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Hintergrund
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I. Gebiet der Erfindung
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Die
offenbarten Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf das Gebiet der Datenkommunikation. Spezieller
beziehen sich die offenbarten Ausführungsbeispiele auf ein neuartiges
Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zur effizienten Nutzung
der Kommunikationsressourcen in einem Datenkommunikationssystem
unter Überlastbedingungen.
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II. Hintergrund
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Ein
Kommunikationssystem für
Datenkommunikation kann seine Kapazitätsgrenze aufgrund vieler verschiedener
Faktoren erreichen. Das Kommunikationssystem kann ein Zugangsnetzwerk
bzw. Zugriffsnetzwerk haben, ein paketgeschaltetes Datennetzwerk
und eine Anzahl von Zugangsendgeräten bzw. Zugriffsterminals.
Das Zugangsendgerät und
das Zugangsnetzwerk etablieren eine Verbindung für die Kommunikation von Daten
und halten diese aufrecht unter Befolgung einer Anzahl von Kommunikationsprotokollen.
Die Verbindung zwischen dem Zugangsendgerät und dem Zugangsnetzwerk kann über eine
drahtlose Verbindung erfolgen. Der Datenfluss kann vom Zugangsendgerät zum Zugangsnetzwerk
erfolgen oder vom Zugangsnetzwerk zum Zugangsendgerät oder beides.
Das Zugangsendgerät
kann an ein Computergerät
angeschlossen sein wie einen Laptop-Personal-Computer oder kann ein
eigenständiges
Datengerät
sein wie ein persönlicher
digitaler Assistent bzw. Personal Digital Assistant. Eine Mobileinheit
wie ein Mobiltelefon kann ebenfalls ein Zugangsendgerät sein.
Ein Zugangsendgerät
und ein Zugangsnetzwerk können
durch eine Vorwärtsverbindung
kommunizieren, die vom Zugangsnetzwerk initiiert wurde, und durch
eine Rückwärtsverbindung,
die vom Zugangsendgerät
initiiert wurde.
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Das
Zugangsnetzwerk kann seine Kapazitätsgrenze aufgrund von mehreren
Faktoren erreichen, abhängig
von dem Typ der angewendeten Technologie.
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Im
Allgemeinen kann ein Zugangsnetzwerk seine Kapazitätsgrenze
abhängig
von der Anzahl der Nutzer und der Nachfrage der Nutzer nach Datenkommunikation
erreichen. Die Intensität
der Nachfrage eines Nutzers für
Datenfluss hängt
ab von der Applikation und dem Typ von Daten, die kommuniziert werden.
Die Applikationen können
das Herunterladen von Datendateien, Internet-Web-Browsing, Audio-/Video-Streaming,
transaktionsorientierte Anwendungen wie Handelstransaktionen, das
Spielen von Spielen usw. beinhalten. Der Typ von Daten kann Dokumente,
Bilder, Audio/Video, usw. beinhalten. In einem verstopften Status
oder unter Überlastbedingungen
kann neuen Nutzern, die versuchen, Zugang zum Zugangsnetzwerk zu
bekommen, der Zugang aufgrund des Fehlens von verfügbaren Ressourcen verweigert
werden. Obgleich solch ein Blockade-Schema für Sprachnetzwerke angemessen
sein kann, kann ein Nutzer in Datennetzwerken eine Verbindung mit
langsamem Datenfluss bevorzugen, anstatt überhaupt keine Verbindung zu
haben.
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Generell
besteht in dieser wie in anderen Richtungen auf dem Fachgebiet ein
Bedarf für
eine effiziente Nutzung von Kommunikationsressourcen in einem Kommunikationssystem
unter Überlastbedingungen,
welche es den Nutzern erlaubt, in das Netzwerk hineinzugehen, auch
wenn die Verwendung von Kommunikationsressourcen bereits einen verstopften
Zustand erreicht hat.
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US Patent-Nr. 6,069,882 beschreibt
ein System und ein Verfahren, um Datendienstleistungen unter Verwendung
von Zellenressourcen im Leerlauf zur Verfügung zu stellen. Als Antwort
auf eine Anfrage nach Dienstleistung von einem entfernten Nutzergerät, wobei
jedes entfernte Nutzergerät
eine zugeordnete Priorität
hat, bestimmt eine Mobilvermittlungsstelle, ob ein Kanal im Leerlauf
verfügbar
ist. Wenn kein Kanal im Leerlauf verfügbar ist, bestimmt die Mobilvermittlungsstelle,
ob es ein verbundenes entferntes Nutzergerät mit einer niedrigeren Priorität gibt.
Ist das der Fall, wird die Verbindung mit der niedrigeren Priorität beendet,
und der Kanal wird dem neuen Nutzer zugeordnet.
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WO 99/12380 beschreibt ein
System und ein Verfahren für
die effiziente Auslastung von Telekommunikationskernressourcen.
Sensoren detektieren Zeiten von Inaktivität in einer Verbindung und veranlassen
die Freigabe von Kernressourcen für die Zuordnung zu aktiven
Anwendungen.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, Ressourcen
in einem Zugangsnetzwerk zwischen einem Zugangsendgerät und einem
Datennetzwerk zuzuordnen, wie in Anspruch 1 ausgeführt. Gemäß einem
zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, um Ressourcen
in einem Zugangsnetzwerk zuzuordnen, wie in Anspruch 30 ausgeführt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Leistungsmerkmale, Objekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden offensichtlicher von der weiter unten ausgeführten detaillierten
Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen, in welchen
gleiche Referenzzeichen Entsprechendes identifizieren und worin:
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1 verschiedene
Blöcke
eines drahtlosen Datenkommunikationssystems illustriert;
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2 eine
Vorwärtskanalstruktur
in einem drahtlosen Datenkommunikationssystem illustriert;
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3 eine
Rückwärtskanalstruktur
in einem drahtlosen Datenkommunikationssystem illustriert;
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4 einen
Kommunikationsprotokollstack für
eine Luftschnittstelle in einem drahtlosen Datenkommunikationssystem
illustriert;
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5 die
Arbeitszustände
eines Sitzungskonfigurationsprotokolls bzw. Session Configuration Protocol
bei einem Zugangsnetzwerk und einem Zugangsendgerät in einem
drahtlosen Datenkommunikationssystem illustriert;
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6 die
Arbeitszustände
bei einem Zugangsnetzwerk und einem Zugangsendgerät gemäß einem
Luftschnittstellenmanagementprotokoll bzw. Air Link Management Protocol
illustriert;
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7 verschiedene
Zustände
eines Leerlaufzustandsprotokolls bzw. Idle State Protocol illustriert;
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8 verschiedene
Zustände
eines Verbindungszustandsprotokolls bzw. Connected State Protocol
illustriert;
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9 ein
Flussdiagramm für
die Aufrechterhaltung einer Verbindung in einem offenen Zustand
illustriert;
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10 ein
Flussdiagramm für
die Verwendung durch einen Ressourcenmanager zur Zuordnung von Ressourcen
bei einem Zugangsnetzwerk illustriert;
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11 ein
Flussdiagramm für
die Verwendung durch einen Ressourcenmanager für effizientes Ressourcenmanagement
unter Überlastbedingungen
illustriert;
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12 ein
Flussdiagramm zur Zuordnung von Kommunikationsressourcen zu einem
Nutzer darstellt, wenn keine freien Ressourcen verfügbar sind;
und
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13 ein
Blockdiagramm einer Steuerung darstellt, um Verbindungen in einem
Zugangsnetzwerk zu steuern und zu managen.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Ein
neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung
für effiziente Verwendung
von Kommunikationsressourcen unter Überlastbedingungen werden beschrieben.
Ein oder mehrere hierin beschriebenen exemplarische Ausführungsbeispiele
werden im Kontext eines digitalen drahtlosen Datenkommunikationssystems
weiter ausgeführt.
Während
die Verwendung innerhalb dieses Kontextes vorteilhaft ist, können unterschiedliche Ausführungsbeispiele
der Erfindung in unterschiedlichen Umgebungen oder Konfigurationen
inkorporiert werden. Im Allgemeinen können die verschiedenen hierin
beschriebenen Systeme unter Verwendung von softwaregesteuerten Prozessoren,
integrierten Schaltkreisen oder diskreter Logik aufgebaut werden.
Die Daten, Instruktionen, Kommandos, Informationen, Signale, Symbole
und Bausteine, die innerhalb der Erfindungsanmeldung referen ziert
werden, werden vorteilhafterweise durch Spannungen, Ströme, elektromagnetische
Wellen, magnetische Felder oder Teilchen, optische Felder oder Teilchen
oder eine Kombination davon dargestellt. Zusätzlich können die Blöcke, die in jedem Blockdiagramm
gezeigt werden, Hardware oder Verfahrensschritte darstellen.
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1 illustriert
ein Kommunikationssystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Zugangsendgeräte 104A–C etablieren
und unterhalten drahtlose Verbindungen mit einem Zugangsnetzwerk 101 für die Kommunikation
von Daten. Die Datenkommunikation kann mit Leitrechnern bzw. Hosts
stattfinden, die in einem Datennetzwerk 102 beheimatet
sind. Die drahtlosen Verbindungen zwischen den Zugangsendgeräten 104A–C und dem
Zugangsnetzwerk 101 können
durch die entsprechenden Datenverbindungen 111–113 stattfinden.
Jede Verbindung kann eine Vorwärtsverbindung
und eine Rückwärtsverbindung beinhalten.
Die Zugangsendgeräte 104A–C und das Zugangsnetzwerk 101 können als
eine Sendeeinheit oder eine Empfangseinheit arbeiten, oder beides gleichzeitig,
abhängig
davon, ob Daten von den jeweiligen Endgeräten gesendet oder empfangen
werden. In einem Ausführungsbeispiel
kann die Datenkommunikation in dem Kommunikationssystem 100 gemäß der Code
Division Multiple Access 2000 High Data Rate Packet Interface Spezification
stattfinden. Ein Exemplar der Spezifikation kann man erhalten über das
World Wide Web bei www.3gpp2.org.
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2 illustriert
eine Vorwärtskanalstruktur 200 gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
die für
Datenkommunikation auf der Vorwärtsverbindung
verwendet werden kann. Die Vorwärtsverbindungskommunikation
wird vom Zugangsnetzwerk 101 initiiert bzw. geht davon
aus. Die Vorwärtskanalstruktur 200 kann
einen Pilotkanal 201, einen Medium Access Control (MAC) – Kanal 202,
einen Verkehrskanal 203 und einen Steuerungskanal 204 beinhalten.
Der MAC-Kanal 202 kann einen Rückwärtsaktivitätskanal 206 und einen
Rückwärtsleistungssteuerungskanal 207 beinhalten.
Der Rückwärtsaktivitätskanal 206 wird
verwendet, um den Aktivitätspegel
auf der Rückwärtsverbindung
anzuzeigen. Der Rückwärtsleistungssteuerungskanal 207 wird
verwendet, um die Leistung zu steuern, mit der das Zugangsendgerät 104 auf
der Rückwärtsverbindung
senden kann.
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3 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
eine Rückwärtskanalstruktur 300,
die für
Datenkommunikation auf der Rückwärtsverbindung
verwendet werden kann. Die Rückwärtsverbindungskommunikation
wird vom Zugangsendgerät 104 initiiert.
Die Rückwärtskanalstruktur 300 beinhaltet
einen Zugangskanal 350 und einen Verkehrskanal 301.
Der Zugangskanal 350 beinhaltet einen Pilotkanal 351 und
einen Datenkanal 353. Der Verkehrskanal 301 beinhaltet
einen Pilotkanal 304, einen MAC-Kanal 303, einen
Bestätigungskanal
bzw. Acknowledgement (ACK) Channel 340 und einen Datenkanal 302. Der
MAC-Kanal 303 beinhaltet einen Rückwärtsverbindungsdatenratenanzeigekanal 306 und
einen Datenratensteuerungskanal 305. Der ACK-Kanal 340 wird
verwendet um mitzuteilen, ob eine Dateneinheit bei dem Zugangsendgerät 104 erfolgreich
decodiert wurde. Der Rückwärtsratenanzeigekanal 306 wird verwendet,
um die Rate anzuzeigen, mit der das Zugangsendgerät 104 im
Augenblick sendet. Der Datenratensteuerungskanal 305 zeigt
eine Datenrate an, die das Zugangsendgerät 104 auf der Vorwärtsverbindung 200 zu
empfangen in der Lage und/oder willens ist.
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4 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
einen Kommunikationsprotokollstack 400 für die Luftschnittstelle
zwischen dem Zugangsendgerät 104 und
dem Zugangsnetzwerk 101. Die Arbeitsabläufe des Vorwärtskanals 200 und
des Rückwärtskanals 300 können gemäß dem Kommunikationsprotokollstack 400 erfolgen.
Der Kommunikationsprotokollstack 400 kann eine Physikalische
Schicht 401, eine MAC-Kanal-Schicht 402, eine
Sicherheitsschicht 403, eine Verbindungsschicht 404,
eine Sitzungsschicht 405, eine Streamschicht 406 und
Anwendungsschichten 407 beinhalten. Die Physikalische Schicht 401 stellt
die Kanalstruktur-, Frequenz-, Leistungsausgabe-, Modulations- und
Codierungsanforderungen für
den Vorwärtskanal 200 und
den Rückwärtskanal 300 zur
Verfügung.
Die MAC-Kanal-Schicht 402 definiert die Prozeduren, die
verwendet werden, um über
die Physikalische Schicht 401 zu empfangen und zu senden.
Die Sicherheitsschicht 403 stellt Authentifizie rungs- und
Verschlüsselungsdienstleistungen
zur Verfügung.
Die Verbindungsschicht 404 stellt den Aufbau der Luftschnittstelle
der Datenverbindung sowie Dienstleistungen für deren Aufrechterhaltung zur
Verfügung.
Die Sitzungsschicht 405 stellt Protokollaushandlungs-,
Konfigurations- und Sitzungsstatus- bzw. -zustandsaufrechterhaltungsfunktionalität zur Verfügung. Die
Streamschicht 406 stellt Multiplexing von bestimmten Anwendungen
zur Verfügung.
Die Anwendungsschichten 407 stellen Standardsignalisierung
und Standard-Paketanforderungen zum Transport von Signalisierungs-
und Nutzerdaten zwischen einem Zugangsnetzwerk und einem Zugangsendgerät zur Verfügung.
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5 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
die Arbeitszustände
bei dem Zugangsnetzwerk 101 und dem Zugangsendgerät 104 gemäß dem Sitzungsschichtprotokoll 405.
Bevor irgendeine Verbindung für
Datenfluss aufgesetzt werden kann, muss eine Sitzung zwischen dem
Zugangsendgerät 104 und
dem Zugangsnetzwerk 101 aufgebaut werden. Das Sitzungsschichtprotokoll 405 steuert
und erlaubt dem Zugangsendgerät 104 und
dem Zugangsnetzwerk 101, eine Sitzung auszuhandeln und zu
konfigurieren. Das Sitzungsschichtprotokoll 405 stellt
die Steuerungsaspekte wie Öffnen,
Schließen und
das Managen einer Sitzung zwischen dem Zugangsendgerät 104 und
dem Zugangsnetzwerk 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel
zur Verfügung. Wenn
eine Sitzung einmal eröffnet
worden ist, können
das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 eine Verbindung zum Austausch von Steuerungsinformation
und Nutzerdaten aufbauen.
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Arbeitszustände 601 des
Sitzungsschichtprotokolls 405 betreffen das Zugangsendgerät 104 zum
Initiieren, Aufbauen und Schließen
einer Sitzung mit dem Zugangsnetzwerk 101. Die Sitzungsarbeitszustände 601 können einen
Inaktiven Zustand 602, einen Adressmanagementprotokollaufbaustatus bzw.
Address Management Protocol (AMP) setup state 603 und einen
Offenen Zustand 604 beinhalten. Die Arbeitszustände 651 des
Sitzungsschichtprotokolls 405 betreffen das Zugangsnetzwerk 101 zum Aufbau
und Schließen
einer Sitzung mit dem Zugangsendgerät 104. Die Sitzungsarbeitszustände 651 bein halten
einen AMP-Aufbauzustand 652, einen Offenen Zustand 653 und
einen Geschlossenen Zustand 654.
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Das
Zugangsendgerät 104 beginnt
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
im Inaktiven Zustand 602, und das Zugangsnetzwerk 101 beginnt
im AMP-Aufbauzustand 652.
Im Inaktiven Zustand 602 haben das Zugangsnetzwerk 101 und
das Zugangsendgerät 104 keine
Kommunikation miteinander. Um eine Sitzung zu aktivieren, tritt
das Zugangsendgerät 104 in
den AMP-Aufbauzustand 603 ein.
In dem AMP-Aufbauzustand 603 tauschen das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 gemäß dem AMP mehrere Nachrichten
aus. Das Zugangsnetzwerk 101 ordnet dem Zugangsendgerät 101 (104)
einen Unicast Access Terminal Identifier (UATI) zu. Ein erfolgreicher
Abschluss von Aushandeln und Konfiguration veranlasst beim Zugangsendgerät 104 bzw.
dem Zugangsnetzwerk 101 einen Übergang zu den Offenen Zuständen 604 bzw. 653.
Wenn die Sitzung geschlossen ist, treten das Zugangsnetzwerk 101 bzw.
das Zugangsendgerät 104 entsprechend
in den Geschlossenen Zustand 654 bzw. den Inaktiven Zustand 602 ein.
In dem Geschlossenen Zustand 654 wartet das Zugangsnetzwerk 101 auf
eine Schließe-Sitzung-
bzw. Session-Close- Nachricht vom Zugangsendgerät 104. Nach Erhalt
einer Schließe-Sitzung-Nachricht
oder nach Ablauf eines Zeitgebers geht das Zugangsnetzwerk 101 in
den AMP-Aufbauzustand 652 über. Das Zugangsnetzwerk 101 kann
gemäß einem
Ausführungsbeispiel mehrere
Prozessoren oder mehrere Prozesse in einem Prozessor besitzen, die
zugeordnet sind, um Sitzungen mit den Zugangsendgeräten 104A–C aufrecht
zu erhalten.
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Vor
dem Aufbau einer Verbindung für
Datenkommunikation ist der Aufbau einer Sitzung notwendig. Aufbau
und Aufrechterhaltung einer Verbindung werden durch das Verbindungsschichtprotokoll 404 gesteuert.
Das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 können eine Sitzung aufgebaut haben,
aber es kann sein, dass sie keine Verbindung für Datenkommunikation haben.
Des Weiteren können
das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel Verbindungen
während
einer einzelnen Sitzung mehrere Male öffnen und schließen. Eine
Sitzung kann geschlossen werden, wenn das Zugangsendgerät 104 das
Abdeckungsgebiet verlässt,
das durch das Zugangsnetzwerk 101 zur Verfügung gestellt
wird, oder während
verlängerter
Perioden, in denen das Zugangsendgerät 104 für jegliche
Kommunikation nicht erreichbar ist. Die Nichterreichbarkeit des
Zugangsendgeräts 104 kann
durch das Zugangsnetzwerk 101 detektiert werden.
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Das
Verbindungsschichtprotokoll 404 kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
aus mehreren Unterprotokollen bestehen, die den Zustand der Luftschnittstellenverbindung
abhandeln. Solche Unterprotokolle können ein Air Link Management
(ALM) – Protokoll,
ein Initialisierungszustandsprotokoll, ein Leerlaufzustandsprotokoll
und ein Verbundener-Zustand – Protokoll
beinhalten. Das ALM-Protokoll unterhält die übergeordneten Verbindungszustände im Zugangsendgerät 104 und
im Zugangsnetzwerk 101. Abhängig von seinem aktuellen Zustand
aktiviert das ALM-Protokoll andere Protokolle. Das Initiierungsprotokoll
führt Aktionen
aus, die mit dem Zugangsendgerät
in dem Prozess des Akquirierens des Zugangsnetzwerks assoziiert
sind. Das Leerlaufzustandsprotokoll führt Aktionen aus, die mit einem
Zugangsendgerät
assoziiert sind, das das Zugangsnetzwerk akquiriert hat, aber noch
keine offene Verbindung hat. Das Verbundener-Zustand-Protokoll stellt
Prozeduren zur Verfügung,
die mit einem Zugangsendgerät
verbunden sind, das eine offene Verbindung hat.
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6 illustriert
die Arbeitszustände
bei dem Zugangsnetzwerk 101 und dem Zugangsendgerät 104 eines
Air Link Management Protokolls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Durch seine zugeordneten Arbeitszustände managt das Air Link Management Protokoll
eine anfängliche
Akquisition des Zugangsnetzwerks 101 durch das Zugangsendgerät 104,
sowie Aufbau, Aufrechterhaltung und Schließung einer Verbindung zwischen
dem Zugangsnetzwerk 101 und dem Zugangsendgerät 104.
Das Leerlaufzustandsprotokoll und die Verbundener-Zustand-Protokolle
stellen Mechanismen für
das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 bereit, um eine Verbindung zu öffnen und
zu schließen. 6 stellt gemäß einem
Ausführungsbeispiel
Air-Link- Management-Protokoll-Zustände 700 dar,
die mit dem Zugangsnetzwerk 101 assoziiert sind, und Air-Link-Protokoll-Zustände 750,
die mit dem Zugangsendgerät 104 assoziiert
sind.
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Die
Air-Link-Management-Protokoll-Zustände 700 für das Zugangsnetzwerk 101 können einen Leerlaufzustand 701 und
einen Verbundenen Zustand 702 beinhalten. Die Air-Link-Management-Protokoll-Zustände 700 können ebenfalls
einen Initialisierungszustand (nicht gezeigt) für das Zugangsnetzwerk 101 beinhalten.
Eine einzelne Instanz des Initialisierungszustands würde alle
Zugangsendgeräte bedienen.
Die Air-Link-Management-Protokoll-Zustände 750 für das Zugangsendgerät 104 können einen
Initialisierungszustand 751, einen Leerlaufzustand 752 und
einen Verbundenen Zustand 753 beinhalten. Während des
Initialisierungszustands 751 akquiriert das Zugangsendgerät 104 ein
Zugangsnetzwerk wie das Zugangsnetzwerk 101. Um ein Zugangsnetzwerk
zu akquirieren, wählt
das Zugangsendgerät 104 zunächst das
Zugangsnetzwerk aus, wie das Zugangsnetzwerk 101. Zweitens
erfasst das Zugangsendgerät 104 den
Pilotkanal 201, der von dem ausgewählten Zugangsnetzwerk gesendet
wird, und drittens synchronisiert sich das Zugangsendgerät 104 mit
dem ausgewählten
Zugangsnetzwerk. Wenn das Zugangsnetzwerk 101 einmal akquiriert ist,
geht das Zugangsendgerät 104 in
den Leerlaufzustand 752 und das Zugangsnetzwerk 101 geht
in den Leerlaufzustand 701. Das Zugangsnetzwerk 101 und das
Zugangsendgerät 104 haben
während
der Leerlaufzustände 701, 752 keine
Verbindung. Eine Verbindung kann im Leerlaufzustand 701 durch
das Zugangsnetzwerk 101 oder im Leerlaufzustand 752 durch
das Zugangsendgerät 104 eröffnet werden.
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Eine
Verbindung zwischen dem Zugangsnetzwerk 101 und dem Zugangsendgerät 104 kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
sowohl vom Zugangsnetzwerk 101 als auch vom Zugangsendgerät 104 geöffnet oder
geschlossen werden. Wenn eine Verbindung einmal geöffnet ist,
befindet sich das Air-Link-Management-Protokoll
in dem Verbundenen Zustand. Die Verbindung kann von jedem der beiden, dem
Zugangsnetzwerk 101 und dem Zugangsendgerät 104,
geschlossen werden. Eine Verbindung kann ebenso aufgrund des Ver lusts
der Kommunikationen zwischen dem Zugangsnetzwerk 101 und
dem Zugangsendgerät 104 geschlossen
werden.
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7 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
verschiedene Zustände
des Leerlaufzustandsprotokolls, welche im Leerlaufzustand 701,
der mit dem Zugangsnetzwerk 101 assoziiert ist und im Leerlaufzustand 752,
der mit dem Zugangsendgerät 104 assoziiert
ist, ausgeführt
werden. Die Zustände des
Protokolls im Leerlaufzustand 752 bei dem Zugangsendgerät 104 können einen
Inaktiven Zustand 851, einen Monitorzustand 852,
einen Schlafzustand 853 und einen Verbindungsaufbauzustand 854 beinhalten.
Die Zustände
des Protokolls im Leerlaufzustand 701 bei dem Zugangsnetzwerk 101 können einen
Inaktiven Zustand 801, einen Monitorzustand 803,
einen Schlafzustand 802 und einen Verbindungsaufbauzustand 804 beinhalten.
Um bei dem Zugangsendgerät 104 Strom
zu sparen, pflegen das Zugangsendgerät 104 und das Zugangsnetzwerk 101 Schlafzustände 853, 802.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
sendet das Zugangsnetzwerk 101 während der Schlafperioden keine
Nachrichten an das Zugangsendgerät 104,
und das Zugangsendgerät 104 erwartet
während
der Schlafperiode nicht, irgendeine Nachricht zu erhalten. Das Zugangsnetzwerk 101 kann
den Verbindungsaufbau gemäß einem
Ausführungsbeispiel
durch Senden einer Rufnachricht initiieren, und das Zugangsendgerät 104 antwortet
mit einer Fordere-Verbindung- bzw. Connection-Request-Nachricht. Alternativ kann das
Zugangsendgerät 104 den
Verbindungsaufbau durch Senden einer Fordere-Verbindung-Nachricht
initiieren. Der Verbindungsaufbau tritt in den Verbindungsaufbauzuständen 804 bzw.
854 vom Zugangsnetzwerk 101 bzw. vom Zugangsendgerät 104 auf.
Wenn die Verbindung nicht abgewiesen wird, tauschen das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 weitere Nachrichten aus, um eine
Verbindung aufzubauen. Die Nachrichten können eine Verkehrskanalzuweisungsnachricht,
eine ACK-Nachricht und eine Verkehrskanal-Komplett-Nachricht enthalten. Ein
erfolgreicher Aufbau einer Verbindung resultiert in einem Zugangsendgerät 104,
das sich im Verbundenen Zustand 753 befindet (gezeigt in 6)
und einem Zugangsnetzwerk 101, das sich im Verbundenen
Zustand 702 befindet (gezeigt in 6).
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8 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
verschiedene Zustände
des Verbundener-Zustand-Protokolls, welches im Verbundenen Zustand 702,
der mit dem Zugangsnetzwerk 101 assoziiert ist, und im
Verbundenen Zustand 753, der mit dem Zugangsendgerät 104 assoziiert
ist, ausgeführt wird.
Die Zustände
von Protokoll 753 des Zugangsendgeräts 104 können einen
Inaktiven Zustand 951 und einen Offenen Zustand 952 beinhalten.
Die Zustände
von Protokoll 702 des Zugangsnetzwerks 101 können einen
Inaktiven Zustand 901, einen Offenen Zustand 902 und
einen Geschlossenen Zustand 903 beinhalten. Nach erfolgreichem
Verbindungsaufbau bewegt sich das Zugangsendgerät 104 vom Inaktiven
Zustand 951 in den Offenen Zustand 952. Ähnlich bewegt
sich nach erfolgreichem Verbindungsaufbau das Zugangsnetzwerk 101 vom
Inaktiven Zustand 901 in den Offenen Zustand 902.
Das Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 können Daten kommunizieren, wenn
sie in den Offenen Zuständen 952 und 902 sind.
Das Zugangsendgerät 104 kann
den Rückwärtsverkehrskanal 301 verwenden,
um Daten zum Zugangsnetzwerk 101 zu kommunizieren. Das
Zugangsnetzwerk 101 kann den Vorwärtsverkehrskanal 203 verwenden,
um Daten an das Zugangsendgerät 104 zu
kommunizieren. Um einen Offenen Zustand bei dem Zugangsendgerät 104 zu
beenden, kann das Zugangsendgerät 104 eine
Schließe-Verbindung-Nachricht
an das Zugangsnetzwerk 101 senden. Das Zugangsnetzwerk 101 kann
das Schließen
eines Offenen Zustands durch Senden einer Schließe-Verbindung-Nachricht initiieren.
Nach dem Senden einer Schließe-Verbindung-Nachricht
bewegt sich das Zugangsnetzwerk 101 in den Geschlossenen
Zustand 903. Nach dem Empfangen der Schließe-Verbindung-Nachricht
vom Zugangsnetzwerk 101 sendet das Zugangsendgerät 104 eine
Schließe-Verbindung-Nachricht
an das Zugangsnetzwerk 101 und bewegt sich in den Inaktiven Zustand 951.
Nach dem Empfangen der Schließe-Verbindung-Nachricht
vom Zugangsendgerät 104 bewegt
sich das Zugangsnetzwerk 101 vom Geschlossenen Zustand 903 in
den Inaktiven Zustand 901.
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Das
Zugangsendgerät 104 und
das Zugangsnetzwerk 101 können während der Aufbauphase zugeordnete
Kommunikationsressourcen verwenden, um während der Offenen Zustände 952, 902 Daten
zu senden und zu empfangen. Eine Verbindung kann sich gemäß einem
Ausführungsbeispiel
während
der Offenen Zustände 902, 952 in
einem beschäftigt-offenen
Zustand oder in einem leerlauf-offenen Zustand befinden. Wenn sich
eine Verbindung in einem beschäftigt-offenen
Zustand befindet, findet Datenaustausch zwischen dem Zugangsnetzwerk 101 und
dem Zugangsendgerät 104 statt,
entweder auf der Vorwärtsverbindung
oder auf der Rückwärtsverbindung
oder auf beiden. Wenn es keine auszutauschenden Daten gibt, geht
die Verbindung in den leerlauf-offenen Zustand über. Wenn entweder vom Zugangsnetzwerk 101 oder
vom Zugangsendgerät 104 Daten
für die Übertragung
verfügbar
werden, geht der Zustand der Verbindung von dem leerlauf-offenen
Zustand in den beschäftigt-offenen
Zustand über.
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9 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
ein Flussdiagramm 1000, das für die Aufrechterhaltung einer
Verbindung in einem Offenen Zustand verwendet werden kann, wie zum
Beispiel dem Offenen Zustand 952 beim Zugangsendgerät 104 und
dem Offenen Zustand 902 beim Zugangsnetzwerk 101.
Das Flussdiagramm 1000 kann über eine Verbindungssteuerung
(nicht gezeigt) in dem Zugangsnetzwerk 101 implementiert
werden. Bei Schritt 1001 haben das Zugangsnetzwerk 101 und das
Zugangsendgerät 104 eine
offene Verbindung in einem beschäftigt-offenen
Zustand zum Senden oder Empfangen von Daten. Datenpakete können in
kleinere Dateneinheiten heruntergebrochen werden. In diesem Fall
werden die Dateneinheiten auf einer Luftschnittstellenverbindung
gesendet. Die Steuerung im Zugangsnetzwerk 101 entscheidet
gemäß einem Ausführungsbeispiel
bei Schritt 1002, ob es irgendeine über die offene Verbindung zu
sendende oder zu empfangende Dateneinheit oder irgendein zusätzliches
Datenpaket gibt. Wenn keine Dateneinheit zum Senden oder Empfangen
ansteht, wechselt der Zustand der offenen Verbindung bei Schritt 1003 von dem
beschäftigt-offenen
Zustand zu einem leerlauf-offenen Zustand. Wenn es auf der anderen
Seite noch Dateneinheiten oder Datenpakete zu senden oder zu empfangen
gibt, springt der Steuerungs fluss 1000 zurück zu Schritt 1001.
Eine offene Verbindung in leerlauf-offenem Zustand kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
einen zugeordneten Inaktivitäts-Zeitgeber
haben. Bevor der Zeitgeber abläuft, springt
der Steuerungsfluss 1000 zurück zu Schritt 1001,
sobald irgendwelche Daten zum Senden oder Empfangen verfügbar werden,
um die Daten zu senden oder zu empfangen. Zu diesem Zeitpunkt kann der
Aktivitäts-Zeitgeber
angehalten werden. Wenn der Zeitgeber bei Schritt 1004 abläuft, wird
die offene Verbindung gemäß dem Verbundener-Zustand-Protokoll
geschlossen, und die der Verbindung zugeordneten Ressourcen werden
freigegeben, um möglicherweise
für zukünftige eingehende
Verbindungsanfragen vergeben zu werden.
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Um
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
eine neue Verbindung aufzubauen, bestimmt ein Ressourcenmanager
beim Zugangsnetzwerk 101 die Verfügbarkeit von Ressourcen. Wenn
ein Verbindungsaufbau einmal entweder vom Zugangsendgerät 104 oder
vom Zugangsnetzwerk 101 initiiert ist, kann die Verbindungsanfrage
aufgrund fehlender Ressourcen abgewiesen werden. Das Fehlen von Ressourcen
kann neben vielen unterschiedlichen Gründen dadurch erzeugt werden,
dass eine große Anzahl
von Verbindungen in dem Offenen Zustand vorliegt. Eine offene Verbindung
kann sich in einem leerlaufoffenen Zustand befinden. Wenn sich die
Verbindung in dem leerlauf-offenen Zustand befindet, werden die
zugeordneten Ressourcen gerade nicht verwendet, weil die zugeordneten
Ressourcen gerade nicht für
den Datenfluss zwischen dem Zugangsendgerät 104 und dem Zugangsnetzwerk 101 eingesetzt
werden.
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10 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
ein Flussdiagramm 1100 zur Verwendung durch einen Ressourcenmanager
bei dem Zugangsnetzwerk 101. Bei Schritt 1101 kann
sich der Ressourcenmanager in dem normalen Arbeitszustand befinden.
Normalerweise können
mehrere offene Verbindungen zur selben Zeit existieren. Einige wenige
der offenen Verbindungen können
sich im beschäftigt-offenen
Zustand befinden, während
sich die anderen in dem leerlauf-offenen Zustand befinden können. Die
offenen Verbindungen in dem leerlauf-offenen Zustand lassen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
ihre jeweiligen Inaktivitäts-Zeitgeber laufen.
Wenn eine Anfrage für
das Öffnen
einer neuen Verbindung ankommt, überprüft der Ressourcenmanager
bei Schritt 1102, ob irgendwelche Ressourcen für die Zuweisung
verfügbar
sind. Wenn es keine verfügbaren
Ressourcen gibt, weist der Ressourcenmanager bei Schritt 1103 die
Verbindungsanfrage ab, und der Steuerungsfluss springt zurück zu Schritt 1101.
Wenn es auf der anderen Seite verfügbare Ressourcen gibt, akzeptiert
der Ressoucenmanager gemäß einem
Ausführungsbeispiel
bei Schritt 1104 die Anfrage zum Öffnen einer Verbindung und
weist der neuen Verbindung in einer Verbindungsaufbauroutine Ressourcen
zu. Daraufhin springt der Steuerungsfluss für den Ressourcenmanager zurück zu Schritt 1101.
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11 illustriert
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
ein Flussdiagramm 1200 zur Verwendung durch einen Ressourcenmanager
für effizientes
Ressourcenmanagement unter Überlastbedingungen. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
kann das Flussdiagramm 1200 in einem Zugangsnetzwerk 101 implementiert
werden. Bei Schritt 1201 ist der Ressourcenmanager in einem
normalen Arbeitszustand. In dem normalen Arbeitszustand kann das
Zugangsnetzwerk 101 Ressourcen zu mehreren Verbindungen
im beschäftigt-offenen
Zustand und im leerlauf-offenen Zustand zugeordnet haben. Wenn eine Anfrage
für den
Aufbau einer neuen Verbindung detektiert wird, überprüft der Ressourcenmanager bei Schritt 1202 auf
alle verfügbaren
Ressourcen. Wenn eine verfügbare
Ressource gefunden wurde, ordnet der Ressourcenmanager bei Schritt 1207 die
verfügbare
Ressource der neuen Verbindung zu. Daraufhin springt der Steuerungsfluss 1200 zu
Schritt 1201. Wenn bei Schritt 1202 keine verfügbare Ressource detektiert
wird, springt der Steuerungsfluss zu Schritt 1203 um zu überprüfen, ob
sich irgendeine Verbindung im leerlauf-offenen Zustand befindet. Eine oder mehrere
offene Verbindungen können
sich in einem leerlauf-offenen Zustand befinden. Jede offene Verbindung
in leerlauf-offenem Zustand hätte
einen zugeordneten Inaktivitäts-Zeitgeber.
Der Ressourcenmanager kann bei Schritt 1205 entscheiden,
mindestens eine der Verbindungen in leerlauf-offenem Zustand freizugeben.
Bei Schritt 1206 werden die der ausgewählten offenen Verbindung im
Leerlaufzustand zugeordne ten Ressourcen freigegeben, und bei Schritt 1207 werden
die freigegebenen Ressourcen der neuen Verbindung zugeordnet.
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Wenn
bei Schritt 1203 mehr als eine Verbindung detektiert wird,
die sich in leerlauf-offenem Zustand befindet, kann der Ressourcenmanager
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
entscheiden, irgendeine der gefundenen Verbindungen in leerlauf-offenem
Zustand basierend auf einer zufälligen Auswahl
freizugeben. Alternativ kann die Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel
irgendein Kriterium für
die Auswahl verwenden. Zum Beispiel kann eine Verbindung mit der
längsten
Leerlaufzeit oder eine Verbindung, die aus einer Gruppe von Verbindungen
ausgewählt
wurde, deren Leerlaufzeiten länger
sind als eine vorgegebene Zeitperiode, für die Freigabe ausgewählt werden.
Des Weiteren kann eine Verbindung im Leerlaufzustand gemäß einem Ausführungsbeispiel
basierend auf der Zeitperiode zur Freigabe ausgewählt werden,
die den kombinierten Zeitperioden entspricht, die sich die Verbindung in
beschäftigt
und leerlauf-offenen Zuständen
befunden hat. Die Kriterien für
die Auswahl einer Verbindung im Leerlaufzustand zur Freigabe kann
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
die Auswahl einer Verbindung beinhalten, die verwendet wurde, um
die größte Menge
von Daten bzw. die größten Datenbeträge während einer
vorgegebenen Zeit vor dem Freigabezeitpunkt zu übertragen, oder eine Verbindung, die
aus einer Gruppe von Verbindungen ausgewählt wurde, die verwendet wurden,
um mindestens eine vorgegebene Menge von Daten während einer vorgegebenen Zeitspanne
vor dem Freigabezeitpunkt zu übertragen.
Diese vorgegebene Zeitspanne kann eine Zeitspanne sein, seit der
die Verbindung sich in einem Offenen Zustand befunden hat. Die Menge von
Daten kann die Menge von Daten sein, die über die Vorwärtsverbindung übertragen
wurde, oder über die
Rückwärtsverbindung
oder die Gesamtsumme von beiden, gemäß mehreren Ausführungsbeispielen.
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Wenn
keine Verbindung detektiert wird, die sich im leerlauf-offenen Zustand
befindet, und sich alle Verbindungen im beschäftigt-offenen Zustand befinden,
wählt der
Ressourcenmanager bei Schritt 1204 gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine der Verbindungen im beschäftigt-offenen
Zustand für
die Freiga be aus. Bei Schritt 1206 werden Ressourcen, die
der ausgewählten
Verbindung zugeordnet waren, freigegeben, und bei Schritt 1207 werden
die freigegebenen Ressourcen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der neuen Verbindung zugeordnet. Der Ressourcenmanager kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
bei Schritt 1204 eine Verbindung von allen Verbindungen
im Beschäftigten
Zustand basierend auf einer zufälligen
Auswahl auswählen.
Der Ressourcenmanager kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
irgendwelche Kriterien für
die Auswahl verwenden. Zum Beispiel kann eine Verbindung mit der längsten Zeit
in beschäftigt-offenem
Zustand oder eine Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen
mit einer beschäftigt-offenen
Zustandszeit, die länger
ist als eine vorgegebene Zeitspanne, für die Freigabe ausgewählt werden.
Des Weiteren kann eine Verbindung in beschäftigtoffenem Zustand gemäß einem
Ausführungsbeispiel
für die
Freigabe ausgewählt
werden, basierend auf der Zeitspanne, die sich die Verbindung in
dem Offenen Zustand des Verbundener-Zustands-Protokolls befunden
hat. Die Zeitspanne, die sich eine Verbindung in dem Offenen Zustand
befinden darf, wird gemäß einem
Ausführungsbeispiel
bestimmt, basierend auf den kombinierten Perioden, die sich die
Verbindung in beschäftigt-offenen
und leerlauf-offenen
Zuständen
befunden hat. Die Kriterien zur Auswahl einer Verbindung im beschäftigt-offenen
Zustand zur Freigabe können
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
die Auswahl einer Verbindung beinhalten, die während einer vorgegebenen Zeitspanne
die größte Menge
an Daten übertragen
hat. Die vorgegebene Zeitspanne kann gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine Zeitspanne vor dem Freigabezeitpunkt sein. Eine Verbindung
kann aus einer Gruppe von Verbindungen ausgewählt werden, die während einer
vorgegebenen Zeitspanne mehr als eine vorgegebene Menge an Daten übertragen
haben. Die vorgegebene Zeitspanne kann eine Zeitspanne vor dem Freigabezeitpunkt sein.
Die vorgegebene Zeitspanne kann die Zeit sein, seit der die Verbindung
aufgebaut wurde. Die Menge an Daten können die Daten sein, die über die
Vorwärtsverbindung
oder über
die Rückwärtsverbindung übertragen
wurden, oder die Gesamtsumme von beiden, gemäß mehreren Ausführungsbeispielen.
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Alternativ
kann bei Schritt 1203 gemäß einem Ausführungsbeispiel
irgendeine Verbindung zur Freigabe ausgewählt werden, entweder in beschäftigt-offenem
Zustand oder leerlauf-offenem Zustand, basierend auf einer zufälligen Auswahl,
oder basierend auf einem Kriterium, das den hierin beschriebenen
Kriterien ähnlich
ist.
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Allgemein
gesagt stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel eine
effiziente Zuordnung von Kommunikationsressourcen in einem Kommunikationssystem
für Datenkommunikation
unter Überlastbedingungen
dar. 12 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel,
um einem Nutzer Kommunikationsressourcen zuzuordnen, wenn es keine
verfügbaren freien
Ressourcen gibt. Bei Schritt 1301 wird eine Anfrage zum Öffnen einer
Verbindung zur Datenkommunikation für einen Nutzer detektiert.
Bei Schritt 1302 wird eine offene Verbindung ausgewählt. Bei Schritt 1303 wird
die ausgewählte
offene Verbindung freigegeben. Bei Schritt 1304 werden
die Kommunikationsressourcen, die zu den auf Basis der Freigabe der
ausgewählten
offenen Verbindung freigegebenen Ressourcen gehören, dem Nutzer zugewiesen.
Die ausgewählte
offene Verbindung kann sich in dem leerlauf-offenen Zustand oder
dem beschäftigt-offenen
Zustand befinden, aber nach der vorliegenden Erfindung befindet
sie sich in einem leerlauf-offenen Zustand.
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Es
kann bei 1302 notwendig sein zu bestimmen, ob in dem Kommunikationssystem
eine offene Verbindung sich in einem leerlauf-offenen Zustand befindet.
Wenn unter allen offenen Verbindungen eine offene Verbindung bestimmt
wird, die sich im leerlauf-offenen Zustand befindet, ist die zur
Freigabe ausgewählte
offene Verbindung die bestimmte offene Verbindung im leerlauf-offenen Zustand.
Wenn sich zwei oder mehr offene Verbindungen in einem leerlauf-offenen
Zustand befinden, wird eine offene Verbindung mit einer längsten leerlauf-offenen
Zustandsverbindungszeit von den zwei oder mehr offenen Verbindungen
im leerlauf-offenen Zustand bestimmt. Nach dem Ausführungsbeispiel
ist die zur Freigabe ausgewählte
offene Verbindung die be stimmte offene Verbindung mit der Verbindung,
die am längsten
im leerlauf-offenen
Zustand war.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine offene Verbindung von den zwei oder mehr offenen Verbindungen
in dem leerlauf-offenen
Zustand basierend auf der übertragenen Menge
von Daten in einer vorgegebenen Zeitperiode bestimmt. Die ausgewählte offene
Verbindung kann die Verbindung sein, die die größte Menge an Daten in der vorgegebenen
Zeitperiode übertragen
hat. Die vorgegebene Zeit kann die Verbindungsdauer sein. Die Menge
von Daten können
die Daten sein, die über
die Vorwärtsverbindung
oder über
die Rückwärtsverbindung
oder die Gesamtsumme von beiden übertragen
wurden.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird eine offene Verbindung mit der längsten kombinierten Zeit aus leerlauf-offener
Zustandsverbindungszeit und beschäftigtoffener Zustandsverbindungszeit
aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen in dem leerlauf-offenen
Zustand bestimmt. Die ausgewählte
offene Verbindung kann die bestimmte offene Verbindung mit der längsten kombinierten
leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit und beschäftigt-offenen Zustandsverbindungszeit
sein.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Auswahl der offenen Verbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel
auf einer zufälligen
Auswahl aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen in dem leerlauf-offenen
Zustand sein.
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Bei 1302 kann
es notwendig sein zu bestimmen, dass sich eine offene Verbindung
in einem beschäftigt-offenen
Zustand befindet und dass sich keine offene Verbindung in einem
leerlauf-offenen Zustand befindet. Die ausgewählte offene Verbindung kann
dann die offene Verbindung in dem beschäftigtoffenen Zustand sein.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann eine offene Verbindung mit der längsten beschäftigt-offenen
Zustandsverbindungszeit aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen
bestimmt werden. Die ausgewählte
offene Verbindung kann die bestimmte Verbindung von den zwei oder
mehr offenen Verbindungen mit der längsten beschäftigt-offenen
Zustandsverbindungszeit sein.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird eine offene Verbindung aus den zwei oder mehr beschäftigt-offenen
Verbindungen bestimmt, basierend auf der Menge von Daten, die über eine
vorgegebene Zeitperiode übertragen
wurden. Die ausgewählte
offene Verbindung ist die bestimmte offene Verbindung, die verwendet
wird, um die größte Menge
von Daten in der vorgegebenen Zeitperiode zu übertragen. Die vorgegebene
Periode für
eine Verbindung kann die Dauer sein, für die die Verbindung geöffnet war.
Die vorgegebene Zeitperiode kann eine Zeitperiode sein, die der
Bestimmung der offenen Verbindung aus den zwei oder mehr offenen
Verbindungen, die verwendet wurden, um die Menge von Daten in der
vorgegebenen Zeitperiode zu übertragen,
unmittelbar vorausgeht.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird eine offene Verbindung aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen
mit der längsten
kombinierten leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit und beschäftigt-offenen
Zustandsverbindungszeit bestimmt. Die ausgewählte offene Verbindung ist
die bestimmte Verbindung mit der längsten kombinierten leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit
und beschäftigt-offenen Zustandsverbindungszeit.
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Es
kann bei 1302 notwendig sein zu bestimmen, ob sich mindestens
eine offene Verbindung in dem beschäftigt-offenen Zustand und mindestens eine
offene Verbindung in dem leerlauf-offenen Zustand befindet. Die
ausgewählte
offene Verbindung kann dann eine der bestimmten offenen Verbindungen
sein. Wenn die Liste der offenen Verbindungen zwei oder mehr offene
Verbindungen in dem beschäftigt-offenen
Zustand und zwei oder mehr offene Verbindungen in dem leerlauf-offenen
Zustand beinhaltet, wird eine offene Verbindung aus den zwei oder mehr
offenen Verbindungen mit der längsten
leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit bestimmt. Die ausgewählte offene Verbindung
ist die bestimmte offene Verbindung mit der längsten leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine offene Verbindung bestimmt aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen
mit der längsten
beschäftigt-offenen
Zustandsverbindungszeit. Die ausgewählte offene Verbindung ist
die bestimmte offene Verbindung mit der längsten beschäftigt-offenen
Zustandsverbindungszeit. Alternativ oder zusätzlich wird eine offene Verbindung
aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen bestimmt. Die bestimmte
offene Verbindung wird verwendet, um eine vorgegebene Menge von
Daten in einer vorgegebenen Zeitperiode zu übertragen. Die ausgewählte offene
Verbindung ist die bestimmte offene Verbindung, die verwendet wird,
um eine vorgegebene Menge von Daten in der vorgegebenen Zeitperiode
zu übertragen.
Die vorgegebene Menge von Daten kann die größte Menge von Daten sein, die
von Nutzern der zwei oder mehr offenen Verbindungen in dem beschäftigt-offenen
Zustand und dem leerlauf-offenen Zustand übertragen wurde. Die Zeitperiode
kann die Verbindungsdauer sein oder eine Zeitperiode, die der Bestimmung
der offenen Verbindung aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen,
die dazu verwendet werden, die vorgegebene Menge von Daten in der
vorgegebenen Zeitperiode zu übertragen,
unmittelbar vorausgeht.
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Zusätzlich oder
alternativ wird gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine offene Verbindung aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen
bestimmt. Die bestimmte offene Verbindung wird verwendet, um Daten
mit einer vorgegebenen Datenrate in einer vorgegebenen Zeitperiode
zu übertragen.
Die ausgewählte
offene Verbindung ist die bestimmte offene Verbindung aus den zwei
oder mehr offenen Verbindungen, die verwendet werden, um Daten bei
der vorgegebenen Datenrate in der vorgegebenen Zeitperiode zu übertragen.
Die vorgegebene Datenrate ist die höchste Datenrate, die von Nutzern
der zwei oder mehr offenen Verbindungen verwendet wird. Die vorgegebene
Zeitperiode kann eine Zeitperiode sein, die der Bestimmung der offenen
Verbindung aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen, die verwendet werden,
um Daten bei der vorgegebenen Datenrate in der vorgegebenen Zeitperiode
zu übertragen,
unmittelbar vorausgeht.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird gemäß einem Ausführungsbeispiel
eine offene Verbindung aus den zwei oder mehr offenen Verbindungen
mit der längsten
kombinierten leerlauf-offenen Zustandsverbindungszeit und der beschäftigtoffenen
Zustandsverbindungszeit bestimmt. Die ausgewählte offene Verbindung ist
die bestimmte offene Verbindung mit der längsten kombinierten leerlauf-offenen
Zustandsverbindungszeit und beschäftigt-offenen Zustandsverbindungszeit.
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13 zeigt
ein allgemeines Blockdiagramm einer Steuerung 1400 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
zur Steuerung von Verbindungen im Zugangsnetzwerk 101.
Die Steuerung 1400 kann einen Verbindungsmanager 1401 und
einen Kanalressourcenmanager 1402 beinhalten. Der Verbindungsmanager 1401 steuert
die Zuordnung/Aufhebung der Zuordnung bzw. Freigabe einer Anzahl
von unabhängigen
Verbindungssteuerungen 1403A–N. Die Verbindungssteuerungen 1403A–N steuern
verschiedene Aspekte einer Verbindung zwischen dem Zugangsendgerät 104 und
dem Zugangsnetzwerk 101. Die Steuerungsaspekte können Steuerung
des Flusses von Datenpaketen zwischen Zugangsendgeräten 1407A–N und einem
Datennetzwerk 1404 beinhalten. Andere Steuerungsaspekte
können
Mobilitätsmanagement,
weiche Übergabe
bzw. Soft Handoff, harte Übergabe
bzw. Hard Handoff und das Funkverbindungsprotokoll bzw. Radio Link
Protocol beinhalten. Der Kanalressourcenmanager 1402 steuert
eine Anzahl von Kanalressourcen 1405A–N. Die Kanalressource 1405 kann
Dateneinreihung, Modulation, Demodulation und Decodierfunktionen
beinhalten. In der Vorwärtsrichtung
können
die Kanalressourcen 1405A–N eine Schnittstelle zu einem
Zeitplaner bzw. Scheduler 1406 haben. Der Zeitplaner 1406 bestimmt,
welche Verbindung bedient wird und plant eine Dateneinheit von der
Ressource 1405 auf einer Zeitschlitzbasis zur Übertragung
an ein Zugangsendgerät
von den Zugangsendgeräten 1407A–N ein.
Eine offene Verbindung kann als eine Verbindung zwischen den Zugangsendgeräten 1407A–N und dem
Datennetzwerk 1404 angesehen werden, wobei eine Verbindungssteuerung
aus den Verbindungssteuerungen 1403A–N und eine Kanalressource
aus den Ressourcen 1405A–N der Verbindung zugewiesen
werden. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
steuert der Kanalressourcenmanager 1402 die Zuordnung/Aufhebung
der Zuordnung (wie durch gepunktete Linien angezeigt) von jeder
Kanalressource in den Ressourcen 1405A–N, und der Verbindungsmanager 1401 steuert
die Zuordnung/Aufhebung der Zuordnung (wie durch gepunktete Linien angezeigt)
von jeder Verbindungssteuerung in den Verbindungssteuerungen 1403A–N. Wenn
eine Verbindungsanfrage empfangen wird, weist der Verbindungsmanager 1401 der
Verbindung eine Verbindungssteuerung 1403 zu. An diesem
Punkt übernimmt
die zugewiesene Verbindungssteuerung die Steuerungsaspekte der Verbindung.
Die Verbindungssteuerung 1403 kommuniziert mit dem Kanalressourcenmanager 1402,
um der Verbindung eine Kanalressource 1405A–N zuzuweisen.
Sobald eine Ressource 1405A–N einmal zugewiesen ist, kommuniziert
die Verbindungssteuerung 1403 direkt mit der ausgewählten Ressource 1405A–N, um einen
Verbindungspfad vom Zugangsendgerät 1405A–N (1407)
zum Datennetzwerk 1404 aufzubauen. Die von jeder Kanalressource 1405A–N durchgeführten Funktionen
können
das Modulieren der Daten für
die Übertragung
zum Zugangsendgerät 1407A–N auf einer
Vorwärtsfunkverbindung
und das Demodulieren/Decodieren von auf einer Rückwärtsverbindung empfangenen Daten
beinhalten. Es ist zu beachten, dass der physikalische Ort des Verbindungsmanagers 1401 und
des Kanalressourcenmanagers 1402 abhängig von der Implementierung
variieren können.
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Wenn
alle die Kanalressourcen 1405A–N durch offene Verbindungen
verwendet werden, und eine Anfrage für eine Verbindung detektiert
wird, kann der Kanalressourcenmanager 1402 eine der Verbindungen
und die zugehörigen
zugewiesenen Ressourcen zur Freigabe auswählen und die freigegebenen
Ressourcen zuweisen, um Funktionen durchzuführen, die mit dem Datenfluss
der neuen Verbindung assoziiert sind. Die ausgewählte offene Verbindung kann
sich gemäß einem
Ausführungsbeispiel
in einem leerlauf-offenen Zustand oder in einem beschäftigt-offenen
Zustand befinden. Wenn sich mehr Verbindungen in dem offenen Zustand
befinden, kann eine Verbindung basie rend auf dem hierin beschriebenen
Kriterium ausgewählt
werden. Wenn eine Verbindung freigegeben wird, werden die Kanalressourcen 1405 und
die Verbindungssteuerungsressourcen 1403, die der Verbindung
zugewiesen sind, freigegeben.
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Um
zu bestimmen, wann die Überlastbedingungen
erreicht sind, d.h. wann es keine verfügbaren Kanalressourcen zur
Zuweisung mehr gibt oder wann die verfügbaren Kanalressourcen begrenzt sind,
kann der Kanalressourcenmanager 1402 verschiedene Techniken
anwenden. Ein Verfahren kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
den Aufbau einer vorkonfigurierten Anzahl von maximalen Verbindungen
pro Kanal beinhalten, die während
der Systeminstallation konfiguriert werden. Wenn solch eine Anzahl
von vorkonfigurierten Verbindungen erreicht ist, kann der Kanalressourcenmanager 1402 annehmen, dass
der Kanal überlastet
ist oder die Begrenzung erreicht hat. Ein alternatives oder zusätzliches
Verfahren kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
die Rückwärtsverbindungslast überwachen.
Wenn die Last eine gewisse Schwelle überschreitet, kann der Kanal
als überlastet
betrachtet werden. in einem Ausführungsbeispiel
kann dies durch die Überwachung des
Rückwärtskanalaktivitätsdatenbits
erfüllt
werden. Wenn der Anteil an Zeit, die das Aktivitätsdatenbit über ein vorgegebenes Zeitfenster
gesetzt ist, eine Schwelle überschreitet,
kann der Kanal als überlastet angesehen
werden. Die Schwelle kann vorgegeben sein. Die Überlastbedingungen oder die
Bedingung der begrenzten Verfügbarkeit
von Kanalressourcen können
basierend auf anderen Faktoren bestimmt werden. Zum Beispiel kann
der Aktivitätspegel
auf den Overheadkanälen
wie dem Rückwärtsverbindungspilotkanal
oder zusätzlichen
Kanälen,
dem Datenratensteuerungskanal oder dem Rückwärtsverbindungsleistungssteuerungsunterkanal
die Überlastbedingungen
bestimmen. Zusätzlich
oder alternativ können
die Überlastbedingungen
basierend auf der Auslastung der Leistungssteuerungskanäle oder dem
Fehlen von Leistungsreserven auf dem Leistungspegel des Vorwärtsverbindungssignals
bestimmt werden.
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Um
die Verbindung zur Freigabe nach den hierin beschriebenen Algorithmen
zu bestimmen, kann der Kanalressourcenmanager 1402 Performanzmessun gen
abschätzen
wie zum Beispiel die Verbindungszeit (die Zeitdauer, die eine Verbindung offen
war), die Menge von Datenbytes, die in die Vorwärtsrichtung übertragen
wurden, die Menge von Datenbytes, die in die Rückwärtsrichtung übertragen wurden
und die Leerlaufzeit (wenn es keine Daten in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung
gibt). Diese können
bei den Kanalressourcen 1405 gesammelt und periodisch für den Kanalressourcenmanager 1402 aktualisiert
werden. Zusätzlich
oder alternativ kann die Verbindung zur Freigabe basierend auf einem Servicelevel
ausgewählt
werden, der einem Nutzer zugeordnet ist. Die Kandidaten mit einem
niedrigen Servicelevel können
zur Freigabe ausgewählt
werden, zugunsten von Kandidaten mit einem hohen Servicelevel.
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Eine
HDR-Teilnehmerstation, hierin als ein Zugangsendgerät bzw. Access
Terminal (AT) bezeichnet, kann mobil oder stationär sein und
kann mit einer oder mehreren HDR-Basisstationen kommunizieren. Ein
Zugangsendgerät
sendet und empfängt Datenpakete.
Ein Zugangsnetzwerk kann Datenpakete zwischen mehreren Zugangsendgeräten transportieren.
Das Zugangsnetzwerk kann weiterhin mit zusätzlichen Netzwerken außerhalb
des Zugangsnetzwerks verbunden sein, so wie einem Firmenintranet
oder dem Internet, und kann Datenpakete zwischen jedem Zugangsendgerät und Netzwerken
außerhalb
transportieren. Ein Zugangsendgerät kann jedes Datengerät sein,
das durch einen drahtlosen Kanal oder durch einen drahtgebundenen
Kanal kommuniziert, zum Beispiel unter Verwendung von Faseroptik
oder Koaxialkabeln. Ein Zugangsendgerät kann weiterhin jedes einer
Anzahl von Typen von Geräten
sein, inklusive PC-Karten, Compact Flash, externen oder internen
Modems, oder drahtlosen oder drahtgebundenen Telefonen.
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Fachleute
werden anerkennen, dass Information und Signale unter Verwendung
jeglicher einer Vielzahl von unterschiedlichen Technologien und Techniken
dargestellt werden können.
Zum Beispiel können
Daten, Instruktionen, Kommandos, Informationen, Signale, Bits, Symbole
und Chips, die durchgehend durch obige Beschreibung referenziert
werden können,
durch Spannungen, Ströme,
elektromagnetische Wellen, magnetische Felder oder Teilchen, optische
Felder oder Teilchen oder jede Kombination davon dargestellt werden.
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Fachleute
werden weiterhin anerkennen, dass die vielfachen illustrativen logischen
Blöcke, Module,
Schaltkreise und Algorithmenschritte, die in Verbindung mit den
hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, als elektronische Hardware, Computersoftware
oder eine Kombination von beiden implementiert werden können. Um
diese Austauschbarkeit von Hardware und Software deutlich zu illustrieren,
wurden weiter oben vielfache illustrative Komponenten, Blöcke, Module,
Schaltkreise und Schritte allgemein im Hinblick auf ihre Funktionalität beschrieben.
Ob solche Funktionalität
als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von der speziellen Anwendung
und den Ausführungsbeschränkungen,
denen das Gesamtsystem unterliegt, ab. Geübte Fachleute können die
beschriebene Funktionalität
in unterschiedlichen Arten und Weisen für jede spezielle Anwendung
implementieren, aber solche Implementierungsentscheidungen sollten nicht
derart interpretiert werden, dass sie ein Verlassen des Umfangs
der vorliegenden Erfindung bedeuten würden.
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Die
verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltkreise,
die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, können
mit einem Allzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP),
einem applikationsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC),
einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA) oder anderer programmierbarer
logischer Geräte,
diskreten Gattern oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten
oder jeder Kombination davon, die designt wurde, um die hierin beschriebenen
Funktionen auszuführen,
implementiert oder ausgeführt
werden. Ein Allzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, aber
als Alternative kann der Prozessor jeder konventionelle Prozessor,
jede konventionelle Steuerung, jeder konventionelle Mikrokontroller
oder jeder konventionelle Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann
ebenfalls als eine Kombination von Computergeräten implementiert werden, z.B.
eine Kombination von einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Mehrzahl
von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung
mit einem DSP-Kern oder irgendeiner anderen Konfiguration.
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Die
Schritte eines Verfahrens oder Algorithmus, die in Verbindung mit
den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, können sich
direkt in Hardware manifestieren, in einem Softwaremodul, das von
einem Prozessor ausgeführt wird,
oder in einer Kombination der beiden. Ein Softwaremodul kann in
RAM-Speicher, Flash-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher,
Registern, Festplatte, einem Wechselmedium, einer CD-ROM oder jeder
anderen Art von Speichermedium sein, das in Fachkreisen bekannt
ist. Ein beispielhaftes Speichermedium ist derart an den Prozessor
gekoppelt, dass der Prozessor Information von dem Speichermedium
lesen kann und Information in das Speichermedium schreiben kann.
Als Alternative kann das Speichermedium integraler Bestandteil des
Prozessors sein. Der Prozessor und das Speichermedium können sich
in einem ASIC befinden. Das ASIC kann sich in einem Nutzerendgerät befinden.
Als Alternative können
sich der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in
einem Nutzerendgerät
befinden.
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Die
vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird bereitgestellt,
um jeden Fachmann in die Lage zu versetzen, die vorliegende Erfindung
umzusetzen oder zu verwenden. Die vielfachen Modifikationen an diesen
Ausführungsbeispielen
werden Fachleuten sofort offensichtlich sein, und die hierin definierten
generischen Prinzipien können
auf andere Ausführungsbeispiele
angewandt werden ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeit
bemühen
zu müssen.
So ist es nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf
die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern in dem breitesten Umfang gesehen werden muss, wie durch
die Ansprüche
definiert.