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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein drahtlose Kommunikation und insbesondere leistungsstarke kohärente Spitzenkompressionsschätzung.
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HINTERGRUND
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Drahtlose Kommunikationssysteme werden in einer Vielzahl von Telekommunikationssystemen, Fernseh-, Hörfunk- und sonstigen Mediensystemen, Datenkommunikationsnetzen und sonstigen Systemen zum Übermitteln von Informationen zwischen entfernten Punkten unter Verwendung drahtloser Sender und drahtloser Empfänger benutzt. Ein Sender ist eine elektronische Vorrichtung, die gewöhnlich mit Hilfe einer Antenne ein elektromagnetisches Signal wie beispielsweise Hörfunk, Fernsehen oder sonstige Telekommunikationen ausbreitet. Sender weisen oft Signalverstärker auf, die ein Hochfrequenz- oder sonstiges Signal empfangen, das Signal um einen vorbestimmten Gewinn verstärken und das verstärkte Signal übermitteln. Andererseits ist ein Empfänger eine elektronische Vorrichtung, die ebenfalls gewöhnlich mit Hilfe einer Antenne ein drahtloses elektromagnetisches Signal empfängt und verarbeitet. In gewissen Fällen kann ein Sender und Empfänger in eine einzelne, Sende-Empfänger genannte Vorrichtung kombiniert sein.
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Ein Sender in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung kann ein zu übertragendes Signal zum wirkungsvollen Übertragen des Signals verstärken. Eine solche Verstärkung kann jedoch Abschneiden des übertragenen Signals ergeben. Dieses Abschneiden kann zu Verlust der durch das übertragene Signal dargestellten Informationen führen. Während auf dem eigentlichen Abschneiden basierende Rückkopplung in manchen Fällen nach dem Ereignis nützlich sein könnte, verhindert es nicht verlorene Informationen während der Zeitdauer vor der Rückkopplung. So könnte es für eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die Informationsverlust zu minimieren wünscht, nützlich sein, die Grenzen zu kennzeichnen, an denen Verstärkung einen solchen Informationsverlust verursachen könnte, und Signalabschneiden vorbeugend zu verhindern.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System zum Bestimmen einer Spitzenkompression eines drahtlosen Signals bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 17 erfüllt.
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Es wird ein System zum Bestimmen einer Spitzenkompression eines drahtlosen Signals offenbart. Das System kann einen Referenzsignalgenerator, eingerichtet zum Bereitstellen eines Referenzsignals, aufweisen, wobei das Referenzsignal einer ideal verstärkten und zeitlich abgeglichenen Version des drahtlosen Signals zugeordnet ist. Auch kann das System einen Verstärkungsfehlergenerator, eingerichtet zum Bereitstellen eines Verstärkungsfehlersignals, aufweisen, wobei das Verstärkungsfehlersignal mindestens auf dem Referenzsignal und dem drahtlosen Signal basiert. Weiterhin kann das System auch einen Spitzenkompressionsschätzer, eingerichtet zum Bereitstellen eines Kompressionserkennungskennzeichens, basierend mindestens auf dem Referenzsignal und dem Verstärkungsfehlersignal, aufweisen.
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Technische Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden dem Fachmann leicht aus den hier enthaltenen Figuren, der Beschreibung und den Ansprüchen offenbar sein. Die Aufgaben und Vorteile der Ausführungsformen werden zumindest durch die in den Ansprüchen besonders aufgeführten Elemente, Merkmale und Kombinationen realisiert und erreicht.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende ausführliche Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und nicht für die beanspruchte Erfindung einschränkend sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum vollständigeren Verständnis der vorliegenden Offenbarung und ihrer Merkmale und Vorteile wird nunmehr auf die nachfolgende Beschreibung, erfasst in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, Bezug genommen, in denen:
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1 ein Diagramm eines beispielhaften drahtlosen Signals auf zwei Verstärkungspegeln gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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2 ein vereinfachtes Schaltbild eines beispielhaften Systems zur genauen, dynamischen Bestimmung des Spitzenkompressionsbetrags gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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3 einen beispielhaften an der Antenne vorliegenden HF-Leistungspegel gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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4 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bestimmung, ob die Ausgangsleistung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung einzustellen ist, um Spitzenkompression des drahtlosen Signals zu vermeiden, gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 einen Graphen darstellt, in dem beispielhafte Spitzenkompressionsdaten über Antennenleistungspegel aufgezeichnet sind, gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
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6 einen Graphen darstellt, in dem eine Zählung der Anzahl von Spitzen innerhalb des Spitzenfenster über Antennenleistung aufgezeichnet ist, gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Diagramm 100 eines beispielhaften drahtlosen Signals mit zwei Verstärkungswerten gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Diagramm 100 zeigt ein Signal mit einer Mittenfrequenz von 1,95 GHz. Diagramm 100 verfolgt die Amplitude des Signals auf der y-Achse über Frequenz auf der x-Achse. Das auf der Linken des Diagramms 100 gezeigte mäßig verstärkte Signal 102 zeigt das auf eine Spitzensendeleistung von 27,59 dBm verstärkte Signal. Das auf der Rechten des Diagramms 100 gezeigte hochverstärkte Signal 104 zeigt das gleiche Signal verstärkt auf eine Spitzensendeleistung von 30,70 dBm. Aufgrund der höheren Verstärkung wird ein größerer Frequenzbereich verstärkt. In dem dargestellten Beispiel kennzeichnen Punkte 106, 108 Frequenzabgabepunkte auf höheren Leistungspegeln als notwendig.
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In gewissen Situationen könnte eine höhere Verstärkung des größeren Frequenzbereichs zu einer Steigerung des übertragenen Rauschens anstatt des gewünschten Signals führen. Beispielsweise könnten die leistungsstärkeren Frequenzen außerhalb des gewünschten Bereichs die zusätzlich zu entfernten Ausstrahlungen auch die nahegelegenen Nebenwellenmaske verschlechtern mit dem Ergebnis erhöhten Rauschens.
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Einige drahtlose Kommunikationsvorrichtungen können gewisse Verfahren zum Lindern der Auswirkungen des erhöhten Rauschens benutzen. Ein derartiges Verfahren ist als Scheitelfaktorverringerung (CFR – Crest Factor Reduction) bekannt. CFR-Verfahren erfordern jedoch möglicherweise eine genaue Schätzung des Spitzenkompressionsbetrags an der Antenne.
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2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines beispielhaften Systems 200 zum genauen, dynamischen Bestimmen des Spitzenkompressionsbetrags gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen kann das System 200 den Basisbandprozessor 202, einen oder mehrere digitale Verstärker 204, Digital-Analogwandler 206, Basisbandfilter 208, Basisbandverstärker 210, analoge Hochfrequenz-("HF-")Aufwärtswandler 212, HF-Verstärkungsregler 214, Leistungsverstärker 216, Eingangsregler 218 und Antenne 220 aufweisen.
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In einigen Ausführungsformen kann der Basisbandprozessor 202 ein beliebiger geeigneter Prozessor, eingerichtet zum Handhaben der Funkfunktionen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung sein. In einigen Ausführungsformen kann der Basisbandprozessor 202 ein drahtloses Signal über mehrere Komponenten zur Antenne 220 übermitteln. In dem gebotenen erläuternden Beispiel übermittelt der Basisbandprozessor 202 das Signal über Quadraturamplitudenmodulation mit dem Ergebnis von Kommunikation auf zwei Kanälen: dem i-Kanal und dem q-Kanal. Jeder Kanal kann dann durch einen oder mehrere digitale Verstärker 204 fortschreiten. Nach Verstärkung kann das Signal dann zu einem oder mehreren Digital-Analogwandler(n) 206 übermittelt werden. Digital-Analogwandler 206 können eine beliebige geeignete elektronische Vorrichtung, eingerichtet zum Umwandeln des digitalen i- und/oder q-Kanalsignals in ein Analogsignal, sein. Nach Umwandlung in analog können die Signale dann zu einem oder mehreren Basisbandfilter(n) 208 übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen kann (können) das (die) Basisbandfilter 208 eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Filtern des Analogsignals für die zutreffenden Frequenzen sein. Auf diese Weise können die Signale zur optimierten Übertragung geformt werden.
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Nach ihrer Filterung können die Signale dann zu einem oder mehreren Basisbandverstärker(n) 210 übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen kann der (können die) Basisbandverstärker 210 eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Verstärken des empfangenen Analogsignals sein. Beispielsweise kann der Basisbandverstärker 210 eine Spannungsfolgerschaltung, eingerichtet zum Verstärken des Analogsignals, sein. Nach Verstärkung kann das Signal dann an einen oder mehrere analoge HF-Aufwärtswandler 212 übermittelt werden. Der (die) analoge(n) HF-Aufwärtswandler 212 kann (können) eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Umwandeln des Empfangssignal in ein Signal der zutreffenden Hochfrequenz, sein. Beispielsweise kann der analoge HF-Aufwärtswandler 212 das Signal in ein 2-GHz-Signal umwandeln.
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Nach Umwandlung kann das Signal dann an einen oder mehrere HF-Verstärkungsregler 216 übermittelt werden. Verstärkungsregler 216 kann (können) eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Verstärken des HF-Empfangssignals, sein. Das Signal kann dann an einen oder mehrere Leistungsverstärker 216 übermittelt werden. Der (die) Leistungsverstärker 216 kann eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Verstärken der Leistungspegel, sein, auf denen das Signal übertragen sein kann. Das Signal kann dann an einen oder mehrere Eingangsregler 218 übermittelt werden. Eingangsregler kann (können) eine beliebige Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Ansteuern anderer Komponenten der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, sein. Beispielsweise kann der Eingangsregler 218 einen Antennenschalter oder einen Signalmultiplexer ansteuern. In dem erläuternden Beispiel kann der Eingangsregler 218 den der Antenne 120 zugeordneten Antennenschalter ansteuern.
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Obwohl gewisse Komponenten des Systems 200 hier dargestellt und beschrieben sind, versteht es sich, dass das System 200 mehr, weniger oder andere Komponenten aufweisen kann, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu weichen. Weiterhin zeigt das vereinfachte Schaltbild des Systems 200 einen beispielhaften Aufbau des Systems 200. Komponenten können abhängig von dem bestimmten Aufbau in eine oder mehrere physikalische Komponenten kombiniert sein, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu weichen. Beispielsweise können in einigen Konfigurationen das Basisbandfilter 208 und der Basisbandverstärker 210 auf einer integrierten Schaltung vorhanden sein.
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Komponenten 104–120 stellen ein höheres Schaltbild eines beispielhaften Systems zum Übermitteln eines drahtlosen Signals vom Basisbandprozessor 202 zur Antenne 220 dar. Zur Erleichterung der Darstellung kann dieser Kommunikationsweg kollektiv als "Übertragungskammer" bezeichnet werden. Dieser Begriff wird nur als Verständnishilfe angeboten und soll nicht den Rahmen der vorliegenden Offenbarung begrenzen. In einigen Ausführungsformen kann die Übertragungskammer mehr, weniger oder andere Komponenten wie ausführlicher oben beschrieben aufweisen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen die Übertragungskammer eine Antennenabstimmvorrichtung aufweisen, die zum dynamischen Einstellen von Impedanzanpassungswerten für die Antenne 220 eingerichtet sein kann.
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Wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben könnte es notwendig oder wünschenswert sein, die Spitzenkompression als Ergebnis der unter Bezugnahme auf System 200 beschriebenen Verstärkung dynamisch genau zu bestimmen. Dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen das System 200 auch einen Verzögerungspuffer 222, Verstärker 226, Summierer 230, kaskadiertes Integrator-Kamm-(CIC – Cascaded Integrator-Comb)Filter 228, Analog-Digitalwandler 226 und Analogwandler 224 aufweisen. In einigen Ausführungsformen können diese Komponenten zum Erzeugen von Werten zur Verwendung bei der Bestimmung von Spitzenkompression, wie ausführlicher unten und unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, benutzt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann der Verzögerungspuffer 222 eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Verzögern eines Signals, sein. Im Betrieb des Systems 200 kann der Verzögerungspuffer 222 zum Verzögern des Signals um einen Betrag gleich der sich aus der Übermittlung des Signals durch die oben beschriebene Übertragungskammer ergebenden Latenzzeit eingerichtet sein. Nach der Verzögerung kann das Signal dann an den Verstärker 226 übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Verstärker 226 eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Verstärken des Signals, sein. Im Betrieb des Systems 200 kann der Verstärker 226 zum Verstärken des Signals um einen Betrag gleich der kombinierten Verstärkung eingerichtet sein, die an das Signal angelegt werden würde, wenn es durch die Übertragungskammer wie ausführlicher oben beschrieben weitergelaufen wäre.
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In einigen Ausführungsformen kann das am Eintrittsregler 218 aus der Übertragungskammer austretende Signal dann zu einem oder mehreren Analogwandler(n) 224 übermittelt werden. Der (die) Analogwandler 224 kann (können) eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Umwandeln des Empfangssignals in ein Analogsignal niedrigerer Frequenz, niedrigerer Leistung, sein. In dem erläuternden Beispiel des Systems 200 kann der Analogwandler 224 zum Umwandeln des Empfangssignals vom Eingangsregler 218 in das vom analogen HF-Aufwärtswandler 212 empfangene Signal eingerichtet sein. Nach seiner Umwandlung kann das Signal dann an einen oder mehrere Analog-Digitalwandler 226 und ein oder mehrere CIC-Filter 228 übermittelt werden. Der (die) Analog-Digitalwandler 226 kann (können) eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Umwandeln des empfangenen Analogsignals in ein Digitalsignal, sein. Das (die) CIC-Filter 228 kann (können) eine beliebige geeignete Elektronikkomponente (oder -komponenten), eingerichtet zum Interpolieren des empfangenen Digitalsignals, sein. In einigen Ausführungsformen kann das Signal vom Verstärker 226 und CIC 228 dann zur zusätzlichen Verarbeitung im Summierer 230 kombiniert werden.
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In Betrieb kann das durch den Verstärker 226 zum Summierer 230 übermittelte Signal für Zwecke von Spitzenkompressionsschätzung als ein Modell des idealen Signals betrachtet werden, so wie es hätte durch die Übertragungskammer übermittelt werden müssen. Hiernach kann dieses Signal als das "Referenzsignal" bezeichnet werden. Am Summierer 230 kann das Referenzsignal mit dem vom CIC 228 empfangenen Signal zum Erzeugen eines die Unterschiede zwischen den zwei Signalen widerspiegelnden Signals verglichen werden. In dem beispielhaften System 200 kann dieses Signal den in den eigentlichen Komponenten der Übertragungskammer vorhandenen Verstärkungsfehler darstellen. Hiernach kann die Ausgabe des Summierers 230 als "Verstärkungsfehler" bezeichnet werden.
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In einigen Ausführungsformen kann das System 200 einen oder mehrere Vergleicher 236, 238, 240, 242, eine oder mehrere Logikschaltungen 244, 246, einen oder mehrere Multiplexer 232, 234, einen oder mehrere Mittelwertbildner 248, 250, Summierer 252 und Vergleicher 254 aufweisen.
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In einigen Ausführungsformen kann das System 200 das Referenzsignal beim Vergleicher 236 mit einem Schwellwert Peak Window Hi Limit (Obergrenzespitzenfenster) vergleichen. Wenn das Referenzsignal weniger gleich diesem Schwellwert ist, könnte der Vergleicher 236 einen Logikwert Eins ausgeben. Auch kann das System 200 das Referenzsignal mit einem Schwellwert Peak Window Low (Untergrenzespitzenfenster) am Vergleicher 238 vergleichen. Wenn das Referenzsignal größer als der Schwellwert ist, könnte der Vergleicher 238 einen Logikwert Eins ausgeben. Die Ausgaben der Vergleicher 236, 238 können dann am Logikkreis 244 kombiniert werden. In dem erläuternden Beispiel des Systems 200 ist der Logikkreis 244 ein UND-Gatter. Wenn die Ausgaben beider Vergleicher 236, 238 in Betrieb einen Logikwert Eins ergeben, kann der Logikkreis 244 einen Logikwert Eins ausgeben.
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Die Ausgabe des Logikkreises 244 kann dann zum Multiplexer 232 übermittelt werden. Am Multiplexer 232 kann die Ausgabe des Logikkreises 244 zum Multiplexen eines Wertes Null mit dem Verstärkungsfehler benutzt werden. In einigen Ausführungsformen kann dies dem Konstrukteur des Systems 200 die Flexibilität zum Aussuchen eines zu berücksichtigenden Bereichs von Verstärkungsfehler erlauben. Die Ausgabe des Multiplexers 232 wird dann zum Mittelwertbilder 248 zusammen mit der Ausgabe des Logikkreises 244 übermittelt. Vom Mittelwertbilder 248 kann dann der Mittelwert der beiden Signale über Zeit angesammelt werden. In einigen Ausführungsformen kann dieser Mittelwert den Spitzenverstärkungsfehler (PGE – Peak Gain Error), wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 3–4 beschrieben, darstellen. Der PGE kann dann zum Summierer 252 übermittelt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann das System 200 das Referenzsignal am Vergleicher 240 mit einem Schwellwert Linear Window Hi Limit (Obergrenze lineares Fenster) vergleichen. Wenn das Referenzsignal weniger gleich diesem Schwellwert ist, kann vom Vergleicher 240 ein Logikwert Eins ausgegeben werden. Das System 200 kann auch das Referenzsignal mit einem Schwellwert Linear Window Low Limit (Untergrenze lineares Fenster) am Vergleicher 242 vergleichen. Wenn das Referenzsignal größer als der Schwellwert ist, kann vom Vergleicher 242 ein Logikwert Eins ausgegeben werden. Die Ausgaben der Vergleicher 240, 242 können dann am Logikkreis 246 kombiniert werden. In dem erläuternden Beispiel des Systems 200 ist der Logikkreis 246 ein UND-Gatter. Wenn im Betrieb die Ausgaben beider Vergleicher 240, 242 ein Logikwert Eins sind, dann kann der Logikkreis 246 einen Logikwert Eins ausgeben.
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Die Ausgabe des Logikkreises 246 kann dann zum Multiplexer 234 übermittelt werden. Am Multiplexer 234 kann die Ausgabe des Logikkreises 246 zum Multiplexen eines Wertes Eins mit dem Verstärkungsfehler benutzt werden. In einigen Ausführungsformen könnte dies dem Konstrukteur des Systems 200 die Flexibilität zum Aussuchen eines zu berücksichtigenden Bereichs von Verstärkungsfehler erlauben. Die Ausgabe des Multiplexers 234 wird dann zusammen mit der Ausgabe des Logikkreises 246 zum Mittelwertbildner 250 übermittelt. Der Mittelwertbildner 250 kann dann den Mittelwert der zwei Signale über Zeit ansammeln. In einigen Ausführungsformen kann dieser Mittelwert, wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 3–4 beschrieben, den linearen Verstärkungsfehler (LGE – Linear Gain Error) darstellen. Der LGE kann dann zum Summierer 252 übermittelt werden.
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Am Summierer 252 werden die PGE- und LGE-Werte wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 3–4 beschrieben zum Erzeugen eines Spitzenkompressionsschätzungswertes kombiniert. Dieser Spitzenkompressionsschätzungswert kann dann zum Vergleicher 254 und/oder Basisbandprozessor 202 übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Vergleicher 254 zum Vergleichen des Spitzenkompressionswertes mit einer Anzahl vorbestimmter Schwellwerte eingerichtet sein. Wenn die Spitzenkompression über einem gewissen Niveau liegt, kann der Vergleicher 254 dann, wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, ein Kompressionserkennungskennzeichen zum Basisbandprozessor 202 übermitteln.
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In der gleichen Ausführungsform oder alternativen Ausführungsformen kann der Basisbandprozessor 202 zum Benutzen des Spitzenkompressionsschätzungswertes zum weiteren Lindern der Auswirkungen von Spitzenkompression eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Basisbandprozessor 202 den Spitzenkompressionsschätzungswert zum dynamischen Ändern der Schwellwerte und/oder Parameter für einen Kompressionsverringerungsalgorithmus benutzen (d.h. einen Scheitelfaktorverringerungsalgorithmus oder Spitze-Mittelwert-Verringerungsalgorithmus).
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Das beispielhafte System 200 zeigt mehrere Komponenten als diskrete Komponenten. In einigen Ausführungsformen können mehr, weniger oder andere Komponenten als die in 2 gezeigten vorliegen, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu weichen. Beispielsweise können die Vergleicher 236, 238, 240, 242 alle auf einer einzigen integrierten Schaltung vorhanden sein. Als zusätzliches Beispiel zeigt die 2 den ein Kompressionserkennungskennzeichen erzeugenden und dieses Kennzeichen zum Basisbandprozessor 202 übermittelnden Vergleicher 254. Wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, kann der Basisbandprozessor 202 dann die in der Übertragungskammer erzeugte Verstärkung ändern um die Spitzenkompression zu berücksichtigen. Jedoch kann der Vergleicher 254 in der gleichen Ausführungsform oder in alternativen Ausführungsformen das Kompressionserkennungskennzeichen zu einer anderen für Verstärkungsregelung verantwortlichen Komponente übermitteln. Beispielsweise kann der Vergleicher 254 zum direkten Kommunizieren mit dem Leistungsverstärker 216 eingerichtet sein, wodurch eine Verringerung der Verstärkung verursacht wird.
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Vom System 200 werden zur Bestimmung von Spitzenkompression vier Schwellwerte benutzt: Peak Window Hi (Obergrenze Spitzenfenster), Peak Window Low (Untergrenze Spitzenfenster), Linear Window Hi (Obergrenze lineares Fenster) und Linear Window Low (Untergrenze lineares Fenster). Wie ausführlicher unten mit Bezugnahme auf 3 beschrieben können diese Werte durch ein Fensterbildungsverfahren berechnet werden.
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3 zeigt einen beispielhaften an der Antenne 220 vorliegenden HF-Leistungspegel 300 nach gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der beispielhafte HF-Leistungspegel 300 zeigt ein beispielhaftes HF-Signal, aufgezeichnet als Leistung auf der y-Achse und Zeit auf der x-Achse. Der beispielhafte HF-Leistungspegel 300 zeigt ein Signal mit einer Mittenfrequenz von 1,95 GHz über 3 ms. Auch zeigt der beispielhafte HF-Leistungspegel 300 zwei Fenster: Spitzenfenster 302 und Mittenfenster 304. Spitzenfenster 302 ist einem Spitzenfenster-Obergrenzenwert 306 und einem Spitzenfenster-Untergrenzenwert 308 zugeordnet. Das Mittenfenster 304 ist einem Obergrenzemittenfenster 310 und einem Untergrenzemittenfenster 312 zugeordnet. In einigen Ausführungsformen können diese Werte zum Berechnen der durch das System 200 zur Bestimmung der Spitzenkompression benutzten Schwellwerte, wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2 und unten beschrieben, benutzt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann die Betriebsleistung und die Größe der Fenster durch Software, Hardware, Firmware und/oder irgendeine Kombination davon bestimmt werden. Beispielsweise kann auf Basisbandprozessor 202 ablaufende Software zum Bestimmen der zum Bestimmen der Fenstergrenzwerte benutzten Betriebsleistung und Fenstergröße eingerichtet sein. In anderen Beispielen kann auf einem weiteren Prozessor vorhandene Managementsoftware zum Bestimmen dieser Werte benutzt werden.
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In einigen Ausführungsformen können die Fenstergrenzwerte wie folgt berechnet werden: Pmax = (Fest) = 24 dBm Formel 1
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In einigen Ausführungsformen kann der Wert für den maximalen Spitzenwert (Pmax) ein zusammen mit anderen Auslegungsparametern des Systems 200 vorbestimmter fester Wert sein und kann abhängig von der bestimmten Konfiguration des Systems 200 veränderlich sein. Pref = (Fest, basierend auf Modulation) Formel 2
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In einigen Ausführungsformen kann der Wert für den Referenzspitzenwert (Pref) abhängig von der bestimmten durch das System 200 erforderten Modulationsart ein fester Wert sein. Beispielsweise kann für eine über ein LTE-Netz kommunizierende drahtlose Kommunikationsvorrichtung Pref auf –9,2 dB eingestellt sein. Pout = (Antennensollleistung), vom Basisbandprozessor Formel 3 Peak_Window_Size (Spitzenfenstergröße) = (Fest) = 2 dB Formel 4 Mid_Window_Size (Mittenfenstergröße) = (Fest) = 2 dB Formel 5
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In einigen Ausführungsformen kann die Spitzenausgangsleistung (Pout) als die durch den Basisbandprozessor bestimmte Antennensollleistung bestimmt werden. Die Größe der Spitzen- und Mittenfenster sind Festwerte, die zusammen mit anderen Auslegungsparametern bestimmt werden können. Beispielsweise kann das System 200 eine Fenstergröße von 2 dB benutzen. Andere Konfigurationen können abhängig von Auslegungsfaktoren, wie beispielsweise Toleranz für Spitzenkompression und resultierendes Rauschen, andere Werte der Fenstergröße benutzen.
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In einigen Ausführungsformen können die vom System 200 zum Bestimmen von Spitzenkompression benutzten Schwellwerte aus den oben beschriebenen Variablen berechnet werden, wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf Formeln 6–9 beschrieben. Als Ergebnis können diese vier Schwellwerte berechnet werden: Mid_Window_Hi Limit (Obergrenzemittenfenster) = Pout + Mid_Window_Size (Mittenfenstergröße) Formel 6 Mid_Window_Lo Limit (Untergrenzemittenfenster) = Pout + Mid_Window_Size (Mittenfenstergröße) Formel 7 Peak_Window_Hi Limit (Obergrenzespitzenfenster) = Pout + Peak_Window_Size (Spitzenfenstergröße) Formel 8 Peak_Window_Lo Limit (Untergrenzespitzenfenster) = Pout – Peak_Window_Size (Spitzenfenstergröße) Formel 9
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In einigen Ausführungsformen kann das System 200 auch das Signal innerhalb des Fensters zum Bestimmen einer Spitzenfensterzählung abtasten. Die Abtastrate kann sich in Abhängigkeit von der Konfiguration des Systems 200 verändern und kann in einigen Ausführungsformen von der benutzten Hardware und/oder dem gewünschten drahtlosen Kommunikationsprotokoll abhängig sein.
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Beispielsweise kann das System 200 das Signal über ein Fenster on 100 Mikrosekunden abtasten. In einigen Ausführungsformen kann das System 200 dann diese Abtastwerte zum Bestimmen des Spitzenverstärkungsfehlers (PGE – Peak Gain Error) und/oder linearen Verstärkungsfehlers (LGE – Linear Gain Error) benutzen. Peak_Gain_Error Spitzenverstärkungsfehler = Peak_Window(SumSpitzenfenstersumme) / Peak_Window_Count(Spitzenfensterzählung) Formel 10 Linear_Gain_Error(Linearer Verstärkungsfehler) = Mid_Window_Sum(Mittenfenstersumme) / Mid_Window_Count(Mittenfensterzählung) Formel 11 Peak Compression (Spitzenkompression) = (Peak_Gain_Error – Linear_Gain_Error)(Spitzenverstärkungsfehler – Linearer Verstärkungsfehler) Formel 12
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Wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben können diese Werte dann zum Bestimmen der mit dem Signal verbundenen Spitzenkompression benutzt werden. In einigen Ausführungsformen kann Peak_Gain_Error (Spitzenverstärkungsfehler) durch Teilen der Gesamtsumme der Leistung der im Spitzenfenster vorhandenen Spitzen (Peak_Window_Sum) (Spitzenfenstersumme) durch die Anzahl von im Spitzenfenster vorhandenen Spitzen (Peak_Window_Count) (Spitzenfensterzählung) berechnet werden (d.h. dem Mittelwert). In einigen Ausführungsformen kann dies, wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, durch den Mittelwertbildner 248 des Systems 200 durchgeführt werden. In der gleichen Ausführungsform oder alternativen Ausführungsformen kann Linear_Gain_Error (Linearer Verstärkungsfehler) durch Teilen der Gesamtsumme der Leistung von im Mittenfenster vorhandenen Spitzen (Mid_Window_Sum) (Mittenfenstersumme) durch die Anzahl von im Mittenfenster vorhandenen Spitzen (Mid_Window_Count) (Mittenfensterzählung) (d.h. dem Mittelwert) berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann dies, wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, durch Mittelwertbildner 250 des Systems 200 durchgeführt werden. Wie ausführlicher unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben können diese Fehlerwerte dann zum Bestimmen benutzt werden, ob die Ausgangsleistung zum Vermeiden von Spitzenkompression einzustellen ist.
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4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Bestimmen, ob die Ausgangsleistung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zum Vermeiden von Spitzenkompression des drahtlosen Signals gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einzustellen ist. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 Schritte 402-14 umfassen. Obwohl als diskrete Schritte dargestellt, können verschiedene Schritte in zusätzliche Schritte eingeteilt, in weniger Schritte kombiniert oder weggelassen werden, abhängig von der gewünschten Ausführung.
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In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 am Schritt 402 beginnen, an dem dynamische Programmierung von Systemschwellwerten eintritt. Wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2–3 beschrieben, kann es verschiedene mit einer bestimmten Ausführung des Systems 200 verbundene Schwellwertpegel geben. In einigen Ausführungsformen können diese Schwellwerte auf dem aktuellen Betriebsleistungspegel basieren. Wie ausführlicher oben mit Bezugnahme auf 3 beschrieben, können diese Anfangsparameter dann zum Berechnen der Fensterschwellwerte benutzt werden. Nach Programmierung dieser Schwellwerte kann das Verfahren 400 zum Schritt 404 fortschreiten.
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Im Schritt 404 kann das Verfahren 400 den Peak_Gain_Error (PGE – Spitzenverstärkungsfehler), Linear_Gain_Error (LGE – linearen Verstärkungsfehler) schätzen und die Spitzenzählung bestimmen, wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2–3 beschrieben. Nach Bestimmung dieser Werte kann das Verfahren 400 dann zu Schritten 406, 408 fortschreiten. Im Schritt 408 kann das Verfahren 400 bestimmen, ob die Spitzenzählung größer als ein vorbestimmter Zählungsschwellwert ("Th_c") ist. In einigen Ausführungsformen kann dies einem gewissen Aktivitätsniveau in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung entsprechen. Beispielsweise mag es nicht notwendig sein, den mit Spitzenkompressionsschätzung verbundenen Aufwand einzugehen, wenn ein gewisses Schwellenniveau von Übertragungstätigkeit nicht eintritt. Wenn die Spitzenzählung weniger als der Schwellwert beträgt, kann das Verfahren 400 zum Schritt 414 fortschreiten, wo keine Handlung zum Beeinflussen des Leistungspegels unternommen wird und keine Spitzenkompressionsverringerungsverfahren (z.B. Scheitelfaktorverringerung) implementiert werden. Wenn die Spitzenzählung größer als der Schwellwert ist, kann das Verfahren 400 zum Schritt 410 fortschreiten.
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Im Schritt 410 kann das Verfahren 400 bestimmen, ob die Differenz zwischen dem PGE und dem LGE größer als ein Fehlerschwellwert ist ("Th_e"). In einigen Ausführungsformen könnte es notwendig oder wünschenswert sein, sicherzustellen, dass die Differenz zwischen dem PGE und dem LGE groß genug ist, weitere Verarbeitung zu rechtfertigen. Wenn beispielsweise die Leistungspegel des Systems 200 unzureichend sind, Spitzenkompression zu ergeben, könnte es nicht notwendig oder wünschenswert sein, weiter fortzuschreiten. Wenn die Differenz zwischen dem PGE und LGE nicht größer als der Schwellwert ist, kann das Verfahren 400 zum Schritt 406 fortschreiten. Wenn die Differenz größer ist, kann das Verfahren 400 zum Schritt 412 fortschreiten.
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Im Schritt 406 kann das Verfahren 400 die PGE-, LGE- und Spitzenzählwerte aus Schritt 404 zusammen mit der Fehlerschwellwertanzeige aus Schritt 408 zum Einstellen der Spitzenkompressionsverringerungsverfahren benutzen. Beispielsweise kann im Schritt 406 das Verfahren 400 die Differenz zwischen PGE und LGE zum Einstellen des Fensters für ein Scheitelfaktorverringerungsverfahren benutzen. In der gleichen Ausführungsform oder alternativen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 PGE-, LGE- und/oder Spitzenzählungsinformationen zusammen mit einem Kompressionserkennungskennzeichen zu einer anderen Komponente des Systems 200 senden. Beispielsweise kann das Verfahren 400 den Basisbandprozessor 202 des Systems 200 durch Übermitteln eines Kompressionserkennungskennzeichens warnen. Nach Einstellung von Spitzenkompressionsverringerungsverfahren kann das Verfahren 400 zum Schritt 402 zurückkehren.
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Wenn im Schritt 410 das Verfahren 400 bestimmte, dass die Differenz zwischen dem PGE und LGE größer als der Fehlerschwellwert ist, kann das Verfahren 400 zum Schritt 412 fortschreiten. Im Schritt 412 kann das Verfahren 400 die maximale Ausgangsleistung (Pout) um einen sinnvollen Betrag zum Beitragen zum Verringern der Spitzenkompression verringern. In einigen Ausführungsformen kann Pout beispielsweise um einen Betrag gleich der Differenz zwischen der maximalzulässigen Leistung (Pmax), PGE, dem LGE und dem Fehlerschwellwert (Pmax – PGE – LGE – Th_e) verringert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Ausgangsleistung der Antenne durch Abänderungen an dem die Antenne liefernden Leistungsverstärker abgeändert werden. In dem beispielhaften System 200 können beispielsweise Abänderungen am Leistungsverstärker 216 Änderungen der Ausgangsleistung der Antenne 220 ergeben. Solche Änderungen können eine Änderung des Betrags an durch den Leistungsverstärker 216 durchgeführten Verstärkung zum Zurückstellen der der Antenne 220 zugeführten Leistung umfassen. Diese und weitere Abänderungen können durch Ändern einer Vorspannungseinstellung (z.B. Strom und/oder Spannung) des Leistungsverstärkers 216 und/oder Ändern einer Versorgungseinstellung (z.B. Versorgungsstrom und/oder Versorgungsspannung) des Leistungsverstärkers 216 durchgeführt werden.
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Sobald die Ausgangsleistung verringert worden ist, kann das Verfahren 400 zum Schritt 414 fortschreiten. Im Schritt 414 kann das Verfahren 400 Spitzenkompressionsverringerungsverfahren beenden. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das Verfahren 400 Scheitelfaktorverringerungsverfahren beenden. Nach Beenden dieser Verfahren kann das Verfahren 400 zum Schritt 402 zurückkehren.
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In einigen Ausführungsformen können die Schritte des Verfahrens 400 durch Software, Hardware, Firmware und/oder einige Kombinationen derselben, durchgeführt werden. Beispielsweise können die Schritte des Verfahrens 400 durch den Basisbandprozessor 202 des Systems 200 durchgeführt werden. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Schritte durch unterschiedliche Komponenten durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Schritt 402 – Programmieren der Systemschwellwerte – durch den Basisbandprozessor 202 des Systems 200 durchgeführt werden, während der Schritt 410 – Benutzen der Verstärkungsfehlerwerte zum Einstellen von Verringerungsverfahren – durch einen anderen dem System 200 zugeordneten Prozessor durchgeführt werden kann.
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Der Fachmann wird erkennen, dass für die in den Prozessen und Verfahren durchgeführten Funktionen für diesen und andere Prozesse und hier offenbarte Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge implementiert werden können. Weiterhin sind die umrissenen Schritte und Operationen nur als Beispiele bereitgestellt und einige der Schritte und Operationen können wahlfrei sein, in weniger Schritte und Operationen kombiniert oder in zusätzliche Schritte und Operationen erweitert werden, ohne das Wesen der offenbarten Ausführungsformen zu beeinträchtigen. Als erläuterndes Beispiel kann das Verfahren 400 weiterhin Verfolgen der Häufigkeiten von Spitzenkompression über Zeit zur Verwendung in anderen Bestimmungsverfahren aufweisen. Als zusätzliches Beispiel können andere Spitzenkompressionsverringerungsverfahren benutzt werden, die mehr, weniger oder andere Schritte als die beschriebenen zur Scheitelfaktorverringerung erfordern.
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5 und 6 sind ein Beispiel von Daten darstellende Graphen, die gemäß dem System und Verfahren der vorher beschriebenen erläuternden Beispiele erhalten werden können. In einigen Ausführungsformen können die beispielhaften Daten zum Bereitstellen für das beispielhafte System 200 von Informationen, die zum Optimieren der Systemleistung benutzt werden können, benutzt werden.
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5 zeigt einen Graphen, in dem beispielhafte Spitzenkompressionsdaten über Antennenleistungspegel gemäß gewissen Ausführungsformen der gegenwärtigen Offenbarung aufgezeichnet sind. Der Graph zeigt, dass Spitzenkompression mit Antennenleistung steigen kann, um bei einem Antennenleistungspegel von 23,8 dBm in einer Kompression von 2,5 dB zu gipfeln. In einigen Ausführungsformen kann der Spitzenkompressionswert zum dynamischen Ändern der Schwellwerte und/oder Parameter eines Spitzenkompressionsverringerungsalgorithmus wie beispielsweise eines Scheitelfaktorverringerungsalgorithmus benutzt werden. In den gleichen oder alternativen Ausführungsformen kann der Spitzenkompressionswert zum Verstellen der Einstellungen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zum Verringern von Spitzenkompression benutzt werden. Beispielsweise kann das beispielhafte System 200 zum Verwenden des Spitzenkompressionswerts zum Verstellen der Einstellungen des Leistungsverstärkers 216 zum Verstellen der der Antenne 220 zugeführten Leistung eingerichtet sein. Wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2–4 beschrieben, kann dies durch Verstellen der Vorspannungs- und/oder Versorgungseinstellungen zum Leistungsverstärker 216 erreicht werden.
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6 zeigt einen Graphen, in dem eine Zählung der Anzahl von Spitzen innerhalb des Spitzenfensters über Antennenleistung gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgezeichnet ist. Dieser Graph zeigt, dass die Anzahl von Spitzen innerhalb des Spitzenfensters mit Antennenleistung zunimmt, mit einem gemessenen Hochwert von 145 Spitzen bei 23,8 dBm. Wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2–4 beschrieben, kann diese Information zum Bereitstellen eines Spitzenkompressionsschätzungswertes benutzt werden, der weiterhin zum Bestimmen benutzt werden kann, ob die zugeführte Leistung verstellt werden muss. Beispielsweise kann das System 200 die Spitzenfehlerzählung zum Bestimmen eines Spitzenverstärkungsfehlerwertes, wie ausführlicher oben unter Bezugnahme auf 2–4 beschrieben, benutzen.
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Alle hier aufgeführten Beispiele und bedingte Redeweise sind für pädagogische Aufgaben zum Unterstützen des Lesers beim Verständnis der Erfindung und der durch den Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterführung der Technik bestimmt und sind als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen zu sein ausgelegt. Obgleich Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ergänzungen und Abänderungen daran ausgeführt werden könnten, ohne aus dem Sinn und Rahmen der Erfindung zu weichen.
