(57)【要約】  無線リンクを介して送信側と受信側の間でデータ・シーケンスを送信する方法。方法は、送信側において、データ・シーケンスを複数のデータ・セグメントに分割するステップを含み、各セグメントに対して、ペイロードとしてデータ・セグメントを含むフレームを構成するステップと、無線リンクを介してフレームを送信するステップと、フレームに対する受取り確認または受取り未確認を前記受信側から受信して、このような受取り確認または受取り未確認を受信したときにだけ、フレームを再送信したり、またはペイロードとして次のデータ・セグメントを含むさらなるフレームを送信したりするステップと、を含んでいる。
2010541446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ・セグメントに分割されたデータ・シーケンスを無線リンクを介して送信側と受信側の間で送信する方法であって、各データ・セグメントに対して、
前記送信側において、
ａ）ペイロードとして前記データ・セグメントを含むフレームを構成するステップと、
ｂ）前記無線リンクを介して前記フレームを送信するステップと、を含み、
前記受信側において、
ｃ）前記フレームを受信するステップと、
ｄ）前記フレームがエラーを含むかどうかを判断して、前記送信側に対して適宜に受取り確認または受取り未確認を送出するステップと、
ｅ）タイマを始動して、後続のフレームまたは再送信されたフレームを受信する前に前記タイマが時間切れになったときには、前記受取り確認または受取り未確認を再送信するステップと、
ｆ）少なくとも所定回数の再送信を行うまでステップｅ）を繰り返すステップと、を含み、
前記送信側において、
ｇ）前記フレームに対する受取り確認または受取り未確認を前記受信側から受信して、このような受取り確認または受取り未確認を受信したときにだけ、前記フレームを再送信したり、またはペイロードとして次のデータ・セグメントを含むさらなるフレームを送信したりするステップと、を含む、
無線リンクを介して送信側と受信側の間でデータ・シーケンスを送信する方法。
【請求項２】
ステップａ）およびステップｂ）が、前記送信側に実装したデータ・リンク・レイヤの中で処理される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｄ）およびステップｅ）が、前記受信側に実装したデータ・リンク・レイヤの中で処理される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複数のデータ・セグメントに分割されたデータ・シーケンスを無線リンクを介して送信するシステムであって、
ペイロードとしてデータ・セグメントを含むフレームを構成して、前記無線リンクを介して前記フレームを送信するようになされた送信側と、
前記フレームを受信して、前記フレームがエラーを含むかどうかを判断し、前記送信側に対して適宜に受取り確認または受取り未確認を送出し、タイマを始動して、後続のフレームまたは再送信されたフレームを受信する前に前記タイマが時間切れになったときには前記受取り確認または受取り未確認を再送信し、前記タイマをリセットして、再送信されたフレームまたはさらなるフレームを受信せずに、少なくとも所定回数の再送信を行うまで再送信を繰り返すようになされた受信側と、を含み、
前記送信側は、さらに、前記フレームに対する受取り確認または受取り未確認を前記受信側から受信して、このような受取り確認または受取り未確認を受信したときにだけ、前記フレームを再送信したり、またはペイロードとして次のデータ・セグメントを含むさらなるフレームを送信したりするようになされている、
データ・シーケンスを無線リンクを介して送信するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信方法および装置に関し、特に、データ・シーケンスをセグメントに細かく分けて、それぞれのフレームの中で無線で送信するような方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、心電図（ＥＣＧ）データを患者から収集して分析するために使用されるかもしれないような生理学的データ検出監視システムを模式的に示している。システムは、傷または他の軽傷を覆うための従来のばんそうこうに類似した、本明細書で「デジタルばんそうこう」と呼ぶ第１部分１を含む２部品構成ＥＣＧ監視システムを含んでいる。デジタルばんそうこう１の片面上には接着剤が備えられており、使用者が皮膚にばんそうこうを貼り付けることができるようになっている。ばんそうこうは、それぞれの電極３ａ、３ｂに結合しておりＥＣＧ信号を受信する入力２ａ、２ｂと、信号処理手段と、無線リンクを介して第２の部分または「基地局」４と通信するトランシーバと、を含んでいる。電極は、ばんそうこう１と一体化していることが好ましいが、ばんそうこうと分離しており適切なリード線でばんそうこうに結合していてもよい。デジタルばんそうこうは、例えば、１Ｖの亜鉛空気電池などの適切なバッテリで電源を供給されている。科学技術の進歩により、例えば、何らかの生体電池を用いて、または身体の電磁場を用いて、将来、ばんそうこうが電源内蔵型になる可能性がある。
【０００３】
基地局４の役割は、ばんそうこう１から送出されるＥＣＧデータを記録して処理するために、およびデジタルばんそうこう１の動作を設定するために、無線リンクを介して、ばんそうこう１と通信することである。システムの設計において基地局４はシステムの要求動作に著しい影響を与えることなく無線リンクの範囲外に長期間にわたって放置することができるようになっているが、基地局４はポケットまたはハンドバッグ内に携帯したり、またはベルト上に着用したりするのに適しているほうがよい。
また、図１は、中央データベース５の形態の第３システム構成要素３を示している。基地局４は、例えば、携帯電話ネットワークを介して定期的に中央データベース５と通信して、記録されたＥＣＧデータをデータベースに転送してもよい。この動作は、医師または他の医療従事者が遠く離れたところで記録データを検査することを可能にするであろう。このような中央データベースは何千もの個々の監視システムを管理してもよい。中央データベースと個々の監視システムの間の通信手順は、中央データベースにおいてデータを収集して分析する手順と同様にして、直ちに明らかになるため、ここでさらに記述することは行わない。
【０００４】
図２は、デジタルばんそうこう１の「アーキテクチャ」を機能的表現で示している。３つの主要な処理ブロック、すなわち、センサ・インタフェースおよび処理ブロック６、ＲＦトランシーバ７、およびデジタル・コントローラ８、を特定することができる。これらのうち、センサ・インタフェースおよび処理ブロック６は、検出されたＥＣＧ信号の分析および分類動作を実行するが、ここでさらに検討することは行わない。
【０００５】
ＲＦトランシーバ７は、デジタルばんそうこう１と基地局４の間の双方向通信を可能にする。ＡＭ、ＦＭ、ＦＳＫ、ＵＷＢなどを含む任意のしかるべき伝送方式を使用してデータを送信することができるが、これらの伝送方式に限らない。デジタル・コントローラ８は、さまざまな制御機能、設定機能、およびタイミング機能を実行するとともに、基地局４からコマンドを受信するとき、ばんそうこう動作を更新する。また、デジタル・コントローラは、送信されるデータ・シーケンスのフレーミングに関与し、すなわち、シーケンスをセグメントに分割してそれぞれのフレームの中でエア・インタフェースを介して送信することに関与している。周知のように、データ・シーケンスの一部分だけを受信できなかった（受信側で）とき、フレーミングは全データ・シーケンスの再送信の必要性を回避する。同様に、また、デジタル・コントローラ７は、受信したフレームからデータ・セグメントを「アンロード」することと、これらのセグメントをデータ・シーケンスにリアセンブリすることと、に関与している。
【０００６】
図３は、図１の監視システム１、４で使用する双方向無線リンクの簡略化したプロトコル・アーキテクチャを示している。「アプリケーション」レイヤ９が、プロトコル・スタックの上端に位置しており、センサ・インタフェースおよび処理ブロック６の機能と、デジタル・コントローラ７の機能の一部と、を実施する。アプリケーション・レイヤ９の下方には、データ・リンク・レイヤ（ＤＬＬ）１０が位置しており、このＤＬＬ１０は、論理リンク制御（ＬＬＣ）およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤで構成されている。ＤＬＬ１０の下方には物理レイヤ１１が位置している。物理レイヤはＲＦトランシーバ７の処理機能を実施する。
【０００７】
ＤＬＬ１０の重要な役割は、エア・インタフェースを介したエラー・フリー伝送を促進することである。データ・シーケンスを送信するためにフレームを使用することは、このプロセスの基礎である。受信側において、フレーム・ヘッダ内に含まれている誤り検出コード（例えば、ＣＲＣコード）を用いて個々のフレームのエラー・チェックを行うことができる。受信側では、ＤＬＬがフレームを正確に受信したとき、ＤＬＬは送信側に受取り確認メッセージ（ＡＣＫ）を返すことになる。フレーム内にエラーが検出されたとき、ＤＬＬはエラー・メッセージまたは受取り未確認（ＮＡＣＫ）を返すことになる。典型的なシステムでは、ＤＬＬは順序通りにフレームを送信し（各フレームはシーケンス番号を含んでいる）、伝送中のフレームに対してＡＣＫを受信するまではシーケンス内の次のフレームを送信しないであろう。送信側では、伝送中のフレームに対してＮＡＣＫを受信したとき、ＤＬＬは伝送中のフレームを再送信することになる。フレームがＤＬＬにより送出されると、タイマが始動する。フレームに対してＡＣＫまたはＮＡＣＫのどちらかを受信する前にタイマが時間切れになると、フレームは再送信される。タイマのこの使用により、フレームを喪失したり不正確に受信してしまった場合、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝送中に喪失した場合に、送信側がハングアップすることを回避している。
【０００８】
受信側では、ＤＬＬは受信したフレームの中のシーケンス番号を調べて、そのフレームが既に受信されたかどうかを判断する。所与のフレームに対するＡＣＫが伝送中に失われたときには複製フレームを受信してもよく、送信側のタイマの時間切れ直後に、その同じフレームを再送信する。受信したフレームが複製であるときには、受信したフレームを破棄すると同時に、送信側にＡＣＫを返す。受信したフレームが複製ではないときには、その後、受信側のＤＬＬはフレームのエラー・チェックを行う。エラーが検出されなかったとき、送信側にＡＣＫを返す。エラーが見つかったとき、ＮＡＣＫを返す。重要な点はＡＣＫ／ＮＡＣＫは再送信されないことである。上述したように、タイムアウトになるまでに送信側がＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信しなかったときには、送信側は最後に送出したフレームを再送信することになる。
【０００９】
上述した方法に関連する問題は、受信側でフレームを正確に受信したときにも、複製フレームの送信を可能にしていることである。フレーム・サイズは、例えば、数キロバイトと比較的大きい可能性があるため、このような再送信は送信側の電力資源の浪費である。これは、大容量バッテリ（または幹線供給電源）を有する装置では必ずしも問題ではないが、上述したデジタルばんそうこう１のような非常に小型化された装置では問題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、フレームを受信側で既に正確に受信している場合には、このようなフレームの再送信の必要性を実質的に無くすことである。この目的および他の目的は、予定したフレームを受信するまで受信側にＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信を繰り返させることにより、および最後に送出したフレームに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信側が受信した後にだけ、送信側にフレームを送信／再送信させることにより、達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に基づいて、無線リンクを介して送信側と受信側の間でデータ・シーケンスを送信する方法を提供しており、この方法は、送信側において、データ・シーケンスを複数のデータ・セグメントに分割するステップを含み、各セグメントに対して、ａ）ペイロードとしてデータ・セグメントを含むフレームを構成するステップと、ｂ）無線リンクを介してフレームを送信するステップと、ｃ）フレームに対する受取り確認または受取り未確認を前記受信側から受信して、このような受取り確認または受取り未確認を受信したときにだけ、フレームを再送信したり、またはペイロードとして次のデータ・セグメントを含むさらなるフレームを送信したりするステップと、を含んでいる。
【００１２】
ここで提示する方法は、送信側におけるタイムアウトを、フレームの再送信のトリガーとして使用しないという点で先行技術の方法と異なっている。もっと正確に言えば、ＮＡＣＫを受信したときにだけ、送信側は再送信することになる。これにより、受信側でフレームを既に正確に受信しているが、そのフレームに対するＡＣＫは伝送中に喪失した場合において、そのフレームの不要な再送信を回避している。この場合、送信側は再送信したＮＡＣＫの受信を待つことになる。
【００１３】
本発明の第２の態様に基づいて、無線リンクを介して送信側と受信側の間でデータ・シーケンスを送信する方法を提供しており、この方法は、受信側において、ａ）ペイロードとしてデータ・シーケンスのセグメントを含むフレームを受信するステップと、ｂ）フレームがエラーを含むかどうかを判断して、送信側に対して適宜に受取り確認または受取り未確認を送出するステップと、ｃ）タイマを始動して、後続のフレームまたは再送信されたフレームを受信する前にタイマが時間切れになったときには、前記受取り確認または受取り未確認を再送信するステップと、ｄ）少なくとも所定回数の再送信を行うまでステップｃ）を繰り返すステップと、を含んでいる。
【００１４】
本発明の第３の態様に基づいて、無線リンクを介して受信側にデータ・シーケンスを送信する装置を提供しており、この装置は、データ・シーケンスを複数のデータ・セグメントに分割する手段と、各セグメントに対して、ペイロードとしてデータ・セグメントを含むフレームを構成して、無線リンクを介してフレームを送信して、フレームに対する受取り確認または受取り未確認を前記受信側から受信して、このような受取り確認または受取り未確認を受信したときにだけ、フレームを再送信したり、またはペイロードとして次のデータ・セグメントを含むさらなるフレームを送信したりするようになされた手段と、を含んでいる。
【００１５】
本発明の第４の態様に基づいて、無線リンクを介して送信側により送信されたデータ・シーケンスを受信する装置を提供しており、この装置は、ペイロードとしてデータ・シーケンスのセグメントを含むフレームを受信する手段と、フレームがエラーを含むかどうかを判断して、送信側に対して適宜に受取り確認または受取り未確認を送出する手段と、タイマを始動して監視し、後続のフレームまたは再送信されたフレームを受信する前にタイマが時間切れになったときには前記受取り確認または受取り未確認を再送信し、タイマをリセットして、再送信されたフレームまたはさらなるフレームを受信せずに、少なくとも所定回数の再送信を行うまで再送信を繰り返す手段と、を含んでいる。
【００１６】
本発明のさらなる態様は、送信側および受信側を一緒に含むシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】生理学的データ監視システムを模式的に示している。
【図２】図１のシステムのデジタルばんそうこうの機能的アーキテクチャを示している。
【図３】図１のシステムのデジタルばんそうこうと基地局の間の双方向無線リンクのプロトコル・アーキテクチャを示している。
【図４】フレーム・ベース・プロトコルに基づいて送信側と受信側の間でやりとりされる信号伝達を示している。
【図５】送信側で実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図６】受信側で実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上述したように、従来の無線リンク・プロトコル・アーキテクチャは、データ・セグメントのフレーミングと、フレーム受取り確認（ＡＣＫ）および受取り未確認（ＮＡＣＫ）の送受信とを利用して、送信側と受信側の間のデータ・シーケンスのエラーのない伝送を確保している。ここでは修正され改良されたプロトコル・アーキテクチャについて記述する。通常、このアーキテクチャは、ダイナミック・リンク・レイヤ（ＤＬＬ）プロトコルを修正することを含んでいる。他のプロトコル・レイヤの機能は従来通りであってもよいが、もちろん、例えば、構成およびエンド・ツー・エンド固有プロトコル・スタックなどの他のレイヤに対して、修正が行われることを妨げるものは何もない。
【００１９】
送信側でＮＡＣＫを明らかに受信したときにだけフレームを再送信するという認識は、本明細書に記述するアーキテクチャの基礎となっている。要求された再送信フレームを受信側が受信するまで、受信側は繰り返してＮＡＣＫを再送信することになる。ＮＡＣＫフレームはデータ・フレームよりもかなり小さいため、したがって、データ・フレームを余計に再送信する必要がない（例えば、リンク上でのＡＣＫの喪失の後に）ことで得られる利点の方が、ＮＡＣＫを再送信する要求の追加による負担を大幅に上回っている。
【００２０】
２つの装置間の無線リンクの確立では、初めに当事者間の「ハンドシェイク」動作の実行を必要とする。イニシエータは通信の開始に成功している（すなわち、聞き取り装置はイニシエータの要求を受信している）ことを確保する。この動作の後に、その後のトランザクションにおける「送信側」および「受信側」が決定される。送信側はペイロードの送信元であり、他方、受信側はペイロードの受け手である。
【００２１】
送信側および受信側が確立されると、送信側は、（アプリケーション・レイヤから）受信したデータ・シーケンスを分割して、データ・フレームの送出を開始する。データ・フレームを送出した後に、送信側は受信側からの応答を待って、データが正確に受信されたこと（ＡＣＫ）、またはデータが不正確に受信されたこと（ＮＡＣＫ）、のどちらかを確認する。ＮＡＣＫを受信したときには、送信側は最後に送出したフレームを再送信し、あるいは、送信側がＡＣＫを受信したとき、送信側は次のフレームを送出する（ペイロード・データが残っている場合）。
【００２２】
受信側からの応答を送信側が正確に受信するまでは、送信側は他のフレーム（再送信フレームまたは次のフレームのどちらも）を送出しない。リンクのハングアップを防止するために、受信側が新しいデータ・フレームを受け取るまで、受信側は一定の間隔を置いて応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の送出を繰り返すことになる。高水準プロトコル・タイムアウト（アプリケーション・レイヤの中に実装される）が、最初のＡＣＫ／ＮＡＣＫの送出のときにタイマを始動し、データ・フレームを受信する前にタイマが時間切れになると、すぐに受信側の通信を終了させる。同様に、送信側では、高水準プロトコル・タイムアウトが、データ・フレームの送出のときにタイマを始動し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信する前にタイマが時間切れになると、すぐに送信側の通信を終了させる。
【００２３】
図４は、この手順に基づく４つ（Ａ〜Ｄ）の信号伝達シナリオを示している。
【００２４】
Ａ．送信側がフレーム（シーケンス内でＮ番目）を送信し、このフレームは受信側により正確に受信される。受信側はＡＣＫを返し、このＡＣＫもまた送信側により正確に受信されて、送信側にシーケンス内の次のフレーム（Ｎ＋１番目）の送信を引き起こす。
【００２５】
Ｂ．送信側がフレーム（Ｎ番目）を送信するが、このフレームは受信側により不正確に受信される。受信側はＮＡＣＫを返し、このＮＡＣＫは送信側により正確に受信されて、送信側に以前に送出したフレーム（Ｎ）の再送信を引き起こす。
【００２６】
Ｃ．送信側がフレーム（Ｎ番目）を送信し、このフレームは受信側により正確に受信される。受信側はＡＣＫを返すが、このＡＣＫは伝送中に失われる。データ・フレームの受信が成功しないため、受信側はＡＣＫの送出を繰り返す。３番目のＡＣＫが送信側により受信され、送信側にシーケンス内の次のフレーム（Ｎ＋１番目）の送信を引き起こす。
【００２７】
Ｄ．送信側がフレーム（Ｎ番目）を送信し、このフレームは受信側により不正確に受信される。受信側はＮＡＣＫを返すが、このＮＡＣＫは伝送中に失われる。データ・フレームの受信が成功しないため、受信側はＮＡＣＫの送出を繰り返す。３番目のＮＡＣＫが送信側により受信され、送信側に最後に送出したフレーム（Ｎ）の再送信を引き起こす。
【００２８】
送信側および受信側で実行されるプロセスは、それぞれ図５および図６のフローチャートでさらに説明されている。
【００２９】
上述したメカニズムを図１および図２に示したシステムで具体化して、デジタルばんそうこう１と基地局４の間でエラーのない効率的な通信を可能にしてもよい。デジタルばんそうこうの中のデジタル・コントローラ８と、基地局の中の対応するコントローラとを、受取り確認手順および再送信手順を実施するように構成してもよい。
【００３０】
本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に対してさまざまな修正を行ってもよいことは当業者には明らかであろう。
【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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【国際調査報告】
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