(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＢＡＮのセンサデバイスに対してマルチ周期的ＧＴＳを割り当てる前記ＭＢＡＮのＰＡＮコーディネータであって、
コントローラを有し、前記コントローラが、
前記ＭＢＡＮのセンサデバイスから、マルチ周期的ＧＴＳに関するリクエストを受信し、
前記リクエストに関するＧＴＳ割当てを決定し、
前記センサデバイスに対して、記述子を送信するよう構成され、
前記リクエストが、期間Ｍを含み、前記Ｍは、１より大きい整数であり、Ｍフレーム毎に前記ＰＡＮコーディネータと通信するため前記センサデバイスに割り当てられる時間スロットを予約するため、前記マルチ周期的ＧＴＳが要求される周期性を示し、
前記ＧＴＳ割当てが、開始フレームを含み、
前記記述子が、前記開始フレームを特定するための情報を含む、ＰＡＮコーディネータ。
【請求項２】
前記コントローラが、マルチ周期的ＧＴＳ割当てスキームに関するサポートの表示をブロードキャストするよう更に構成される、請求項１に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項３】
前記コントローラが、現在のＧＴＳ割当てを追跡するよう更に構成され、前記決定は、現在のＧＴＳ割当てに基づかれる、請求項１又は２に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項４】
前記コントローラが、前記開始フレームから始まってＭフレームごとに、前記センサデバイスとデータを通信するよう更に構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項５】
前記期間が、２の累乗である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項６】
前記リクエストが、前記開始フレームに対するオフセット範囲を更に含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項７】
前記開始フレームを特定するための情報が、開始ビーコンフレーム番号を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項８】
前記センサデバイスが、前記マルチ周期的ＧＴＳを別のセンサデバイスと時分割する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項９】
前記ＰＡＮコーディネータが、マルチ周期的ＧＴＳをサポートするよう修正されたＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いて、前記センサデバイスと通信する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項１０】
前記ＰＡＮデバイスが、フレーム構造を用いて、前記センサデバイスからデータを受信し、
前記フレーム構造が、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づかれるコンテンションアクセス期間と、
複数のＧＴＳを含むコンテンションフリー期間であって、前記複数のＧＴＳにおけるあるＧＴＳが、センサデバイスに対する割当てを含み、前記割当ては、前記ＧＴＳが前記センサデバイスに割り当てられる頻度を示す期間を含む、コンテンションフリー期間とを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＰＡＮコーディネータ。
【請求項１１】
ＭＢＡＮのセンサデバイスに対してマルチ周期的ＧＴＳを割り当てる方法において、
前記ＭＢＡＮのＰＡＮコーディネータが、前記ＭＢＡＮのセンサデバイスからマルチ周期的ＧＴＳに関するリクエストを受信するステップであって、前記リクエストが、期間Ｍを含み、前記Ｍは、１より大きい整数であり、Ｍフレーム毎に前記ＰＡＮコーディネータと通信するため前記センサデバイスに割り当てられる時間スロットを予約するため、前記マルチ周期的ＧＴＳが要求される周期性を示す、ステップと、
前記ＰＡＮコーディネータが、前記リクエストに関するＧＴＳ割当てを決定するステップであって、前記ＧＴＳ割当てが、開始フレームを含む、ステップと、
前記ＰＡＮコーディネータが、前記センサデバイスに記述子を送信するステップであって、前記記述子が、前記開始フレームを特定するための情報を含む、ステップとを有する、方法。
【請求項１２】
前記ＰＡＮコーディネータが、マルチ周期的ＧＴＳ割当てスキームに関するサポートの表示をブロードキャストするステップとを更に有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
現在のＧＴＳ割当てを追跡するステップを更に有し、前記決定が、現在のＧＴＳ割当てに基づかれる、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＰＡＮコーディネータが、前記開始フレームから始まるＭフレームごとに、前記センサデバイスとデータを通信するステップを更に有する、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の方法を１つ又は複数の処理デバイスに実行させるためコンピュータコードを搬送する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
ＭＢＡＮのセンサデバイスに対してマルチ周期的ＧＴＳを割り当てる前記ＭＢＡＮのＰＡＮコーディネータであって、
前記ＭＢＡＮのセンサデバイスから、マルチ周期的ＧＴＳに関するリクエストを受信する受信部であって、前記リクエストが、期間Ｍを含み、前記Ｍは、１より大きい整数であり、Ｍフレーム毎に前記ＰＡＮコーディネータと通信するため前記センサデバイスに割り当てられる時間スロットを予約するため、前記マルチ周期的ＧＴＳが要求される周期性を示す、受信部と、
前記リクエストに関するＧＴＳ割当てを決定する決定部であって、前記ＧＴＳ割当てが、開始フレームを含む、決定部と、
前記センサデバイスに対して、記述子を送信する送信部であって、前記記述子が、前記開始フレームを特定するための情報を含む、送信部とを有する、ＰＡＮコーディネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、無線通信に関する。それは、医療体エリアネットワーク（ＭＢＡＮ）に関連して特定の用途を見い出し、これを参照して説明される。しかしながら、他の使用シナリオにおける用途が見つかる点、及び上述した用途に必ずしも限定される物ではない点を理解されたい。
【背景技術】
【０００２】
ヘルスケア産業において、患者監視といったケアサービスを一般的な病棟へと、更には物理的な病院の境界の向こうへと拡張するという一般的なトレンドがある。医療体エリアネットワーク（ＭＢＡＮ）（別名、無線体エリアネットワーク）は、ユビキタス監視サービスを可能にするキー技術の１つである。ＭＢＡＮは、患者の生理的データを監視するのに使用される患者周りでのセンサの無線ネットワークである。ＭＢＡＮの臨床的な利益は、現在監視されていないケア領域への監視の拡張；改良されたヘルスケアワークフロー効率、安全性及び臨床結果；患者の可動性、快適さ及び感染症制御；監視の柔軟性及びスケーラビリティ；及び全体の監視コストの削減などがある。これは、すべての利点を網羅したリストとして示したものではない。
【０００３】
図１を参照すると、典型的なＭＢＡＮシステムは、例えば心拍及び心電図（ＥＣＧ）信号といった患者の生理的データをキャプチャするため、患者の体に配置される複数の小さいセンサデバイスを含む。キャプチャされたデータは、短距離及び低出力ＭＢＡＮを通り、ハブデバイスに転送される。ハブデバイスは、局所ベッドサイド監視ユニット、携帯電話、セットトップボックス、又は他の無線デバイスとすることができ、通常バックホールネットワーク（例えば、携帯電話網、ＬＡＮ等）への接続を持つ。このネットワークを介して、収集されたデータが中央監視システムへと更に転送される。中央監視システムは、患者の生理的データを解析する責任を負い、監視、診断又は治療サービスをリアルタイムに提供する。
【０００４】
現在では、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）は、ＭＢＡＮ用途に関する無線通信標準を開発している。１つの例は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｊ規格である。そこでは、ＭＢＡＮ用途により好適に役立つよう、広く使われているＩＥＥＥ８０２．１５．４無線を拡張するための物理（ＰＨＹ）／媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層の拡張特徴が、開発されている。ＩＥＥＥ８０２．１５．４−２００６標準において、保証タイムスロット（ＧＴＳ）機構が規定され、これは、あるデバイスが、そのデバイスに対して排他的な専用のスーパーフレームの部分において、チャネル上で作動することを可能にする。ＧＴＳは、コンテンションフリー期間（ＣＦＰ）を形成する。これは、図２に示されるように、アクティブスーパーフレームの終わりに常に現れる。斯かるＧＴＳスキームは、規則的で周期的なデータトラフィック及び厳しいレイテンシ要件を持つ、ＥＣＧ監視用途といったＭＢＡＮ用途に関する良好なデータ転送ソリューションを提供する。
【０００５】
デバイスは、通常はハブデバイスである個人エリアネットワーク（ＰＡＮ）コーディネータから、ＭＡＣサブレイヤ管理エンティティ（ＭＬＭＥ）−ＧＴＳリクエストプリミティブを介して、新しいＧＴＳの割当てを要求することができる。ここで、ＧＴＳ特性は、意図された用途の要件に基づきセットされる。一旦ＧＴＳリクエストが受信されると、ＰＡＮコーディネータは、ＧＴＳリクエストの受信を知らせるためＡＣＫを送信する。ＰＡＮコーディネータは、それが新しいＧＴＳ割当てをサポートするのに十分なリソースを持つかをチェックし、要求されたＧＴＳを割り当てるべきかどうかに関して決定を行う。割当てがなされることができる場合、ＰＡＮコーディネータは、aGtsDescPersistenceTimeスーパーフレームに関するそのビーコンフレームにおいて、ＧＴＳ記述子（開始タイムスロット及びスロット長を含む）の一部として、割り当られたＧＴＳ情報をブロードキャストする。ＧＴＳリクエスト命令へのＡＣＫを受信すると、デバイスは、ビーコンを追跡し続け、長くてもaGtsDescPersistenceTimeスーパーフレームを待つ。ＧＴＳ記述子自体が受信されない場合、デバイスはそのＧＴＳリクエストが失敗したと考える。他の態様で、デバイスは、そのＧＴＳタイムスロットを配置するため、そのＧＴＳ記述子に含まれる情報を用いる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在のＩＥＥＥ８０２．１５．４仕様において規定されるＧＴＳスキームに伴う１つの課題は、それが、タイムスロット使用及び電力消費に関して、心拍監視用途といった低いデューティサイクルのＭＢＡＮ用途を効率的にサポートすることができない点にある。ＧＴＳの割当ては、割り当てられたタイムスロットが、割当て後にすべてのスーパーフレームにおいてＰＡＮコーディネータと通信するその所有者デバイスに対して、排他的に予約されることを意味する。例えば、ＰＡＮコーディネータが、デバイスＡにタイムスロット６のＧＴＳ割当てを承諾し、スーパーフレームＫでそのビーコンフレームにおいてその割当てのＧＴＳ記述子をブロードキャストし始める場合、スーパーフレームＮ＞＝Ｋ（即ち、Ｎ＝Ｋ、Ｋ＋１、Ｋ＋２、…）のタイムスロット６が、デバイスＡの処理のために予約される。
【０００７】
血圧監視及び心拍監視といった低いデューティサイクルのＭＢＡＮ用途に対して、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳスキームは、効率的とは言えない。超低データレート又はデューティサイクルでは、これらの用途におけるデバイスは、長い時間インターバルにわたり非常に短い時間期間の間だけ、ＰＡＮコーディネータと通信することを必要とする。それは、デバイスが、ほとんどのスーパーフレームに関して「スリープ」モードにあり、数十又は数百のスーパーフレームの度に通信するため、そのＧＴＳスロットにおいてのみ起きることを意味する。この特徴は、ＭＢＡＮ用途にとっては非常に重要である。なぜなら、大部分の時間に関してデバイスを「睡眠」モードに置くことにより、デバイスのバッテリー寿命を非常に長くすることができるからである。
【０００８】
しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳスキームは、デバイスがすべてのスーパーフレームで通信する必要がない場合であっても、デバイスの使用のため、割当て後のすべてのスーパーフレームの割り当てられたタイムスロットを排他的に予約する。従って、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳスキームは、タイムスロットを効率的に用いるものではない。これは、数十又は数百のスーパーフレーム毎に、割り当てられたタイムスロットだけを用いるデバイスにとっては、特に当てはまることである。更に、そのＧＴＳ割当てを維持するため、デバイスが転送すべき有益なデータを持たない場合であっても、このデバイスは、起きて、ＰＡＮコーディネータとの何らかのダミー通信をしなければならないかもしれない。他の態様で、ＰＡＮコーディネータは、デバイスが、その通信リンクを失ったと考え、そのＧＴＳ割当てを解放する。これは、デバイスの「起きる」時間を不必要に増加させ、そのバッテリー寿命を非常に減少させる。これは、ＭＢＡＮ用途にとっては許容できない。
【０００９】
本発明は、上述した問題及び他を克服する新規で改良された方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの側面によれば、医療体エリアネットワーク（ＭＢＡＮ）の個人エリアネットワーク（ＰＡＮ）コーディネータは、ＭＢＡＮのセンサデバイスに対して、マルチ周期的な保証タイムスロット（ＧＴＳ）を割り当てる。ＰＡＮコーディネータは、ＭＢＡＮのセンサデバイスからマルチ周期的ＧＴＳに関するリクエストを受信するよう構成されるコントローラを含む。リクエストは、マルチ周期的ＧＴＳが要求される周期性を示す期間を含む。リクエストに基づき、コントローラは、開始フレームを含むＧＴＳ割当てを決定し、センサデバイスに対して記述子を送信する。記述子は、開始フレームを特定するための情報を含む。
【００１１】
別の側面によれば、ある方法は、医療体エリアネットワーク（ＭＢＡＮ）のセンサデバイスに対して、マルチ周期的な保証タイムスロット（ＧＴＳ）を割り当てる。この方法は、ＭＢＡＮのセンサデバイスからマルチ周期的ＧＴＳに関するリクエストを受信するステップを含む。このリクエストは、マルチ周期的ＧＴＳが要求される周期性を示す期間を含む。このリクエストに関する、開始フレームを含んだＧＴＳ割当てが決定され、記述子がセンサデバイスに対して送信される。この記述子は、開始フレームを特定するための情報を含む。
【００１２】
別の側面によれば、センサデバイスからハブデバイスへと医療体エリアネットワーク（ＭＢＡＮ）にわたりデータを送信するためのフレーム構造が、使用される。このフレーム構造は、マルチ周期的な保証タイムスロット（ＧＴＳ）をサポートし、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づかれるコンテンションアクセス期間と、複数のＧＴＳを含むコンテンションフリー期間とを含む。複数のＧＴＳにおけるあるＧＴＳは、センサデバイスに対する割当てを含む。この割当ては、ＧＴＳがセンサデバイスに割り当てられる周期性を示す期間を含む。
【００１３】
１つの利点は、ＭＢＡＮデバイスに関してバッテリー消費が減らされる点にある。
【００１４】
別の利点は、ＧＴＳ割当てにおける効率が改良される点にある。
【００１５】
別の利点は、下位互換性がある点にある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＭＢＡＮシステムを示す図である。
【図２】ＧＴＳを持つスーパーフレーム構造を示す図である。
【図３】マルチ周期的ＧＴＳを持つスーパーフレーム構造を示す図である。
【図４】マルチ周期的ＧＴＳを持つスーパーフレーム構造及びセンサデバイスの間の時分割を示す図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳ仕様フィールドを示す図である。
【図６】マルチ周期的ＧＴＳ割当てに関して修正されるＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳ仕様フィールドの変形を示す図である。
【図７】ＧＴＳ許可フラグ及びマルチ周期的ＧＴＳ許可フラグの可能な組合せ、及び各組合せがレガシーＧＴＳ割当て及びマルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするかのテーブルを示す図である。
【図８】ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳリクエスト命令を示す図である。
【図９】ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳ特性フィールドを示す図である。
【図１０】マルチ周期的ＧＴＳ割当てに関して修正されるＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳ特性フィールドの変形を示す図である。
【図１１】マルチ周期的ＧＴＳ割当てに関して修正されるＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳリクエスト命令の変形を示す図である。
【図１２】マルチ周期的特性フィールドを示す図である。
【図１３】マルチ周期的ＧＴＳを持つスーパーフレーム構造及びセンサデバイスの間の時分割を示す図である。
【図１４】ＩＥＥＥ８０１．１５．４ＧＴＳ記述子を示す図である。
【図１５】マルチ周期的ＧＴＳ割当てに関して修正されるＩＥＥＥ８０１．１５．４ＧＴＳ記述子を示す図である。
【図１６】ＭＢＡＮシステムのブロックダイヤグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の更に追加的な利点は、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に理解されるだろう。
【００１８】
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
【００１９】
図３に示されるように、スーパーフレームＫから始まるＭ（Ｍ＞１）の期間を持つマルチ周期的ＧＴＳ割当ては、割り当てられたタイムスロットが、スーパーフレームＫから始まるＭ毎のスーパーフレーム（即ち、Ｎ＝Ｋ、Ｋ＋Ｍ、Ｋ＋２Ｍ、Ｋ＋３Ｍ、...）において、ＰＡＮコーディネータと通信するため、このデバイスのために排他的に予約されることを意味する。マルチ周期的ＧＴＳ割当てを用いると、センサデバイスは、そのデータトラフィックに基づき、適切な期間Ｍをピックアップすることができる。その結果、デバイスが転送するデータを持つときのみ、通信のため起きる必要がある。従って、マルチ周期的ＧＴＳ割当ては、低いデューティサイクルのＭＢＡＮ用途において、センサデバイスのバッテリー寿命を改善することができる。
【００２０】
更に、Ｎ≠Ｋ、Ｋ＋Ｍ、Ｋ＋２Ｍ、Ｋ＋３Ｍ、...のスーパーフレームに関して、割り当てられたタイムスロットは、他のデバイスへのＧＴＳ割当てに関して利用可能である。言い換えると、異なるデバイスに関する複数のＧＴＳ割当てが、時分割態様で、同じタイムスロットを用いることができる。１つの例は、図４に示され、ここで、両者共にＭ＝２を持つＧＴＳ１及びＧＴＳ２が、同じタイムスロットを共有する。スーパーフレームＮ＝Ｋ＋２＊ｉ、ｉ＝０、１、...において、割り当てられたタイムスロットがＧＴＳ１に関して用いられる。一方、スーパーフレームＮ＝Ｋ＋１＋２＊ｉ、ｉ＝０、１、...において、同じ割り当てられたタイムスロットがＧＴＳ２に関して用いられる。従って、ＧＴＳタイムスロットリソースは、マルチ周期的ＧＴＳ割当てを用いてより効率的に用いられる。
【００２１】
前述に鑑み、マルチ周期的ＧＴＳ割当てスキームが、低いデューティサイクルのＭＢＡＮ用途に関してＩＥＥＥ８０２．１５．４の効率を改善するため、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に加えられる。後述するように、新しいＧＴＳ仕様及びＧＴＳリクエスト命令は、マルチ周期的ＧＴＳ割当てリクエスト／承認処理をサポートするよう規定される。マルチ周期的ＧＴＳ割当てスキームは有利には、現在のＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイス／実現との良好なレガシー互換性を達成する。これは、新しいＩＥＥＥ８０２．１５．４ｊデバイス及びレガシーＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイスが、同じＭＢＡＮにおいて機能することを可能にする。
【００２２】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４に対するＭＡＣ拡張は、マルチ周期的ＧＴＳ割当てがＰＡＮコーディネータによりサポートされるかどうかを示すビーコンフレームにおいて送信されるＧＴＳ仕様フィールドの１つの予約ビットを用いる。現在のＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳ仕様フィールドは、図５に示されるように規定される。フィールドは、８ビットであり、ここで、ビット０〜２は、ＧＴＳ記述子カウントに使用され、ビット３〜６は、予約され、ビット７は、ＧＴＳ許可フラグのために使用される。マルチ周期的ＧＴＳ割当てを可能にするため、図６に示されるように、予約ビットの１つが、マルチ周期的ＧＴＳ許可フラグのために使用される。このフラグは、ＰＡＮコーディネータがマルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするかどうかを示す。
【００２３】
図７を参照すると、テーブルが、マルチ周期的ＧＴＳ許可ビット（ビット６）及びＧＴＳ許可ビット（ビット７）の可能な組合せと、この組合せがレガシーＧＴＳ割当て及びマルチ周期的ＧＴＳ割当てを可能にするかとを示す。レガシーＧＴＳ割当ては、ＩＥＥＥ８０２．１５．４において規定されるＧＴＳ割当てであり、これは、すべてのスーパーフレームにおいてデバイスにタイムスロットを割り当てる。マルチ周期的ＧＴＳ割当ては、上記の通りである。図示されるように、マルチ周期的ＧＴＳ許可ビット及びＧＴＳ許可ビットが共に「０」であるとき、レガシーＧＴＳ割当てもマルチ周期的ＧＴＳ割当ても許されない。また、マルチ周期的ＧＴＳ許可ビットが「０」で、ＧＴＳ許可ビットが「１」であるとき、レガシーＧＴＳ割当ては許されるが、マルチ周期的ＧＴＳ割当ては許されない。更に、マルチ周期的ＧＴＳ許可ビットが「１」で、ＧＴＳ許可ビットが「１」であるとき、レガシーＧＴＳ割当て及びマルチ周期的ＧＴＳ割当ては許される。マルチ周期的ＧＴＳ許可ビットが「１」で、ＧＴＳ許可ビットが「０」である組合せは、予約され、これは、この組合せが有効ではなく、用いられるべきでないことを意味する。
【００２４】
ＰＡＮコーディネータは、それがマルチ周期的ＧＴＳ許可ビット（ビット６）及びＧＴＳ許可ビット（ビット７）を適切にセットすることにより、そのビーコンフレームにおいて、それがレガシーＧＴＳ割当て及びマルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするかどうかをブロードキャストする。ビーコンフレームを受信すると、センサデバイスは、レガシーＧＴＳ割当て又はマルチ周期的ＧＴＳ割当てがそのＰＡＮコーディネータによりサポートされるかどうか決定する。デバイス及びそのＰＡＮコーディネータが両方ともマルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートする場合、デバイスは、必要なときにマルチ周期的ＧＴＳ割当てをリクエストするため、マルチ周期的なリクエスト命令を用いることができる。
【００２５】
ＭＡＣ拡張は更に、拡張されたＧＴＳリクエスト命令を用いる。言い換えると、マルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするため、ＧＴＳリクエスト命令が更新される。パラメータＭ（Ｍ＞１）は、リクエストされたＧＴＳ期間であり、パラメータＫは、処理に利用可能な割り当てられたタイムスロットをデバイスが持ちたい第１のスーパーフレームを特定する。これらのパラメータは、ＧＴＳリクエスト命令に含まれることを必要とする。現在のＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳリクエスト命令に関するフォーマットは、図８に示される。リクエストは、ＭＡＣヘッダ（ＭＨＲ）に関する７オクテット、命令フレーム識別子に関する１オクテット及びＧＴＳ特性に関する１オクテットを含む。ＧＴＳ特性フィールドは、リクエストされたタイムスロットに関する情報を提供し、図９に示される。ビット０〜３は、ＧＴＳ長に関して使用され、ビット４は、ＧＴＳ方向に関して使用され、ビット５は、特性タイプに関して使用され、ビット６及び７は予約される。
【００２６】
マルチ周期的ＧＴＳリクエストをサポートするため、ＧＴＳ特性フィールドは、図１０に示されるよう修正される。新しいフォーマットにおいて、１つの予約ビット（ビット６）は、マルチ周期的なリクエストインジケータとして用いられる。このビットが「０」にセットされる場合、現在のリクエストは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４レガシーＧＴＳリクエスト命令である。ビットが「１」にセットされる場合、現在のリクエストは、マルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令であり、ＧＴＳ期間Ｍ及び開始スーパーフレームＫに関する、必要とされる情報を提供するＧＴＳ特性に続くもう１つのオクテットが存在する。追加的なオクテットを持つこの新しいマルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令は、図１１に示されるフォーマットを持つ。追加的なオクテットは、マルチ周期的ＧＴＳ特性フィールドのために使用される。他の実施形態では、ＰＡＮコーディネータは、マルチ周期的なリクエストインジケータとして１つの予約ビット（ビット６）を用いることなく、受信されたＧＴＳリクエスト命令の長さに基づき、受信されたＧＴＳリクエスト命令が、マルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令であるかどうか決定することができる。長さが９オクテットである場合、ＧＴＳリクエスト命令は、レガシーＧＴＳリクエスト命令である。一方、長さが１０オクテットである場合、ＧＴＳリクエスト命令はマルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令である、
【００２７】
マルチ周期的ＧＴＳ特性フィールドは、図１２に示されるフォーマットを持ち、開始スーパーフレームオフセット範囲フィールドとマルチ周期的ＧＴＳ期間順序フィールドという２つのフィールドを含む。開始スーパーフレームオフセット範囲フィールドＳは、ビット０〜３を占め、「０」以上「１５」以下（即ち、０≦Ｓ≦１５）である。このフィールドは、そのＧＴＳ割当てを持つデバイスリクエストが、スーパーフレームＫから開始することを示す。これは、次のスーパーフレーム後Ｓスーパーフレーム以内にある。Ｓ＝０は、ＧＴＳ割当てが次のスーパーフレームから始まるべきことを示す。実際の開始スーパーフレームＫは、現在のＧＴＳスロットリソース状態に基づき、ＰＡＮコーディネータにより決められる。Ｋは、０＜Ｋ＜Ｓを満たすべきである。マルチ周期的ＧＴＳ期間順序フィールドＧは、ビット４〜７を占め、「０」以上「１５」以下（即ち、０≦Ｇ≦１５）である。他の実施形態では、マルチ周期的ＧＴＳ期間順序フィールドはビット４〜６を占め、０≦Ｇ≦７である。このフィールドは、リクエストされたマルチ周期的ＧＴＳ割当ての期間を提供する。
【００２８】
期間Ｍは、Ｍ＝２（Ｇ＋１）として規定される。適切に、期間Ｍは２の累乗である。なぜなら、これがＧＴＳ管理及び再割当をかなり容易にするからである。例えば、図１３に示されるように、Ｍ＝４を持つ２つのマルチ周期的ＧＴＳ割当て（ＧＴＳ２及びＧＴＳ３）及びＭ＝２を持つ１つのマルチ周期的ＧＴＳ割当て（ＧＴＳ１）を時分割態様でサポートするのに、ただ１つのＧＴＳタイムスロットを使うことが簡単である。いくつかの実施形態において、このようにスケジューリングすることを容易にするため、完全なバイナリツリーが用いられる。Ｍが１より大きい任意の正の整数であることが許される場合、それは、複数のマルチ周期的ＧＴＳ割当てにおけるＧＴＳタイムスロットの時分割を困難にする。これは、順に、ＧＴＳタイムスロット使用効率を減らすという影響を持つ。例えば、Ｍ＝３を持つマルチ周期的ＧＴＳ割当て及びＭ＝５を持つマルチ周期的ＧＴＳ割当ての間で同じタイムスロットを共有することは、不可能である。２つのマルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするためには、２つのタイムスロットが必要である。
【００２９】
いくつかの実施形態において、需要が利用可能なＧＴＳを超えるとき、ＰＡＮコーディネータは、ＧＴＳ割当ての期間を動的に調整する。例えば、リクエストされたＧＴＳ割当てをすべてのデバイスに提供するため、ＰＡＮコーディネータがあまりに多くのデバイスにサービスしている場合、すべてのデバイスがＧＴＳ割当てを受信することを可能にするため、ＰＡＮコーディネータは、既存のＧＴＳ割当ての期間を増加させることができる。適切に、ＧＴＳ割当てに関する下限は、リクエストされた期間であり、上限は、デバイス及び／又はＰＡＮコーディネータの能力によりセットされる。
【００３０】
上記の提案された更新を用いると、レガシーＩＥＥＥ８０２．１５．４ＧＴＳリクエスト命令が、マルチ周期的ＧＴＳリクエストをサポートするために再利用されることができる。別のオプションは、図１１において規定されるフォーマットを持つ新しいマルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令を定めることである。このオプションにおいて、ユニークな命令フレーム識別子が、マルチ周期的なリクエスト命令に割り当てられる。ユニークな命令フレーム識別子に基づき、ＰＡＮコーディネータは、受信されたフレームがマルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令であるかを決定することができ、これを適切に処理することができる。いずれかのオプションに基づき、ＧＴＳ特性フィールドにおけるＧＴＳ長は、１つ又は複数の連続したスロットを持つ周期的なＧＴＳを与えるために、まだ用いられることができる。
【００３１】
ＭＡＣ拡張は更に、拡張されたＧＴＳ記述子を用いる。一旦ＰＡＮコーディネータが、マルチ周期的ＧＴＳリクエスト命令を受信し、斯かるＧＴＳを許可することを決めると、それは、ＧＴＳ記述子を生成し、許可されたＧＴＳ割当てに関して要求側デバイスに通知するため、そのビーコンフレームにおいてこの記述子を送信する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４において規定されるＧＴＳ記述子は、図１４に示されるフォーマットを持つ。ＧＴＳ記述子は、サイズが２４ビットである。ここで、ビット０〜１５は、デバイスショートアドレスを特定するために使用され、ビット１６〜１９は、ＧＴＳ開始スロットを特定するために使用され、ビット２０〜２３は、ＧＴＳ長を特定するために使用される。しかしながら、レガシーＧＴＳ記述は、開始スーパーフレームＫに関する情報を提供することができない。これは、どのスーパーフレーム（即ち、ビーコンスーパーフレーム番号（ＢＳＭ）＝Ｋ＋ｉ＊Ｍ、ｉ＝０、１、２、…）において、割り当てられたタイムスロットが利用可能であるかを決定するため、要求側デバイスで必要とされる。従って、マルチ周期的ＧＴＳ割当てのＧＴＳ記述子に関して、図１５に示されるように、ＧＴＳ長フィールドは、ＧＴＳ開始ＢＳＮで置換される。
【００３２】
マルチ周期的ＧＴＳの場合、ＧＴＳ長はデフォルトで、デバイスにより要求されるものであり（即ち、ＧＴＳリクエスト命令のＧＴＳ特性フィールドにおけるＧＴＳ長）、ＧＴＳ記述子に含まれない。その代わりに、ＧＴＳ開始ＢＳＮは、開始スーパーフレームＫに関する情報を提供するために含まれる。いくつかの実施形態において、斯かるスーパーフレームは、周期的なＧＴＳスロットが要求側デバイスにより用いられるために利用可能であり、ＧＴＳ長フィールド（ビット２０〜２３）に等しい最下位４ビットを備えるＢＳＮを持つ、現在のスーパーフレーム後の最初のスーパーフレームである。現在のスーパーフレームＢＳＮ及びＧＴＳ開始ＢＳＮフィールドに基づき、要求側デバイスは、Ｋを計算することができる。例えば、マルチ周期的ＧＴＳ記述子が、スーパーフレーム２６のビーコンフレームにおいて送信され（バイナリ形式で０１１０１０）、そのＧＴＳ開始ＢＳＮが００００にセットされる場合、これは、開始スーパーフレームＫ＝３２（１０００００）を意味する。なぜなら、スーパーフレーム３２が、００００に等しい最下位４ビットを備えるＢＳＮ（即ち、３２）を持つスーパーフレーム２６後の最初のスーパーフレームだからである。他の実施形態では、ＧＴＳ長フィールド（ビット２０〜２３）は、オフセットＳ（０≦Ｓ≦１５）を表し、周期的なＧＴＳスロットが要求側デバイスにより用いられるために利用可能である、現在のスーパーフレーム後の最初のスーパーフレームは、次のスーパーフレーム後のＳスーパーフレームである。Ｓ＝０は、ＧＴＳ割当てが次のスーパーフレームから始まることを示す。
【００３３】
ＧＴＳ記述子に対して提案された修正は、ＧＴＳ記述子の長さが変更されないよう保ち、及び従って、ビーコンフレーム構造の長さを保つ。これは、レガシー互換性にとって重要である。ビーコン構造が変化される場合、レガシーＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイスは、ビーコンフレームに含まれる情報を正しくデコードすることができない。
【００３４】
前述に鑑み、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に関するマルチ周期的ＧＴＳを実現する手法が提供される。この手法は、未使用ビットを使用し、周期的なＧＴＳが用いられるとき、既存のフィールドを再定義することにより、最小の変化を必要とする。周期的なＧＴＳが用いられるとき、ＧＴＳリクエストだけが追加的なオクテットを必要とする。変化が最小限であるので、この手法は下位互換を可能にする。上述されてはいないが、ＰＡＮコーディネータが、７以上のＧＴＳに関する情報を格納する必要があることを理解されたい。なぜなら、割当ては、１つのスーパーフレームから次のスーパーフレームへと変化するからである。更に、ＧＴＳ満了の検出は、周期的なＧＴＳを考慮する必要がある。
【００３５】
図１６を参照すると、上述されたＩＥＥＥ８０２．１５．４のマルチ周期的ＧＴＳ変形を使用するＭＢＡＮシステム１０が提供される。システム１０は、心拍、呼吸レート、血圧、ＥＣＧ信号等の関連付けられる患者１６の生理的データをキャプチャする複数のセンサデバイス１２、１４を含む。センサデバイス１２、１４は通常、患者１６の外部に配置される。しかしながら、いくつかの実施形態において、センサデバイス１２、１４は、追加的に又は代替的に、患者１６に配置され、及び／又は、患者１６の近くに配置される。
【００３６】
センサデバイス１２、１４の各々は、コントローラ１８、２０及び患者１６の少なくとも１つの生理的パラメータを測定する少なくとも１つのセンサ２２、２４を含む。コントローラ１８、２０は、センサ２２、２４を用いて生理的データをキャプチャし、センサデバイス１２、１４の対応する通信ユニット２８、３０を用いて、キャプチャされた生理的データをハブデバイス２６に送信する。いくつかの実施形態において、バッファリングされた生理的データの量が所定の量を超えるまで、コントローラ１８、２０の少なくとも１つは、センサデバイス１２、１４の対応するメモリ３２、３４に、キャプチャされた生理的データをバッファリングする。
【００３７】
通信ユニット２８、３０は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のマルチ周期的ＧＴＳ変形から形成されるＭＢＡＮ３６を介して、ハブデバイス２６と通信する。適切に、センサデバイス１２、１４の少なくとも１つは、この拡張を利用し、ハブデバイス２６と通信するのにマルチ周期的ＧＴＳを使用する。このセンサデバイスは、ＧＴＳ割当てに関する期間Ｍ（Ｍ＞１）及び開始フレームの識別を含む。これは、センサデバイスの特有のＭＢＡＮ用途に対して調整される。例えば、開始フレームは、例えば、現在のフレームからオフセットされるフレーム、又は現在のフレームからのフレームオフセットに関する上限により、特定されることができる。センサデバイスがＧＴＳ割当てを要求するとき、期間及び識別は、ＭＢＡＮ３６のＰＡＮコーディネータに提供される。
【００３８】
ハブデバイス２６は、センサデバイス１２、１４から中央監視ステーション３８までキャプチャされた生理的データを中継する。更に、ハブデバイス２６は通常、ＭＢＡＮ３６に関するＰＡＮコーディネータとして機能する。ある実施形態において、ハブデバイス２６がＰＡＮコーディネータとして機能しない場合、センサデバイス１２、１４の１つといったＭＢＡＮ３６の別のデバイスが、ＰＡＮコーディネータとして機能する。ハブデバイス２６は通常、患者１６の近くに配置される。更に、ハブデバイス２６は通常、局所ベッドサイド監視ユニット、携帯電話、セットトップボックス、又は、他の無線デバイスのいずれかである。
【００３９】
ハブデバイス２６は、コントローラ４０及び第１の通信ユニット４２を含む。第１の通信ユニット４２は、センサデバイス１２、１４とＭＢＡＮ３６を用いて通信する。これは、上記の如く、マルチ周期的ＧＴＳ割当てをサポートするよう拡張されるＩＥＥＥ８０２．１５．４仕様の変形から形成される。第１の通信ユニット４２を用いて、コントローラ４０は通常、ＭＢＡＮ３６に関するＰＡＮコーディネータとして機能する。この際、コントローラ４０は、第１の通信ユニット４２を制御して、ＭＢＡＮ３６をセットアップし、センサデバイス１２、１４をＭＢＡＮに関連付けて／切り離し、マルチ周期的ＧＴＳを含むＧＴＳをセンサデバイス１２、１４に割り当てる、等を行う。適切に、コントローラ４０は、開始フレームの受信された期間及び識別に基づき、マルチ周期的ＧＴＳを割り当てる。
【００４０】
コントローラ４０は更に、第１の通信ユニット４２を用いて、センサ１２、１４からキャプチャされた生理的データを受信し、ハブデバイス２６の第２の通信ユニット４４を用いて、中央監視ステーション３８に受信された生理的データを送信する。いくつかの実施形態において、キャプチャされた生理的データを受信すると、コントローラ４０は直ちに、中央監視ステーション３８にこれを中継する。他の実施形態では、バッファリングされた生理的データの量が所定の量を超えるまで、コントローラ４０は、ハブデバイス２６のメモリ４６に受信された生理的データをバッファリングする。適切に、センサデバイス１２、１４の少なくとも１つは、マルチ周期的ＧＴＳを用いて、ハブデバイス２６にデータを送信する。ハブデバイス２６の第２の通信ユニット４４は、例えばワイドエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク及びその他の第２の通信ネットワーク４８を用いて、中央監視ステーション３８と通信する。第２の通信ネットワーク４８は、有線及び／又は無線とすることができるが、通常は、ハブデバイス２６がモバイル端末であることを可能にする無線である。
【００４１】
中央監視ステーション３８は、センサデバイス１２、１４によりキャプチャされる生理的データを用いて、患者１６の悪化に関する監視を容易にする。更に、図示されていないが、中央監視ステーション３８は通常、他の患者に対応する他のＭＢＡＮのセンサデバイスによりキャプチャされる生理的データを監視するのに使用される。
【００４２】
中央監視ステーション３８は、コントローラ５０及び通信ユニット５２を含む。コントローラ５０は、ハブデバイス２６からキャプチャされた生理的データを受信する。いくつかの実施形態において、生理的データを受信すると、コントローラ５０は、受信された生理的データをアラーム基準とマッチさせることにより、アラームを発行するべきかどうか決定する。いくつかの実施形態において、例えば、少なくとも１つの生理的パラメータが閾値以上である場合、アラームが発行されることができる。アラーム基準が、生理的パラメータの現在の値と、生理的パラメータの傾向とを考慮することができることが想定される。更に、いくつかの実施形態において、生理的データを受信すると、受信された生理的データは、中央監視ステーション３８のディスプレイデバイス５４に表示される。
【００４３】
本書で使用されるメモリは、非一時的なコンピュータ可読媒体；磁気ディスク又は他の磁気ストレージ媒体；光学ディスク又は他の光学ストレージ媒体；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又は他の電子メモリデバイス又はチップ又は動作可能に相互接続されるチップのセット；格納された命令がインターネット／イントラネット又はローカルエリアネットワークを介して取得されることができるインターネット／イントラネットサーバ；等の１つ又は複数を含む。更に、本書で使用されるプロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の１つ又は複数を含み；コントローラは、メモリ及びプロセッサを含み；ディスプレイデバイスは、ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、投影ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ等の１つ又は複数を含む。
【００４４】
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。例えば、本開示は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に関連して説明されたが、提案されたスキームは、ＭＢＡＮ又は他のセンサネットワークシステムのＭＡＣプロトコルに対してより一般に適用可能である点を理解されたい。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、すべての斯かる修正及び変更を含むものとして構築されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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