(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク（１０）上で差別化サービス制御パラメータしたがってアクセスポイントにデータパケットを送信するように構成されたノード（２０）であって、
前記データパケット内でペイロード（２３０）を個別に制御し、前記ノードに対応する前記差別化サービス制御パラメータ設定を実現するように構成されたコントローラ（２６）であって、
前記無線ネットワーク（１０）上で送信されることになるデータ（６０）を受信し、
前記無線ネットワーク（１０）に関する信号品質インジケータ（２１０）を決定し、
前記信号品質インジケータ（２１０）に基づいて、前記ペイロード（２３０）内に含まれた前記データ（６０）の量を調整し、
前記データの分類を決定し、前記データの優先レベルを割り当てるために前記分類に基づいて加重和計算を実行する
ように構成されたコントローラ、
を備えた、ノード（２０）。
【請求項２】
前記信号品質インジケータ（２１０）が、受信信号強度インジケータ値、ノイズフロア値、信号対雑音比値、パケット再送信レート、および失敗したビーコンレートのうちの１つに基づく、請求項１に記載のノード（２０）。
【請求項３】
前記コントローラ（２６）が、前記受信されたデータ（６０）からデータのサブセット（２２０）を除去することによって、前記ペイロード内に含まれた前記データ（６０）の量を調整するように構成された、請求項１に記載のノード（２０）。
【請求項４】
前記ノード（２０）が患者監視デバイス（２０）であり、前記受信されたデータ（６０）が、前記患者監視デバイス（２０）によって獲得された生理学的データ（６０）を含む、請求項３に記載のノード（２０）。
【請求項５】
前記データのサブセット（２２０）が、警報データ（６０ｂ）、波形データ（６０ｃ）、および生体信号データ（６０ａ）のうちの１つを含む、請求項４に記載のノード（２０）。
【請求項６】
前記コントローラ（２６）が、前記受信されたデータ（６０）の分解能を低減することによって、前記ペイロード（２３０）内に含まれた前記データ（６０）の量を調整するように構成された、請求項１に記載のノード（２０）。
【請求項７】
前記ノード（２０）が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従って、前記アクセスポイント（１４）と無線で通信するように構成された、請求項１に記載のノード（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線ネットワークにおける通信に関し、より具体的には、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるデータの動的管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＬＡＮ上で患者を監視することに関与する医療施設ネットワークなど、ある種のネットワーク接続された環境では、無線臨床応用および無線遠隔測定応用を展開するために、共通ネットワークにおいて既存の投資を活用することが望ましい。しかし、ますます多くの無線クライアントがＷＬＡＮにアクセスするにつれて、異なるタイプのデバイスがＷＬＡＮに関する優先権を競い、ネットワークは渋滞する可能性がある。無線帯域内の複数のデバイスからのそのような干渉および使用の増大は、ネットワークパフォーマンス全体を劣化させ、重要な患者データにギャップをもたらし、警報を配信する際に脱落または遅延をもたらす可能性があり、これは患者の安全性に影響を及ぼす可能性がある。例えば、潜在的に生命を脅かす不整脈について重症の患者を監視するための患者装着式遠隔測定デバイスは、ＷＬＡＮ上でデータを送信している場合があるが、患者の状態の変化について、介護者に警告するための局所警報を備えていない場合がある。そのようなデバイスからの患者データおよび警報メッセージを、例えば、ＷＬＡＮ上で遠隔中央監視局または介護者が持ち運ぶポータブル電子デバイスにリアルタイムで経路指定することは極めて重要である。一方、ネットワーク上で警報を送信する際に、いずれの遅延も患者の安全性にとってそれほど重要でないように、状態の変化について介護者に警告するための局所警報を備えることが可能な、ＷＬＡＮへのアクセスを競う、複数のベッドサイドモニターも存在し得る。さらに、ＷＬＡＮ上で様々な無線監視デバイスによって監視されている様々な患者のそれぞれの病状レベルは常に変化する可能性があり、患者装着式遠隔測定デバイスによって監視されている軽症患者からのデータの遅延は、重症患者からのデータの遅延ほど患者の安全性に重要でない可能性がある。これらの様々なデバイス間で患者データおよび警報メッセージの送信を優先順位付けるための効果的な手段がない場合、より重要なデータが遅延または損失する可能性がある。
【０００３】
無線ＬＡＮに関する米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１標準は、多くの産業環境、オフィス環境、住宅環境、および医療環境でネットワークをセットアップするための一般的な機構である。レガシー８０２．１１の主な制約は、異なるタイプのトラフィックを差別化するための優先分類をサポートできないことである。すなわち、すべてのタイプのトラフィックは、ネットワーク内で等しい公平性で処理される。異なる重要度レベルでトラフィックを差別化するためにトラフィック配信を優先順位付けした、８０２．１１ｅと呼ばれる、より新しい標準が出現した。この８０２．１１ｅ標準は、無線通信を制御するためにＩＰ層内に差別化サービス制御パラメータをもうけることによって、これを達成する。例えば、トラフィックのタイプを分類して、優先順位付けるために、６ビットの差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）をＩＰ層で割り当て、ＭＡＣ層で使用することが可能である。より低い優先順位のトラフィッククラスおよびより高い優先順位のトラフィッククラスに関するＤＳＣＰパラメータを使用すると、より高い優先順位のトラフィッククラスには、ＷＬＡＮ上で送信するために、より短い待機時間が割り当てられる。しかし、８０２．１１ｅがトラフィッククラス間を差別化できるとしても、標準の動作条件下で、８０２．１１ｅ  ＤＳＣＰパラメータは、事実上、静的であり、これは、すべての監視シナリオの下で最適でないことを意味する。例えば、医療施設ＷＬＡＮ上で監視されている患者の状況または状態に変化が発生した場合、８０２．１１ｅ  ＤＳＣＰパラメータは、それらの変更条件に適応しない。これは、医療施設において患者の監視に使用されるデバイスなど、いくつかのアプリケーションに関して、８０２．１１ｅ  ＤＳＣＰデフォルトパラメータを不適切にし、この場合、警報を配信する際の脱落および遅延は、患者の安全性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
さらに、上述のように、ＷＬＡＮの信号品質が劣化し、ＷＬＡＮにアクセスしている無線クライアントの接続データ転送速度を低下させる状況が存在し得る。より低いデータ転送速度で接続されたとき、個々の無線クライアントがそのデータを送信するために、より長い時間がかかり、結果として、データ損失、警報の遅延、または波形のギャップを引き起こす可能性がある。現在、医療監視デバイスなどの無線クライアントは、特定の監視シナリオに応じて、いくつかの異なるタイプのデータを送信することが必要な場合が多い。しかし、無線クライアントがそのデータペイロードのサイズを管理するための効果的な手段がない場合、無線帯域内の複数のデバイスからの干渉および使用の増大がネットワークパフォーマンス全体を劣化させるとき、より重要なデータが遅延または損失する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７６５２９９３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
したがって、ＷＬＡＮ上のデータ送信の信頼性を高めて、医療管理アプリケーションにおける患者データなど、重要なデータの頑強な送信を確実にするためにデータに優先順位付ける、改善されたシステム、デバイス、および方法の必要が存在する。
【０００７】
以下の明細書を読み、理解することによって理解されよう上記の欠点、不利点、および問題が本明細書において対処される。
【０００８】
一実施形態では、ノードは、無線ネットワーク上でデータパケットを送信するように構成される。このノードは、データパケット内でペイロードを個別に制御することを実現するように構成されたコントローラを含む。このコントローラは、無線ネットワーク上で送信されることになるデータを受信し、その無線ネットワークに関する信号品質インジケータを決定し、その信号品質インジケータに基づいて、ペイロード内に含まれたデータの量を調整するようにさらに構成される。
【０００９】
もう１つの実施形態では、ネットワークは、アクセスポイントと、そのアクセスポイントを経由して、ネットワーク上でデータパケットを無線で送信するように構成されたノードとを含む。これらのノードのそれぞれは、それぞれの個々のデータパケット内でペイロードを個別に制御することを実現するように構成されたコントローラを含む。このコントローラは、無線ネットワーク上で送信されることになるデータを受信し、その無線ネットワークに関する信号品質インジケータを決定し、その信号品質インジケータに基づいて、そのペイロード内に含まれたデータの量を調整するようにさらに構成される。
【００１０】
もう１つの実施形態では、方法は、無線ネットワーク上で送信されることになるデータを受信するステップを含む。このデータは、ネットワーク上でデータパケットを無線で送信するように構成されたノードによって獲得される。このノードは、データパケット内でペイロードを個別に制御することを実現するように構成されたコントローラを含む。この方法は、無線ネットワークに関する信号品質インジケータを決定するステップと、その信号品質インジケータに基づいて、そのペイロード内に含まれたデータの量を調整するステップとをやはり含む。
【００１１】
本発明の様々なその他の特徴、目標、および利点は、添付の図面およびその詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】１つの例示的な実施形態によるネットワークの概略図である。
【図２】ネットワーク内でデータを動的に優先順位付けることを実現するための１つの例示的なコンピュータ実装プロセスを示すブロック図である。
【図３】一実施形態による１つの例示的な方法を示す流れ図である。
【図４】ペイロードデータの動的管理を実現するための１つの例示的なコンピュータ実装プロセスを示すブロック図である。
【図５】一実施形態による１つの例示的な方法を示す流れ図である。
【図６】一実施形態による１つの例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明において、その一部を形成し、実施可能な特定の実施形態を示す添付の図面が例として参照される。これらの実施形態は、当業者がこれらの実施形態を実施することを可能にするために十分詳細に説明され、これらの実施形態の範囲から逸脱せずに、他の実施形態を利用することが可能であり、論理的変更、機械的変更、電気的変更、およびその他変更を行うことが可能である点を理解されたい。以下の詳細は、したがって、本発明の範囲を限定するとして理解されるべきではない。
【００１４】
図１を参照すると、概略的に表されたネットワーク１０が示される。無線ネットワーク１０は、一般に、２つ以上のノード２０間の無線通信、ならびにネットワーク１０にアクセスするためのその他のタイプのデバイスセットアップを円滑にするように構成される。例として、ネットワーク１０は、ＷＬＡＮであってよく、様々なノード２０は、１つまたは複数のアクセスポイント（ＡＰ）１４を経由してＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従ってネットワーク１０上で、無線で通信するように構成される。ノード２０は、プローブ要求を送信して、アクセスポイント１４によって送信されたプローブ応答信号を走査することにより、積極的に周期的に走査することによって、ネットワーク１０に属するデバイスを探索する状態にあり得る。あるいは、ノード２０は、アクセスポイント１４によって送信されたビーコンを走査することによって消極的に探索することも可能である。医療施設においてＷＬＡＮ上で患者を監視することに関する一実施形態によれば、ネットワーク１０は、様々な病状レベルの患者を監視する、１つもしくは複数のタイプのノード２０（例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されたＤＡＳＨ監視デバイスまたはＡＰＥＸ  ＰＲＯ監視デバイス）を含むことが可能である。ノード２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従って、１つまたは複数のアクセスポイント１４を経由してネットワーク１０上で患者データを集中監視室１６（例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されたＣＩＣ  ＰＲＯ集中監視室）に通信することが可能である。
【００１５】
ノード２０は、ネットワーク１０など、ＷＬＡＮにアクセスするように構成される。その最も基本的な構成では、ノード２０は、少なくとも１つの処理ユニット２２と１つのメモリメモリ２４とを含む。厳密な構成と、コンピューティングデバイスのタイプとに応じて、メモリ２４は、（ＲＡＭなど）揮発性であってよく、（ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）不揮発性であってよく、またはそれら２つの何らかの組合せであってもよい。処理ユニット２２およびメモリ２４は、コントローラ２６内に含まれ、かつコントローラ２６の一部を形成する。
【００１６】
ノード２０は、追加の特徴／機能性を有することも可能である。例えば、ノード２０は、磁気ディスクもしくは磁気テープまたは光ディスクもしくは光テープを含むが、これらに限定されない（取外し可能な、かつ／または取外し不可能な）追加の記憶装置を含むことも可能である。そのような追加の記憶装置は、図１において、取外し可能記憶装置２８および取外し不可能記憶装置３０によって例示される。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールもしくはその他のデータなど、情報を格納するための任意の方法または技術で実装された揮発性媒体および不揮発性媒体、取外し可能媒体および取外し不可能媒体を含む。ノード２０は、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど、１つまたは複数の入力デバイス３２を有することも可能である。ディスプレイ、スピーカー、プリンタなど、１つまたは複数の出力デバイス３４が含まれてもよい。ノード２０は、バッテリパックなどの電源３６を備えることも可能である。電源３６は、ノード２０による計算と無線データ送信とを提供する。
【００１７】
ノード２０は、アナログまたはデジタルの信号入力３８を含むことも可能である。ノード２０が患者監視デバイスである一実施形態によれば、入力３８は、例えば、信号獲得ハードウェア（例えば、信号増幅器、ガルバニック絶縁構成要素、アナログ・デジタル変換器など）と、信号獲得ハードウェアからデータを受信して、さらなる処理を実行するために、処理ユニット２２によって実行されるソフトウェアアプリケーションとを含むデータ獲得構成要素であってよい。この実施形態では、信号入力３８は、患者データを受信するために、例えば、心電図（ＥＣＧ）誘導、観血式血圧デバイスまたは非観血式血圧デバイス、温度プローブ、血液ガス測定プローブ、および気道ガスセンサなど、センサまたはトランスデューサのアレイ３９によって患者に結合できる。
【００１８】
ノード２０は、ノード２０が他のデバイスと通信するのを可能にする１つまたは複数の通信接続４０を含むことも可能である。通信接続４０は、例えば、音響媒体、ＲＦ媒体、赤外線媒体、またはその他の無線媒体を経由して、ＷＬＡＮと通信することを実現する。上で議論されたように、本明細書で使用される場合、コンピュータ可読媒体という用語は、記憶媒体と通信媒体の両方を含む。例として、通信接続４０は、異なるタイプの無線ネットワークと無線で通信するために、ＵＳＢ無線カードまたはＳＤ無線カードなど、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含むことが可能である。ＮＩＣは、適切な周波数チャネル上でデータを無線で送受信するためにアンテナ４４に結合されたトランシーバ４２を含む。一実施形態によれば、通信接続４０は、インフラストラクチャネットワークおよびアドホックネットワークを含めて、ネットワーク構成を楽にするためにＩＥＥＥ８０２．１１ｅ無線接続上で無線構成サービスを用いる。
【００１９】
通信接続４０は、ノード２０と、例えば、アクセスポイント１４との間のネットワーク１０の信号品質を評価するように構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェアを含むことも可能である。例として、通信接続４０は、ネットワーク１０上で送信された信号と背景雑音との間の電力比の形で、送信に関する信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定するように構成可能である。同様に、通信接続４０は、ネットワーク１０上で送信された信号内に存在する電力を示す受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を測定するように構成可能である。通信接続４０は、ノード２０によって回復可能な情報信号として認識できる最低入力信号電力を示すノイズフロア値を測定するように構成することも可能である。通信接続４０は、ノード２０による送信再試行の数を示す再送信レート（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ）を決定するように構成することも可能である。通信接続４０はまた、例えば、ＡＰ１４から失敗したビーコン信号（ｍｉｓｓｅｄ  ｂｅａｃｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）の数を決定するように通信接続４０を構成することも可能である。他のタイプの信号品質測定も同様に予想される。
【００２０】
さらに図１を参照すると、コントローラ２６は、ペイロードデータを含むデータパケットに優先レベルを割り当てるために、ノード２０によって受信されたペイロードデータ、ノード２０によって獲得されたペイロードデータ、またはノード２０上に格納されたペイロードデータを処理するためのアプリケーション４６を含む。本明細書で使用される場合、「ペイロードデータ」という用語は、一般に、データパケット内に含まれることが可能なヘッダデータではなく、例えば、患者パラメータデータ、警報データ、波形データ、デバイスタイプデータ、または位置データなど、データパケットを経由してエンドユーザに通信されることになる実際の情報を指す。本明細書で使用される場合、「データ」という用語は、一般に、別段の規定がない限り、異なるタイプのペイロードデータを指す。本明細書で使用される場合、「ペイロード」という用語は、一般に、ペイロードデータを含む、データパケットの部分を指す。一実施形態によれば、アプリケーション４６は、データに関する分類を決定するために、このデータを定義されたしきい値と比較し、次いで、優先レベルを決定するために、加重和計算を実行する。コントローラ２６は、アプリケーション４６からの入力に基づいて、差別化サービス制御パラメータをデータパケットに割り当てるアプリケーション４７も含む。一実施形態によれば、この差別化サービス制御パラメータは、ＩＰ層において、アプリケーション４６から受信されたデータパケットに割り当てられた差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）である。本明細書で定義される差別化サービス制御パラメータは、しかし、他の層に適用される、ＤＳＣＰ以外の優先分類子も同様に含むことが可能である。コントローラ２６は、アプリケーション４７から受信されたデータパケットの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層を維持して、通信接続４０の動作を制御するネットワークドライバインターフェース仕様（ＮＤＩＳ）インターフェース４８も含む。一実施形態によれば、ＮＤＩＳインターフェース４８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従って動作して、通信接続４０を経由して、データパケットの送信に優先順位付けるために、差別化サービス制御パラメータを使用する。
【００２１】
次に図２を参照すると、ネットワーク１０内でデータを動的に優先順位付けることを実現するためのコンピュータ実装プロセス５０を例示するブロック図が示される。一実施形態では、プロセス５０は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実装の差別化サービス制御パラメータを適応させることに関する。具体的には、図２に例示されるプロセス５０は、ノード２０によって送信されたデータパケットの優先順位を決定するＤＳＣＰパラメータに対する更新をＩＰ層内で提供し、この場合、ノード２０は、医療施設においてネットワーク１０上でデータを送信している患者監視デバイスである。ノード２０によってネットワーク１０上に送信されたデータパケットの実際の優先順位は経時的に変化する可能性があるため、ノード２０に関するＤＳＣＰを決定するための適応方法が望ましい。ネットワーク１０が輻輳した場合、すなわち、ネットワーク１０が送信を試みている複数のデバイスによりビジーである場合、低すぎる固定ＤＳＣＰ値は、結果として、ノード２０から重要なデータを配信する際に脱落および遅延をもたらす場合があり、これは患者の安全性に影響を及ぼす可能性がある。同様に、ノード２０に関して高すぎる固定ＤＳＣＰ値は、より重要なデータを送信している他のデバイスからの重要なデータを配信する際に脱落および遅延をもたらす場合がある。したがって、所与の時点でノード２０によって送信されているデータの重要性に応じて、効率的にデータを送信するのに適したＤＳＣＰ値は、経時的に変化する可能性がある。
【００２２】
図２はデータパケットのＩＰ層内のＤＳＣＰ値を適応することに関して説明され、示されているが、ＤＳＣＰパラメータ以外のパラメータまたは追加のパラメータを修正できることも想定される。加えて、プロセス５０は、更新された８０２．１１プロトコル（例えば、８０２．１１ｎ）など、８０２．１１ｅを越えた他の無線通信プロトコルに適用できることがさらに想定される。さらに、図２は、医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスとしてのノード２０の文脈で説明されているが、プロセス５０は、他のタイプのノードおよびネットワーク接続されたアプリケーションに適用可能であることも想定される。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、ＷＬＡＮに関する分散タイプの制御として、ノードレベルごとの適応ＤＳＣＰ決定が実施され、ＤＳＣＰ値は、その特定のノード２０に関する無線送信に望ましいパケット送信に関する優先レベルを画定する。それぞれのノード２０内のコントローラ２６は、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みに基づいて機能し、その特定のノード２０に関する優先要件を満たす目的でＤＳＣＰ値を動的に選択するために局所計算を使用する、ＤＳＣＰ値を適応させるための分散型の適応アルゴリズムを実行するように構成される。分散型の制御方式では、ネットワーク１０内のノード２０のそれぞれの中のコントローラ２６は、その個々の動作条件に基づいて、プロセス５０を別々に適用する。すなわち、データ優先順位の局所的な決定に基づいて、それぞれのノードは、そのノードがその独自の優先要件を満たすことを可能にする、そのＤＳＣＰ値の適切な適応を決定する。
【００２４】
図２を参照すると、プロセス５０で、個々のノード２０において、コントローラ２６はネットワーク１０上で送信されることになるデータを受信する。このデータは、例えば、ノード２０によって獲得されたデータであってよく、またはノード２０上に予め格納されたデータであってもよい。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態によれば、獲得されたデータ６０は、例えば、パラメータデータ６０ａと、警報データ６０ｂと、波形データ６０ｃとを含み得ることが想定される。パラメータデータ６０ａは、例えば、心拍数または心電図（ＥＣＧ）データ、（観血式または非観血式の）血圧データ、温度データ、血液ガス測定データ（例えば、ＳｐＯ2データ）、および気道ガス測定データ（例えば、ＣＯ2データ）など、生理学的生体信号の離散（例えば、デジタル）値を含むことが可能である。警報データ６０ｂは、例えば、患者に関するあるパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および援助を必要とし得ること（例えば、患者が過度の心拍数を有すること、または平常体温よりもより高い体温を有すること）を示すデータを含むことが可能である。警報データ６０ｂは、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９が切断されたこと、または電源３６がほぼ放電していること）を示すデータを含むことも可能である。波形データ６０ｃは、例えば、介護者が点検するために適切なデータ分解能で送信された、ＥＣＧ波形など、アナログまたは連続的な患者の生理学的データを含むことが可能である。このデータは、例えば、患者の監視タイプ（例えば、ベッドサイドモニターまたは遠隔測定デバイス）に関して、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄと、ノード２０が（例えば、集中治療室、ステップダウン（ｓｔｅｐｄｏｗｎ）治療室など）医療施設内のどこに配備されているかの表示を提供するデバイス位置データ６０ｅとを含むことも可能である。その他のタイプのデータは、例えば、患者の状態を監視するために重要であり得る電子医療記録（ＥＭＲ）データを含むことが可能である。
【００２５】
図２のプロセス５０の例示的な実装では、アプリケーション４６は、ネットワーク１０上で送信するためにコントローラ２６によって受信されたデータ６０を処理して、そのデータに関する優先レベルを決定する。具体的には、アプリケーション４６は、そのデータに関するデータ分類８０を決定するために、データ６０の値をデータしきい値７０と比較する。データ６０のそれぞれのタイプに関するデータしきい値７０は、例えば、データ６０の値が分類され得る重要レベルまたは重要範囲に基づいて確定可能である。データ６０のそれぞれのタイプに関して単一のデータしきい値７０が存在する可能性があり、またはデータ６０のそれぞれのタイプに関してデータ値の範囲を確立する複数のデータしきい値７０が存在する可能性もある。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態によれば、データしきい値は、データ６０の値と患者病状との間の関係に基づいて確立できることが想定される。例示される実施形態では、パラメータデータ６０ａの値は、適切なデータしきい値７０ａと比較される。例えば、データしきい値７０ａは、心拍数ＥＣＧデータ、血圧データ、温度データ、血液ガス測定データ、および気道ガス測定データ（例えば、ＣＯ2データ）に関してユーザ定義された限界または範囲を含むことが可能である。同様に、警報データ６０ｂの値は、適切なデータしきい値７０ｂと比較されて、波形データ６０ｃの値は、適切なデータしきい値７０ｃと比較される。
【００２６】
アプリケーション４６は、データしきい値７０との比較に基づいて、データ６０に関するデータ分類８０を決定する。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態によれば、データ分類８０はデータ６０とデータしきい値７０との比較に基づいた患者病状のインジケータであることが想定される。例えば、データ６０が心拍数データに関するデータしきい値７０ａを超える心拍数パラメータデータ６０ａの値を含む場合、アプリケーション４６は、重症の患者レベルを示すデータ分類８０ａを割り当てることが可能である。心拍数パラメータデータ６０ａの値が心拍数データに関するデータしきい値７０ａ未満ある場合、アプリケーション４６は、より軽症の患者レベルを示すデータ分類８０ａを割り当てることが可能である。同様に、アプリケーション４６は、警報データ６０ｂの値が警報データ６０ｂに関するデータしきい値７０ｂを超えるかどうかに応じて、より重い症状またはより軽い病状レベルを示すデータ分類８０ｂを割り当てることが可能である。アプリケーション４６は、波形データ６０ｃの値が波形データ６０ｃに関するデータしきい値７０ｃを超えるかどうかに応じて、より重い症状またはより軽い病状レベルを示すデータ分類８０ｃを割り当てることが可能である。データ分類８０ｄおよび８０ｅは、このデータとそれぞれのデータしきい値７０ｄ（例えば、ノード２０が確立されたサイズもしくは携帯性制約を超えるかまたはそれ未満であるか）および７０ｅ（例えば、ノード２０が特定の距離範囲の中にあるかまたは外にあるか）との比較に基づいて、デバイスタイプデータ６０ｄおよびデバイス位置データ６０ｅにそれぞれ割り当てられることも可能である。
【００２７】
アプリケーション４６は、割り当てられたデータ分類８０を有するデータ６０の値に関する統計的重み値９０を決定する。統計的重み値９０は、それに基づいて、加重和計算によって様々なレベルのデータ優先順位を適応的に決定できる構造を提供するために使用される。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態によれば、これらのデータ分類８０のそれぞれに与えられることになる優先順位に基づいて、様々な患者病状ベースのデータ分類８０のそれぞれに関して、対応する統計的重み値９０が確立されることが想定される。例として、データ６０が重症患者レベルを示すデータ分類８０ａが割り当てられた、送信されることになる心拍数パラメータデータ６０ａの値を含む場合、アプリケーション４６は、対応する統計的重み値９０ａが適切であることを決定する。この特定の状況において、統計的重み値９０ａの決定された値は、送信されることになる心拍数パラメータデータ６０ａの値により低い患者病状レベルを示すデータ分類８０ａが割り当てられる場合よりも、より高い。統計的重み値９０ｂは、様々な警報データ分類８０ｂに関して確定され、統計的重み値９０ｃは、様々な波形データ分類８０ｃに関して確立される。一実施形態によれば、警報データ分類８０ｂに関して確立された統計的重み値９０ｂは、波形データ分類８０ｃに関して確立された統計的重み値９０ｃよりもより高い可能性があり、統計的重み値９０ｃは、今度は、パラメータデータ分類８０ａに関して確立された統計的重み値９０ａよりも高い可能性がある。同様に、統計的重み値９０ｄおよび９０ｅは、様々なそれぞれのデバイスタイプデータ分類８０ｄに関して確立され（例えば、より低い重みは、局所警報を備えたベッドサイドモニターなど、デバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して確立可能であり、一方、より高い重みは、局所警報を備えていない遠隔測定デバイスなど、デバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して確立可能である）、位置データ分類８０ｅに関して確立される（例えば、より高い重みは、集中治療室に対応する位置データ分類８０ｅを有するノード２０に割り当てることが可能である）。
【００２８】
アプリケーション４６は、ネットワーク１０上でノード２０によって送信されることになるデータ６０に総合優先レベル９２を割り当てるために、加重和計算も実行する。線形加重和計算、非線形加重和計算、および幾何学的加重和計算など、様々なタイプの加重和計算技法を用いることが可能である。優先レベル９２に関する加重和計算は、ネットワーク１０上で、データパケット内で送信されることになるデータ６０の様々な値に割り当てられた様々な統計的重み値９０のそれぞれを計算に入れ、総合計を計算する。このようにして、重症患者レベルに対応するデータ値６０は、総合優先レベル９２を高めることになり、それに応じて、データがネットワーク１０上で送信されている確率を高めることになる。より軽い病状レベルに対応するデータ値６０は、総合優先レベル９２を低下させることになり、それに応じて、データがネットワーク１０上で送信されている確率を低下させ、より優先順位がより高いデータを送信する確率を高めることになる。
【００２９】
アプリケーション４７は、アプリケーション４６から総合優先レベル９２を受信して、総合優先レベル９２を対応する差別化サービス制御値（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに対応する６ビットのＤＳＣＰ値）に変換し、データ６０を組み込んでいるデータパケットのＩＰ層に差別化サービス制御パラメータ値９４を割り当てる。ＮＤＩＳインターフェース４８は、差別化サービス制御パラメータ値９４を受信して、ＭＡＣ層において、対応するデータキュー９６にそのデータパケットを割り当てる。データ６０を組み込んでいるデータパケットは、次いで、ネットワーク１０上でアクセスポイント１４に送信するために、通信接続４０に送信される。データ６０を組み込んでいるデータパケットは、次いで、表示のために、例えば、集中監視室１６に転送可能である。
【００３０】
次に図３を参照すると、一実施形態による方法１００を例示する流れ図が示される。方法１００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で、例えば、図３に関して上で説明されたプロセスを使用して実施可能である。ステップ１１０において、ネットワーク上で送信されることになるデータが受信される。一実施形態によれば、このデータは、差別化サービス制御パラメータに従って、アクセスポイント１４と無線で通信するように構成されたノード２０によって獲得される。ノード２０は、ＩＥＥＥ８２．１１ｅプロトコルに従って、アクセスポイント１４と無線で通信するように構成可能であり、差別化サービス制御パラメータは、差別化サービスコードポイントであってよい。ステップ１２０において、優先レベルがそのデータに割り当てられる。例えば、データに関する分類を決定し、分類に基づいて加重和計算を実行することによって、この優先レベルを割り当てることができる。ステップ１３０において、差別化サービス制御パラメータは、優先レベルに基づいて調整することが可能である。
【００３１】
このようにして、開示されるシステムおよび方法は、無線ローカルエリアネットワーク内のデータ優先順位に基づいて、無線通信プロトコルを動的に調整することを実現する。医療監視アプリケーションでは、最大の危険にさらされている患者のデータが、高められた確率で、ネットワーク上で送信されるように、データは患者病状に基づいて優先順位付けられる。
【００３２】
次に図４を参照すると、ペイロードデータの動的管理を実現するための１つの例示的なコンピュータ実装プロセス２００を例示するブロック図が示される。一実施形態では、プロセス２００は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実装のデータパケットのペイロード内に含まれたデータの量を調整することに関する。具体的には、図２例示されるようなプロセス２００は、ノード２０によって送信されたデータパケット内に含まれたデータの量を調整し、この場合、ノード２０は、医療施設においてネットワーク上でデータを送信している患者監視デバイスである。ネットワーク１０上の伝送の信号品質は、時々、劣化して、ネットワーク１０にアクセスしているノード２０の接続データ転送速度を低下させる可能性があるため、ノード２０によって送信されたデータパケット内に含まれたデータの量を調整するための適応方法が望ましい。より低いデータ転送速度で接続されたとき、個々のノードがそのデータを送信するために、より長い時間がかかり、結果として、データ損失、警報の遅延、または波形のギャップをもたらす可能性がある。したがって、任意の所与の時点で、ネットワーク１０上で送信された伝送の信号品質に応じて、効率的にデータを送信するためにノード２０によって送信されたパケット内の適切なデータの量は、経時的に変化する可能性がある。
【００３３】
図４は、８０２．１１ＷＬＡＮにおける信号品質に基づいて、データパケットのペイロード内に含まれたデータの量を適応させること関して説明され、示されるが、プロセス２００は、更新された８０２．１１プロトコル（例えば８０２．１１ｎ）など、８０２．１１ｅを越えた他の無線通信プロトコルに適用できることも想定される。さらに、図４は、医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスとしてのノード２０の文脈で説明されるが、プロセス２００は、他のタイプのノードおよびネットワーク接続されたアプリケーションに適用可能であることも想定される。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、ノードレベルごとの適応データパケットペイロード調整は、ＷＬＡＮに関する分散タイプの制御として実施される。それぞれのノード２０内のコントローラ２６は、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みに基づいて機能して、特定のノード２０によって送信されたデータパケットのペイロードを動的に調整するために局所信号品質測定を使用する、データパケットのペイロード内に含まれたデータの量を調整するための分散型の適応アルゴリズムを実行するように構成される。分散型の制御方式では、ネットワーク１０内のノード２０のそれぞれの中のコントローラ２６は、その個々の動作条件に基づいて、プロセス２００を別々に適用する。すなわち、信号品質の局所的な決定に基づいて、それぞれのノード２０は、そのノード２０がその独自の要件を満たすことを可能にする、データパケットのペイロードの適切な適応を決定する。
【００３５】
図４を参照すると、プロセス２００で、個々のノード２０において、コントローラ２６はネットワーク１０上で送信されることになるデータを受信する。図２に関して上で説明されたように、このデータは、例えば、ノード２０によって獲得されたデータであってよく、またはノード２０上に予め格納されたデータであってもよい。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態によれば、獲得されたデータ６０は、例えば、パラメータデータ６０ａと、警報データ６０ｂと、波形データ６０ｃとを含み得ることが想定される。パラメータデータ６０ａは、例えば、心拍数または心電図（ＥＣＧ）データ、（観血式または非観血式の）血圧データ、温度データ、血液ガス測定データ（例えば、ＳｐＯ2データ）、および気道ガス測定データ（例えば、ＣＯ2データ）など、生理学的生体信号の離散（例えば、デジタル）値を含むことが可能である。警報データ６０ｂは、例えば、患者に関するあるパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および援助を必要とし得ること（例えば、患者が過度の心拍数を有すること、または平常体温よりもより高い体温を有すること）を示すデータを含むことが可能である。警報データ６０ｂは、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９が切断されたこと、または電源３６がほぼ放電していること）を示すデータを含むことも可能である。波形データ６０ｃは、例えば、介護者が点検するための適切なデータ分解能で送信された、ＥＣＧ波形など、アナログまたは連続的な患者生理学的データを含むことが可能である。このデータは、例えば、患者の監視タイプ（例えば、ベッドサイドモニターまたは遠隔測定デバイス）に関して、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄと、ノード２０が（例えば、集中治療室、ステップダウン治療室など）医療施設内のどこに配備されているかの表示を提供するデバイス位置データ６０ｅとを含むことも可能である。その他のタイプのデータは、例えば、患者の状態を監視するために重要であり得る電子医療記録（ＥＭＲ）データを含むことが可能である。
【００３６】
図４におけるプロセス２００の例示的な実装では、アプリケーション４６は、ネットワーク１０に関する信号品質インジケータ２１０も決定する。具体的には、アプリケーション４６は、通信接続４０から１つまたは複数の信号品質測定を受信して、信号品質インジケータ値全体を決定するように構成される。これらの信号品質測定は、例えば、図１と通信接続４０とを参照して上で説明されたように、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲ値、パケット再送信レート、および失敗したビーコンレートであってよい。信号品質インジケータ２１０は、単一の信号品質測定（例えば、ＲＳＳＩだけ）に基づくことが可能であり、または通信接続４０から受信された信号品質測定の組合せ（例えば、ＲＳＳＩおよびＳＮＲ）から導出することも可能である。
【００３７】
アプリケーション４６は、信号品質インジケータ２１０に基づいて、データパケットのペイロード内に含まれた、ノード２０によって受信されたデータ６０の量を調整する。具体的には、信号品質インジケータ２１０が、ネットワーク１０上で利用可能な測定された信号品質が、あるしきい値未満であるか、または特定の範囲外であることを示す場合、アプリケーション４６は、データパケットのペイロード内に含まれたデータの量を調整することが可能である。信号品質インジケータ２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、あるタイプの受信されたデータ６０を取り除くことによって、受信されたデータ６０からデータのサブセット２２０を除去することが可能である。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データのパケットを送信している患者監視デバイスである一実施形態では、アプリケーション４６は、そのようなデータがパラメータデータ６０ａであるか、警報データ６０ｂであるか、波形データ６０ｃであるか、デバイスタイプデータ６０ｄであるか、または位置データ６０ｅであるかに基づいて、データパケットのペイロード内に含められることになるあるタイプのデータ（例えば、警報）だけを残して、データのサブセットを除去できることが想定される。もう１の実施形態によれば、信号品質インジケータ２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、受信されたデータ６０の分解能を低減することによって、受信されたデータ６０からデータのサブセット２２０を除去することが可能である。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０上で患者データを送信している患者監視デバイスである一実施形態では、アプリケーション４６は、例えば、パラメータデータ６０ａ、警報データ６０ｂ、波形データ６０ｃ、デバイスタイプデータ６０ｄ、または位置データ６０ｅの分解能を低減することによって、データのサブセットを除去できることが想定される。例として、ネットワーク１０上で利用可能な測定された信号品質を示す信号品質インジケータ２１０があるしきい値未満である場合、アプリケーション４６は、ＥＣＧ波形データの分解能を１２０Ｈｚから６０Ｈｚに低減することが可能である。もう１つの例示的な実施形態によれば、ネットワーク１０上で利用可能な測定された信号品質を示す信号品質インジケータ２１０があるしきい値未満である場合、アプリケーション４６は、データパケット再伝送試行の数を低減することが可能である。アプリケーション４６は、ネットワーク１０上に送信するためのパケット内のペイロードデータ２３０として、残りの受信されたデータ６０を含む。
【００３８】
次に図５を参照すると、一実施形態による方法３００を例示する流れ図が示される。方法３００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で、例えば、図４に関して上で説明されたプロセス２００を使用して実施可能である。ステップ３１０において、ネットワーク上で送信されることになるデータが受信される。一実施形態によれば、このデータは、ネットワーク上でデータパケットを無線で通信するように構成されたノードによって獲得される。この受信されたデータは、例えば、警報データ、波形データ、生体信号データ、デバイスタイプデータ、および位置データなど、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データを含むことが可能である。このノードは、データパケット内でペイロードを個別に制御することを実現するように構成されたコントローラを含む。このノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従って、アクセスポイントと無線で通信するように構成可能である。ステップ３２０において、無線ネットワークに関する信号品質インジケータが決定される。この信号品質インジケータは、例えば、ＲＳＳＩ値と、ノイズフロア値と、ＳＮＲ比値と、パケット再送信レートと、失敗したビーコンレートとに基づくことが可能である。ステップ３３０において、その信号品質インジケータに基づいて、ペイロード内に含まれたデータの量が調整される。ペイロード内に含まれたデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、生体信号データ、デバイスタイプデータ、および位置データなど、データタイプに基づいて、受信されたデータからデータのサブセット除去することによって調整できる。例えば、受信されたデータの分解能を低減することによって、ペイロード内に含まれたデータの量を調整することも可能である。
【００３９】
このようにして、ノード２０によって送信されたパケット内に含まれた適切な量の受信されたデータ６０は、任意の所与の時点で、ネットワーク１０上で送信された伝送の信号品質に応じて、効率的にデータを送信するために動的に調整される。したがって、開示されたシステムおよび方法は、無線帯域内の複数のデバイスからの干渉および使用の増大がネットワークパフォーマンス全体を劣化させるとき、ある種のタイプのデータが遅延または損失しない可能性を高める。
【００４０】
次に図６を参照すると、一実施形態による１つの例示的な方法４００を示す流れ図が示される。具体的には、図６は、ネットワーク１０上で送信されることになるデータの優先順位と、任意の所与の時点でネットワーク１０上で送信された伝送の信号品質の両方に基づいて、動的データ管理が実行されるように、図２および図４に関して示され説明されたプロセスを組み合わせる方法４００の実施を例示する。方法４００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で実施可能である。ステップ４１０において、ネットワーク上で送信されることになるデータが受信される。一実施形態によれば、このデータは、差別化サービス制御パラメータに従って、例えば、アクセスポイントを経由して、ネットワーク上でデータパケットを無線で通信するように構成されたノードによって獲得される。このノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従って、アクセスポイントと無線で通信するように構成可能であり、差別化サービス制御パラメータは、差別化サービスコードポイントであってよい。この受信されたデータは、例えば、警報データ、波形データ、生体信号データ、デバイスタイプデータ、および位置データなど、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データを含むことが可能である。ステップ４２０において、優先レベルがそのデータに割り当てられる。例えば、データに関する分類を決定し、分類に基づいて加重和計算を実行することによって、この優先レベルを割り当てることができる。ステップ４３０において、差別化サービス制御パラメータは、優先レベルに基づいて調整可能である。ステップ４４０において、そのネットワークに関する信号品質インジケータが決定される。この信号品質インジケータは、例えば、ＲＳＳＩ値と、ノイズフロア値と、ＳＮＲ比値と、パケット再送信レートと、失敗したビーコンレートとに基づくことが可能である。ステップ４５０において、ペイロード内に含まれたデータの量は、信号品質インジケータに基づいて調整される。ペイロード内に含まれたデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、生体信号データ、デバイスタイプデータ、および位置データなど、データのタイプに基づいて、受信されたデータからデータのサブセットを除去することによって調整できる。ペイロード内に含まれるデータの量は、例えば、受信されたデータの分解能を低減することによって調整することも可能である。
【００４１】
本発明は好ましい実施形態を参照して説明されているが、当業者は、本発明の趣旨から逸脱せずに、ある種の置換、改変、および省略をこれらの実施形態に行うことが可能である点を理解されよう。したがって、前述の説明は、単なる例示であることを意味し、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定すべきではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ネットワーク
１４  アクセスポイント（ＡＰ）
１６  集中監視室
２０  ノード
２２  処理ユニット
２４  メモリ
２６  コントローラ
２８  取外し可能記憶装置
３０  取外し不可能記録装置
３２  入力デバイス
３４  出力デバイス
３６  電源
３８  信号入力
４０  通信接続
４２  トランシーバ
４４  アンテナ
４６  アプリケーション
４７  アプリケーション
４８  ＮＤＩＳインターフェース
５０  プロセス
６０  データ
６０ａ  パラメータデータ
６０ｂ  警報データ
６０ｃ  波形データ
６０ｄ  デバイスタイプデータ
６０ｅ  位置データ
７０  データしきい値
７０ａ  データしきい値
７０ｂ  データしきい値
７０ｃ  データしきい値
７０ｄ  データしきい値
７０ｅ  データしきい値
８０  データ分類
８０ａ  データ分類
８０ｂ  データ分類
８０ｃ  データ分類
８０ｄ  データ分類
８０ｅ  データ分類
９０ａ  統計的重み値
９０ｂ  統計的重み値
９０ｃ  統計的重み値
９０ｄ  統計的重み値
９０ｅ  統計的重み値
９２  優先レベル
９４  差別化サービス制御パラメータ値
９６  データキュー
【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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