oder testen.
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Es versteht sich auch, daß die Vorrichtungen und Systeme von verschiedenen Ausführungen in Anwendungen verwendet werden können, die von denen abweichen, die eine Reserve-Empfangskette und einen Korrelatorprozessor verwenden, um die Zeitspanne zu verringern, der notwendig ist, um passives Hintergrundscannen nach zusätzlichen Zugangspunkten durchzuführen.
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Demnach sind verschiedene Ausführungen der Erfindung nicht in dieser Weise beschränkt. Die Darstellungen der Vorrichtung 100 und des Systems 160 sind vorgesehen, um ein allgemeines Verständnis der Struktur von verschiedenen Ausführungen bereitzustellen, und sind nicht vorgesehen, um als eine vollständige Beschreibung aller der Elemente und Merkmale von Vorrichtungen und Systemen zu dienen, welche die hier beschriebenen Strukturen verwenden könnten.
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Anwendungen, welche die neuen Vorrichtungen und Systeme von verschiedenen Ausführungen verwenden können, umfassen elektronische Schaltungen, die in Hochgeschwindigkeitsrechnern verwendet werden, Kommunikation- und Signalverarbeitungsschaltungen, Modems, Ein- oder Mehrprozessormodule, einzelne oder mehrere eingebettete Prozessoren, Daten-Switches und anwendungsspezifische Module einschließlich mehrschichtiger Multichipmodule. Solche Vorrichtungen und Systeme können weiter als Unterkomponenten innerhalb einer Vielzahl von elektronischen Systemen umfaßt sein, wie etwa Fernsehgeräten, Mobiltelefonen, Personalcomputern, Workstations, Radios, Videoabspielgeräten, Fahrzeugen und anderen. Manche Ausführungen können eine Anzahl von Verfahren umfassen.
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Die 2 ist ein Flußdiagramm, das mehrere Verfahren 211 nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung darstellt. Ein solches Verfahren 211 kann bei Block 231 damit beginnen, einen Mehrketten-WLAN-Knoten nach einer IEFE-802.11-Spezifikation arbeiten zu lassen, und kann bei Block 237 damit fortfahren, eine WLAN-Verknüpfung mittels einer ersten Empfangskette in dem Mehrketten-WLAN-Knoten aufrechtzuerhalten.
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Das Verfahren 211 kann es auch umfassen, bei Block 245 eine Wieder-Verknüpfung durch den WLAN-Knoten zu ermöglichen, ohne eine Sitzung, wie etwa ein Voice-Over-Internet-Protocol. Telefongesprach, fallen zu lassen, während sich der WLAN-Knoten mit einer Rate von weniger als etwa fünf Kilometern pro Stunde bewegt. Dies ist etwa die Geschwindigkeit, mit der sich ein Mobilfunknutzer bewegt, wenn er herumläuft. Dies kann erreicht werden, indem bei Block 251 nach einem oder mehreren Zugangspunkt(en), die sich von dem Zugangspunkt unterscheiden, der an der gegenwärtigen WLAN-Verknüpfung beteiligt ist, in einem Zeitraum, in dem die erste Empfangskette die WLAN-Verknüpfung aufrechterhält, passiv gescannt wird.
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Der Passivscan-Vorgang kann eine zweite Empfangskette verwenden, die zusammen mit der ersten Empfangskette in dem WLAN-Knoten angeordnet ist, wobei die zweite Empfangskette nicht zugeordnet ist, um an der WLAN-Verknüpfung teilzunehmen. Das Verfahren 211 kann es bei Block 257 weiterhin unterlassen, in einen Energiesparmodus einzutreten (z. B. diesen verzögern), während das passive Scannen durchgeführt wird, und kann bei Block 265 das Aufrechterhalten eines Leistungsteuerungsbits in einer Medien-Zugangssteuerungskopfzeile, die von dem WLAN-Knoten in einem Rücksetzen-Zustand übertragen wird, umfassen. Das Verfahren 211 kann bei Block 269 auch das selektive Sperren des passiven Scannens beim Detektieren einer minimalen Anzahl von Zugangspunkten umfassen.
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Das Verfahren 211 kann bei Block 271 damit fortfahren, die WLAN-Verknüpfung des WLAN-Knoten zu lösen, und kann bei Block 279 damit schließen, den WLAN-Knoten mit einem des/der Zugangspunkt(e) zu verknüpfen.
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Die hier beschriebenen Verfahren müssen nicht in der beschriebenen Reihenfolge, oder in irgendeiner bestimmten Reihenfolge, ausgeführt werden. Darüber hinaus können verschiedene Aktivitäten, die mit Bezug auf die hier angegebenen Verfahren beschrieben sind, in einer wiederholenden, seriellen oder parallelen Weise ausgeführt werden. Informationen, einschließlich Parametern, Befehlen, Operanden und andere Daten, können in Form einer oder mehrerer Trägerwellen gesendet und empfangen werden.
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Der Fachmann wird die Art erkennen, in der ein Softwareprogramm von einem computerlesbaren Medium in einem computerbasierten System gestartet werden kann, um die Funktionen auszuführen, die in dem Softwareprogramm definiert sind. Verschiedene Programmiersprachen können angewendet werden, um eine oder mehrere Softwareprogramme herzustellen, die entworfen sind, um die hier offenbarten Verfahren zu implementieren und auszuführen. Die Programme können in einem objektorientierten Format mittels einer objektorientierten Sprache strukturiert sein, wie etwa Java oder C++. Alternativ können die Programme in einem verfahrensorientierten Format mittels einer prozeduralen Sprache strukturiert sein, wie etwa Assembler oder C. Die Softwarekomponenten können mittels einer Anzahl von Mechanismen kommunizieren, die dem Fachmann bekannt sind, wie etwa Anwendungsprogramm-Schnittstellen- oder Inter-Prozess-Kommunikationstechniken, einschließlich von Remote-Procedure-Calls. Die Lehren der verschiedenen Ausführungen sind nicht auf irgendeine spezielle Programmiersprache oder -umgebung beschränkt. Somit können andere Ausführungen realisiert werden.
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Die 3 ist ein Blockdiagramm eines Artikels 385 nach verschiedenen Ausführungen der Erfindung. Beispiele solcher Ausführungen können einen Computer, ein Speichersystem, eine magnetische oder optische Platte, irgendeine andere Speichervorrichtung oder irgendeine Art von elektronischer Vorrichtung oder elektronischem System umfassen. Der Artikel 385 kann einen oder mehrere Prozessor(en) 387 umfassen, der/die mit einem maschinenlesbaren Medium, wie etwa einem Speicher 389 (z. B. ein Speicher, der einen elektrischen, optischen oder magnetischen Leiter umfaßt) gekoppelt ist/sind. Das Medium kann zugehörige Informationen 391 umfassen (z. B. Computerprogrammbefehle, -daten oder beides) die, wenn auf sie zugegriffen wird, dazu führen, daß eine Maschine (z. B. der/die Prozessor(en) 387) eine Verknüpfung über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) mittels einer ersten Empfangskette in einem Mehrketten-WLAN-Knoten aufrechterhält.
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Andere Aktivitäten können das passive Scannen nach mindestens einem Zugangspunkt während eines Zeitraums, in dem die erste Empfangskette die WLAN-Verknüpfung aufrechterhält, mittels einer zweiten Empfangskette, die zusammen mit der ersten Empfangskette in dem WLAN-Knoten angeordnet ist, umfassen, wobei die zweite Empfangskette nicht zugeordnet ist, um an der WLAN-Verknüpfung teilzunehmen. Zusätzliche Aktivitäten können es umfassen, das passive Scannen selektiv zu sperren, sobald eine etwa minimale Anzahl von Zugangspunkten detektiert wurden, und eine Wieder-Verknüpfung durch den WLAN-Knoten zu ermöglichen, ohne ein Voice-Over-Internet-Protocol-Telefongespräch fallenzulassen, während sich der WLAN-Knoten mit einer Rate von weniger als etwa fünf Kilometern pro Stunde bewegt.
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Das Implementieren der Vorrichtungen, Systeme und Verfahren, die hier offenbart sind, kann dazu führen, den Zeitraum zu verringern, der für das passive Scannen nach zusätzlichen Zugangspunkten, das Verwenden einer Reserve-Empfangskette und das Durch Uhren des passiven Scannen durch einen Korrelationsprozessor verwendet wird.
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Obwohl das erfinderische Konzept Ausführungen in dem beispielhaften Kontext einer 802.xx-Implementierung umfaßt (z. B. 802.11, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11 HT, 802.16 etc.) umfassen kann, sind die Ansprüche nicht in dieser Hinsicht beschränkt. Ausführungen der vorliegenden Erfindung können als Teil eines verdrahteten oder eines drahtlosen Systems implementiert werden. Beispiele können auch Ausführungen umfassen, die drahtlose Mehrträger-Kommunikationskanäle (z. B. OFDM, DMT etc.) aufweisen, wie sie in einem drahtlosen persönlichen Netzwerk (WPAN), einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN), einem drahtlosen Stadtnetz (WMAN), einem drahtlosen Weitverkehrsnetz (WWAN), einem Mobilfunknetz, einem Netzwerk der dritten Generation (3G), einem Netzwerk der vierten Generation (4G), einem universellen mobilen Telekommunikationssystem (UMTS) und ähnlichen Kommunikationssystemen ohne Einschränkungen verwendet werden.
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Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, zeigen mittels Darstellung und nicht Einschränkung spezifische Ausführungen, in denen der Gegenstand ausgeführt werden kann. Die dargestellten Ausführungen sind in ausreichendem Detail beschrieben, um es dem Fachmann zu erlauben, die hier offenbarten Lehren anzuwenden. Andere Ausführungen können verwendet und daraus abgeleitet werden, so daß strukturelle und logische Substitutionen und Änderungen ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Diese Detaillierte Beschreibung sollte daher nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefaßt werden, und der Schutzumfang von verschiedenen Ausführungen ist nur durch die angefügen Ansprüche, zusammen mit einem vollen Bereich von Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigt sind, definiert.
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Solche Ausführungen des erfinderischen Gegenstands können hier, nur zur Bequemlichkeit, und ohne den Schutzumfang dieser Anmeldung auf irgendeine einzelne Erfindung oder ein einzelnes erfinderisches Konzept, wenn tatsächlich mehr als eines offenbart ist, freiwillig einzuschränken, einzelnen oder gemeinsam mit dem Begriff „Erfindung” bezeichnet werden. Somit kann, obwohl spezifische Ausführungen hier dargestellt und beschrieben wurden, jede Anordnung, die geplant ist, dasselbe Ziel zu erreichen, für die gezeigten spezifischen Ausführungen ersetzt werden. Diese Offenbarung soll irgendwelche und alle Anpassungen oder Variationen der verschiedenen Ausführungen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungen und andere Ausführungen, die hier nicht speziell beschrieben wurden, werden für den Fachmann beim Lesen der obigen Beschreibung offensichtlich sein.
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Die Zusammenfassung der Offenbarung wird angegeben, um 37 C.F.R. §1.72(b) zu erfüllen, der eine Zusammenfassung erfordert, die es dem Leser erlaubt, die Natur der technischen Offenbarung schnell festzustellen. Sie wird unter der Voraussetzung vorgelegt, daß sie nicht verwendet wird, um den Schutzumfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen. Zusätzlich kann aus der vorangegangenen Detaillierten Beschreibung ersehen werden, daß verschiedene Merkmale zu dem Zweck zusammen in eine einzige Ausführung gruppiert sind, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dieses Verfahren der Offenbarung sollte nicht so interpretiert werden, das mehr Merkmale, als ausdrücklich in jedem Anspruch aufgezählt sind, benötigt werden. Statt dessen kann der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführung gefunden werden. Daher sind die folgenden Ansprüche hiermit in die Detaillierte Beschreibung eingeschlossen, wobei jeder Anspruch für sich eine eigene Ausführung darstellt.
