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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Entzerrung und insbesondere bezieht
sie sich auf eine iterative Entzerrerstruktur umfassend eine Vielzahl
von Entzerrern/Equalizern.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Um
die Effekte von bandlimitierten Übertragungskanälen zu kompensieren,
verwenden viele digitale Kommunikationssysteme einen Equalizer,
um Intersymbol-Interferenzen
(ISI) in den empfangenen Signalen zu entfernen. ISI verursacht,
dass der Wert eines gegebenen Symbols verzerrt wird durch die Werte
der vorhergehenden und der folgenden Symbole und repräsentiert
dadurch im wesentlichen Symbol ”Geister”, da ISI
vorhergehende und verzögerte Symbole
enthält
in Bezug zu einer Referenzsymbol-Lokation in einer gegebenen Entscheidungsregion.
Die Verzerrung limitiert due Datenraten-Effizienz für eine Kommunikation über einen solchen
Kanal. Entsprechend ist die Aufgabe, den Effekt einer solchen Kanalverzerrung
zu reduzieren, von großem
Interesse.
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Kurzer Überblick über die Erfindung
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
ist ein Verfahren zur Durchführung
einer Entzerrung in einem Kommunikationsempfänger, dass umfasst: Erzeugen
eines Entscheidungsoutput/Entscheidungsausgabe von einem hinteren
Equalizer des Kommunikationsempfängers;
Schätzen
eines geschätzten Fehlers
durch Vergleichen des Entscheidungsoutputs des hinteren Equalizers
und des entzerrten Outputs mit einem vorderen Equalizer des Kommunikationsempfängers; und
Anpassen des vorderen Equalizers gemäß dem geschätzten Fehler, wobei der Kommunikationsempfänger mehr
als zwei Equalizerstufen besitzt und der vordere Equalizer ist auf
einer früheren
Stufe als der hintere Equalizer angeordnet.
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Eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
ist ein Verfahren zur Durchführung
der Entzerrung in einem Kommunikations-receiver/Empfänger, umfassend:
Erzeugen eines Entzerrungsoutputs von einem vorderen Entzerrer/Equalizer
des Kommunikationsreceivers; Bereitstellen des entzerrten Outputs
an einen Feedback-Filter des hinteren Equalizers des Kommunikations-Receivers
für eine
Initialisierung; und Durchführen
einer Entzerrung in dem hinteren Equalizer durch den initialisierten
Feedback-Filter des hinteren Equalizers, wobei der Kommunikationsreceiver
mehr als zwei Entzerrerstufen aufweist und der vordere Equalizer
eine frühere
Stufe als der hintere Equalizer.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
ist ein Entzerrungssystem, das in einem Kommunikationsreceiver verwendet
wird, umfassend einen vorderen Equalizer, umfassend einen ersten
Feed Forward Filter/vorwärts
gekoppelten Filter einen ersten Feedback-Filter/rückwärts gekoppelter
Filter, einen ersten Kombinierer und eine erste Entscheidungseinheit, wobei
der erste Kombinierer den Output/Ausgabe des ersten Feed Forward
Filters und des ersten Feedback Filters kombiniert, um einen ersten
Entzerrungsoutput zu erzeugen; die erste Entscheidungseinheit entscheidet
einen ersten Satz von diskreten Werten basierend auf dem ersten
Entzerrungsoutput; und der erste Entzerrungsoutput wird dem ersten Feedback-Filter
bereitgestellt; ein hinterer Equalizer umfasst einen zweiten Feed
Forward Filter, einen zweiten Feedback Filter, einen zweiten Kombinierer und
eine zweite Entscheidungseinheit, wobei der zweite Kombinierer den
Output des zweiten Feed Forward Filters und des zweiten Feedback
Filters kombiniert, um einen zweiten Entzerrungsoutput zu erzeugen;
die zweite Entscheidungseinheit entscheidet einen zweiten Satz von
diskreten Werten basierend auf dem zweiten Entzerrungsoutput; und
der zweite Entzerrungsoutput wird dem zweiten Feedback Filter bereitgestellt;
ein Fehlerschätzer
empfängt
den zweiten Satz von diskreten Werten und den ersten Entzerrungsoutput,
um einen geschätzten Fehler
zu erlangen; und eine Abgriffs-Koeffizienten-Einheit (tap coefficient
unit), um die Abgriffs-Koeffizienten von zumindest einem Feed Forward
Filter/Vorwärts
gekoppelten Filter und einem ersten Feedback Filter/Rückwarts
gekoppelten Filter anzupassen, wobei der vordere Equalizer ein Frühstufiger ist
als der hintere Equalizer von mehreren Equalizerstufen des Kommunikationsreceivers.
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Eine
vierte bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
ist ein Entzerrungssystem, das in einem Kommunikationsreceiver verwendet
wird, umfassend: einen vorderen Equalizer, umfassend einen ersten
vorwärtsgekoppelten
Filter, einen ersten rückgekoppelten
Filter, einen ersten Kombinierer und eine erste Entscheidungseinheit,
wobei der erste Kombinierer den Output des ersten vorwärtsgekoppelten
Filters und des ersten rückwartsgekoppelten Filters
kombiniert, um einen ersten Entzerrungsoutput zu generieren; die
erste Entscheidungseinheit entscheidet einen ersten Satz von diskreten
Werten basierend auf dem ersten Entzerrungsoutput; und der erste
Entzerrungsoutput wird dem ersten Feedback Filter bereitgestellt;
ein hinterer Equalizer umfasst einen zweiten Feed Forward Filter/vorwärtsgekoppelten
Filter, einen zweiten rückgekoppelten
Filter/Feedback Filter, einen zweiten Kombinierer und eine zweite
Entscheidungseinheit, wobei der zweite Kombinierer den Output des
zweiten vorwärtsgerichteten
Filters und des zweite Feedback-Filter kombiniert, um einen zweiten
Entzerrungs-Output zu erzeugen, die zweite Entscheidungseinheit
entscheidet einen zweiten Satz von diskrete Werten basierend auf
dem zweiten Entzerrungsoutput; und der zweite Entzerrungsoutput
wird dem zweiten rückgekoppelten
Filter zur Verfügung
gestellt, wobei der erste entzerrte Output dem zweiten Feedback
Filter für
die Initialisierung bereitgestellt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird besser verständlich
durch die detaillierte Beschreibung, die im Folgenden gegeben wird
und durch die beigefügten
Zeichnungen. Die Zeichnungen und die Beschreibung werden lediglich zum
Zweck der Darstellung bereitgestellt und beabsichtigen nicht, die
Erfindung zu beschränken.
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1 zeigt
ein Entzerrungssystem, das mehrere Entzerrerstufen aufweist;
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2 zeigt
einen vorderen Equalizer, der seinen Entzerrer-Output seinem hinteren
Equalizer zur Verfügung
stellt, um die Initialisierung eines Feedback-Filters des hinteren
Equalizers zu beschleunigen;
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3 zeigt
ein Flussdiagramm zum Beschleunigen der Initialisierung eines hinteren
Equalizers durch Verwenden eines entzerrten Outputs des vorderen
Equalizers;
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4 zeigt
den hinteren Equalizer, der seinen Entscheidungsoutput einem vorderen
Equalizer zur Verfügung
stellt, um so die Fehler besser zu berechnen und somit die Abgriffskoeffizienten
des vorderen Equalizers anzupassen;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm zur Bereitstellung von Entscheidungsfehlern Von
einem hinteren Equalizer an einen vorderen Equalizer, um die Abgriffskoeffizientenanpassung
(tap coefficient adjustment) des vorderen Equalizers zu verbessern;
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6 zeigt
ein Filterentwurf, der verwendet werden kann, um einen Feed Forward
Filter oder Feedback Filter zu implementieren, der in einem Entzerrungssystem
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
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7 zeigt
einen iterativen Equalizer.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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1 zeigt
ein Entzerrungssystem, das mehrere Entzerrerstufen aufweist. In
diesem Beispiel wird der Output des ersten Equalizers/Entzerrers 101 dem
zweiten Equalizer 102 zur Verfügung gestellt. Der Output des
zweiten Equalizers 102 wird dem dritten Equalizer 103 zur
Verfügung
gestellt. Dies erfolgt in einer Art, dass der Output des (n – 1)ten
Equalizers 104 dem n-ten Equalizer 105 zur Verfügung gestellt wird.
Bei mehreren Equalizerstufen wird der k-te Equalizer als frühere Stufe
als der r-te Equalizer bezeichnet, falls r größer als k ist. Auf der anderen
Seite, ist der k-te Equalizer eine spätere Stufe als der r-te Equalizer,
falls r kleiner als k ist. Auch wird der (k – 1)te Equalizer als „vorhergehend
angrenzend” an den
k-ten Equalizer genannt. Der n-te Equalizer 105, der der
letzte Equalizer bei mehreren Equalizerstufen ist, stellt einen
Entzerrungsoutput zur Verfügung,
der durch einen Kommunikationsreceiver verwendet wird. In solchen
mehrfachen Entzerrerstufen erzeugen Equalizer ausgenommen vom letzten,
Zwischen Entzerreroutput, der durch andere Equalizer in mehreren
Stufen verwendet wird. Theoretisch umfasst der letzte Entzerrungsoutput
weniger ISI nach durchlauf solcher mehrfachen Entzerrerstufen.
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Die
folgenden bevorzugten Ausführungsformen
stellen unterschiedliche Wege von miteinander verbundenen Equalizern
in mehrfachen Equalizerstufen dar. In den folgenden Beispielen ist
ein vorderer Equalizer dichter am letzten Equalizer, der das abschließende Entzerrungsoutput
bereistellt, als ein hinterer Equalizer. Entsprechend wird ein vorderer Equalizer
als frühere
Stufe bezeichnet als der hintere Equalizer. Der vordere Equalizer
mag vorhergehend angrenzend an den hinteren Equalizer sein. Alternativ
können
mehr als ein Equalizer zwischen dem vorderen und dem hinteren Equalizer
in einem Entzerrungssystem sein, das mehrere Equalizerstufen umfasst.
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2 zeigt
eine Verbindung zwischen einem solchen vorderen Equalizer 20 und
einem hinteren Equalizer 22. Der vordere Equalizer 20 weist
einen Feed Forward Filter 202, einen Feedback Filter 203, einen
Kombinierer 204, eine Entscheidungseinheit 205 und
einen Schalter 206 auf. Der Kombinierer 204 kombiniert
die Outputs vom Feed Forward Filter 202 und dem Feedback
Filter 203. Der Kombinierte Output wird durch die Entscheidungseinheit 205 entschieden,
die einen möglichen
diskreten Wert für
jeden kombinierten Output bestimmt. Im Gebiet des Equalizerentwurfs
kann die Verwendung eines Slicers/Aufteilers für den Entwurf einer Entscheidungseinheit 205 als
beispielhaft angesehen werden, darum werden Details im folgenden
nicht beschrieben.
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Zusätzlich zum
vorderen Equalizer 20 ist der hintere Equalizer 22 ebenfalls
in der dargestellten mehrfachen Entzerrerstufen dargestellt. Der
hintere Equalizer 22 weist ebenfalls einen Feed Forward
Filter 222, einen Feedback Filter 223, eine Entscheidungseinheit 225,
einen ersten Schalter 226 und einen zweiten Schalter 227 auf.
In ähnlicher
Form kombiniert der Kombinierer 224 die Ausgabe bzw. die Outputs
vom Feed Forward Filter 222 und dem Feedback Filter 223.
Die kombinierten Outputs werden durch die Entscheidungseinheit 225 entschieden,
die einen möglichen
diskreten Wert für
jeden kombinierten Output bestimmt.
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In
diesem Beispiel empfangen der Feed Forward Filter 202 und
der Feed Forward Filter 222 beide den gleichen Input, im
Allgemeinen eine Serie von digitalen Samplen/Mustern. Der Feedback
Filter 203 und der Feedback Filter 223 erlangen
Entzerrungsoutput jeweils über
den Schalter 206 und den Schalter 226. Während der
Initialisierung wird jedoch der Entzerrungsoutput vom vorderen Equalizer 20 nicht nur
dem Feedback Filter 203 des vorderen Equalizers 20 zur
Verfügung
gestellt, sondern auch ebenfalls dem Feedback-Filter 223 über den
Schalter 227. Eine solche Anordnung kann die Konfigurationen
des hinteren Equalizers 22 verbessern, z. B. der Abgriffkoeffizienten/Tap
Koeffizienten, da mehr nützlichen Informationen
zum frühestmöglichen
Zeitpunkt bereitgestellt werden, was ein technischer Vorteile der Erfindung
ist.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Implementierung einer solchen
Anordnung zeigt, der als Programmcode geschrieben werden kann, als
Firmware oder als Hardware-Logik, um die Komponenten, die oben beschrieben
wurden, zu kontrollieren. So kann z. B. eine solches Verfahren verwendet
werden, um den Schalter 227 anzuweisen, wann dieser den
Entzerrungsoutput vom vorderen Equalizer 20 dem hinteren
Equalizer 22 bereitstellen soll, und wann der hintere Equalizer 22 unter mehreren
Equalizerstufen mit seiner Arbeit beginnen sollte. Daraus ergibt
sich, dass entsprechende Methoden umfassen: Erzeugen von Entzerrungs-Output (Schritt 383)
vom vorderen Equalizer; Bereitstellen von Entzerrungs-Output an
den hinteren Equalizer (Schritt 385), um so den Feedback
Filter des hinteren Equalizers (Schritt 387) zu initialisieren.
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4 zeigt
eine andere Verbindung zwischen dem vorderen Equalizer 30 und
dem hinteren Equalizer 32. In ähnlicher Weise hat der vordere Equalizer 30 einen
Feed Forward Filter 302, eine Feedback Filter 303,
einen Kombinierer 304, eine Entscheidungseinheit 305 und
einen Schalter 306. Der Kombinierer 304 kombiniert
die Outputs von Feed Forward Filter 302 und dem Feedback
Filter 303. Der kombinierte Output wird entschieden durch die
Entscheidungseinheit 305, die einen möglichen diskreten Wert für jeden
kombinierten Output bestimmt. Zusätzlich hat der vordere Equalizer 32 einen Feed
Forward Filter 322, einen Feedback Filter 323, einen
Kombinierer 324, eine Entscheidungseinheit 325 und
einen Schalter 326. Der Kombinierer 324 kombiniert
die Ausgaben vom Feed Forward Filter 322 und Feedback Filter 323.
Der kombinierte Output wird durch die Entscheidungseinheit 325 entschieden,
die einen möglichen
diskreten Wert für
jeden kombinierten Output bestimmt.
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Zusätzlich zur
Basisentzerrungskonfiguration werden die Entscheidungsoutputs 372 des
hinteren Equalizers 32 einem Fehlersignalgenerator 33 zur
Verfügung
gestellt. Zusätzlich
zum Entscheidungsoutput des hinteren Equalizers 32 werden
die Entzerrungsoutputs 371 des vorderen Equalizers 30 ebenfalls
dem Fehlersignalgenerator 33 zur Verfügung gestellt. Der Fehlersignalgenerator 33 vergleicht
die Unterschiede zwischen dem Entscheidungsoutput 372 des
hinteren Equalizers 32 und dem Entzerrungsoutput 371 des
vorderen Equalizers 30 und erzeugt einen geschätzten Fehler.
Ein solcher Fehlersignalgenerator 33 kann mit bekannten
Fehlergeneratoren implementiert werden, die im Gebiet des Equalizerdesigns
verwendet werden, um den Level bzw. die Höhe des Unterschiedes zwischen
einem Entzerrungsoutput und einem Entscheidungswert zu bestimmen,
um so Informationen bereitzustellen, um damit die Filter-Abgriffkoeffizienten
in einem Equalizer anzupassen. Mit anderen Worten, können bekannte
Fehlerberechnungsfunktionen im allgemeinen Sato Error Funktion,
hier angewendet werden, und aus diesem Grund werden keine weiteren
Details hierin erwähnt.
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In
diesem Beispiel sind der Feed Forward Filter 302, der Feedback
Filter 303, oder sowohl beide der Feed Forward Filter 302 und
der Feedback Filter 303 entsprechend dem geschätzten Fehler
angepasst. Da der hintere Equalizer 32 auf einer späteren Stufe
im Vergleich mit dem vorderen Equalizer 30 ist, beim Einsatz
mehreren Equalizerstufen, ist der Entscheidungsoutput des hinteren
Equalizers 32 akkurater als der Entscheidungsoutput des
vorderen Equalizers 30. In einer solchen Anordnung wird
die Performance des vorderen Equalizer 30 dadurch verbessert
und konsequenterweise wird der hintere Equalizer 32 während der
weiteren Bearbeitung ebenfalls verbessert. Eine solche Verbesserung
kann ebenfalls als weiterer technischer Vorteil der vorliegenden
Erfindung betrachtet werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein solches Verfahren zur Implementierung
einer solchen Anordnung beschreibt. Der Entscheidungsoutput wird
zuerst durch einen hinteren Equalizer erzeugt (Schritt 380).
Der Entscheidungsoutput des hinteren Equalizers genauso wie der
Entzerrungsoutput des vorderen Equalizers werden miteinander verglichen,
um einen geschätzten
Fehler zu schätzen
(Schritt 382). Der geschätzte Fehler wird dann verwendet,
um den vorderen Equalizer anzupassen (Schritt 384), im
Allgemeinen, um die Abgriffskoeffizienten des vorderen Equalizers
anzupassen.
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6 zeigt
eine Filterstruktur 60, die verwendet werden kann, um einen
Feed Forward Filter und eine Feedback Filter zu implementieren.
Die digitalen Samples 600 werden in einem Verzögerungslinienschaltkreis
(delay line circuit) oder in eine Schieberegisterreihe angegeben,
die eine Reihe von Speichereinheit 601, 602, 603, 604, 605 und 606 umfasst. Nach
jeder Operation werden neue Daten in die erste Speichereinheit 601 geschoben
und Daten, die ursprünglich
in den Speichereinheiten 601, 602, 603, 604 und 605 gespeichert
waren, außer
die letzte Speichereinheit 606, werden um eine Einheit
nach rechts verschoben. Bei jeder Operation werden die Abgriffsinhalte
S1, S2, S3, ... Sn-2, Sn-1, Sn multipliziert mit
Tap-Koeefizienten/Abgriffskoeefizienten β1, β2, β3, βn-2, βn-1 und βn durch
Multiplizierer 621, 622, 623, 624, 625 und 626.
Dann werden die multiplizierten Werte durch einen Addierer 63 summiert,
um einen Entzerrungsoutputwert 65 nach jeder Operation
zu erzeugen. Diese Abgriffskoeffizienten werden durch einen Abgriffskoeffizientengenerator 67 modifiziert, der
abhängt
von den geschätzten
Fehlern, die erlangt werden durch das Vergleichen der Entscheidungswerte
und des Entzerrungsoutputs.
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Es
gibt eine Vielzahl von Wegen, um Equalizer zu entwickeln und ihre
entsprechenden Filter sind wohlbekannt im Bereich des Equalizerdesigns. 6 gilt
natürlich
als Beispiel und soll nicht als Begrenzung des Schutzumfangs der
Erfindung dienen. Die Blöcke,
die in den 1 bis 6 dargestellt
werden, können
jeweils durch Software, Firmware, Hardware oder jegliche Kombination
davon implementiert werden, wobei solche Implementierungen wohlbekannt
für einen
Fachmann auf diesem Gebiet sind, der in der Equalizerentwicklung
tätig ist.
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Weiterhin
können
einer oder mehr als einer der Equalizer in mehrfachen Equalizerstufen
entworfen werden, im allgemeinen unter korrekten Kontroll-Codes
oder korrespondierenden Signalen, die iterativ entzerrt werden. 7 zeigt
einen iterativen Equalizer 70, der einen Feed Forward Filter 701,
einen Feedback Filter 702, einen Kombinierer 703, eine
Entscheidungseinheit 705 und einen Schalter 706 umfasst,
die Hauptunterschiede zwischen den iterativen Equalizern und den
normalen Equalizern sind, dass dort mehrere Iterationen von Operationen angewendet
werden auf eben einen Satz von Werten. Mit anderen Worten, so wird
der Entzerrungsoutput dem Feedback Filter 702 mehrfach
bereit gestellt, bis die gewünschten
Bedingungen eintreten oder bis die vorbestimmte Anzahl von Iterationen
erfolgt sind. Theoretisch kann eine solche Anordnung einen bestimmten
Level von Entzerrungsqualität
verbessern.
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Das
Entzerrungssystem mit unterschiedlichen Equalizerstufen wie es oben
beschriebne wurde, kann in unterschiedlichen Receivern eines Kommunikationssystems
oder eines Programmübertragungssystems
verwendet werden. Ein Fachmann auf diesem Gebiet sollte wissen,
wie solche Entzerrungssysteme mit unterschiedlichen Receivern mit
Bezugnahme auf die unterschiedlichen Designanforderungen eingebettet
bzw. implementiert werden können.
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Auch
wenn die Erfindung durch Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Erfindung hierauf nicht
beschränkt
ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, eine Vielzahl von Modifikationen
oder ähnliche
Anordnungen abzudecken (wie es für
einem Fachmann auf diesem Gebiet nahe liegen würde). Daraus ergibt sich, dass
der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche der
breitesten Interpretation zugänglich
sein soll, um all solche Modifikationen und ähnliche Anordnungen abzudecken.