(57)【要約】本開示は、外部源からのノイズへの耐性が改良された、移植可能医療機器と外部機器との間の通信をイネーブルするためのＲＦ遠隔測定システムおよび方法に関する。両機器による通信セッション中、同期的に切り替えられる、異なる周波数の複数の通信チャネルを提供する。上記システムはワイヤレス媒体を介した移植可能医療機器と外部機器との間の無線周波数（ＲＦ）通信をイネーブルするための遠隔測定システムであって、該移植可能機器および外部機器のそれぞれに組み込まれたアンテナと、ＲＦトランスミッタと、ＲＦレシーバと、コントローラとを含む。
2010502296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス媒体を介した移植可能医療機器と外部機器との間の無線周波数（ＲＦ）通信をイネーブルするための遠隔測定システムであって、
該移植可能機器および外部機器のそれぞれに組み込まれたアンテナと、ＲＦトランスミッタと、ＲＦレシーバと、コントローラとを含み、各機器の該ＲＦトランスミッタおよびＲＦレシーバは調整可能であり、周波数の異なる複数の異なる通信チャネル間で切り替えられ得、
該コントローラは、各機器内の該ＲＦトランスミッタおよびＲＦレシーバにインターフェースされて、選択されたチャネルを介したデータ転送をイネーブルし、
該移植可能機器および外部機器の該コントローラは、付随するタイミング回路を使用して、それぞれが所定の長さの複数のタイムスロットを含む周波数ホッピングフレームに時間を分割するようにプログラミングされ、
該外部機器および移植可能機器のコントローラは、通信セッション中、各周波数ホッピングフレーム内のタイムスロット数を特定し、各タイムスロット中のデータ転送に使用される通信チャネルを割り当てる同期チャネルスキャンリストに従って、複数の通信チャネルを同期的に切り替えるようにプログラミングされる、システム。
【請求項２】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、通信セッション中、通信チャネルおよび／またはタイムスロットを追加または除去するために、前記同期チャネルリストが修正され得るようにプログラミングされる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、前記同期チャネルスキャンリストが修正され、１つ以上の前記特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し得るようにプログラミングされる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、別の通信チャネルに割り当てられるようにプログラミングされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、前記周波数ホッピングフレームから削除されるようにプログラミングされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、別の以前に使用されていない通信チャネルに割り当てられるか、または以前に使用されていない通信チャネルが利用できない場合は、該除去された通信チャネルに割り当てられた該タイムスロットが、前記周波数ホッピングフレームから削除されるようにプログラミングされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、前記同期チャネルスキャンリストを修正して、１つ以上の該特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し、該修正された同期チャネルスキャンリストを前記移植可能機器に伝送するようにプログラミングされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記同期チャネルスキャンリストは、そのエントリがイネーブルされ得るかまたはディセーブルされ得、該同期チャネルスキャンリストを形成する、マスターチャネルスキャンリストのサブセットである、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、通信チャネルの質の低下が検出されると、該外部機器が、前記マスターチャネルスキャンリスト内の該通信チャネルに対する前記エントリをディセーブルするコマンドを該移植可能機器に伝送することによって、前記同期チャネルスキャンリストを修正して、前記特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し、該マスターチャネルスキャンリスト内の通信チャネルに対する該エントリをイネーブルするコマンドを該移植可能機器に伝送することによって、該特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストに追加し得るようにプログラミングされる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記移植可能機器および外部機器のコントローラは、前記マスターチャネルスキャンリストのエントリをイネーブルするか、またはディセーブルするチャネルスキャンマスクを該移植可能機器に伝送することよって、該外部機器が、前記同期チャネルスキャンリストを修正し得るようにプログラミングされる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
ワイヤレス媒体を介した移植可能医療機器と外部機器との間の無線周波数（ＲＦ）遠隔測定通信をイネーブルするための方法であって、
周波数が異なる複数の異なる通信チャネルを規定することと、
付随するタイミング回路を使用して、それぞれ複数のタイムスロットを含む周波数ホッピングフレームに時間を分割するように、該移植可能医療機器および外部機器をプログラミングすることと、
通信セッション中、各周波数ホッピングフレーム内のタイムスロット数を特定し、各タイムスロット中のデータ転送に使用される通信チャネルを割り当てる同期チャネルスキャンリストに従って、複数の通信チャネル間で同期的に切り替えるように、該外部機器および移植可能機器をプログラミングすることと
を含む、方法。
【請求項１２】
通信セッション中、通信チャネルおよび／またはタイムスロットを追加または除去し得るために、前記同期チャネルリストが修正され得るように、前記移植可能機器および外部機器のコントローラをプログラミングすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、前記同期チャネルスキャンリストが修正されて、１つ以上の該特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し得るように、前記移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、別の通信チャネルに割り当てられるように、前記移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、前記周波数ホッピングフレームから削除されるように、前記移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
特定の通信チャネルが前記同期チャネルスキャンリストから除去されると、該除去された通信チャネルに割り当てられた前記タイムスロットが、別の以前に使用されていない通信チャネルに割り当てられるか、または以前に使用されていない通信チャネルが利用できない場合は、該除去された通信チャネルに割り当てられた該タイムスロットが、前記周波数ホッピングフレームから削除されるように、前記移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、前記同期チャネルスキャンリストが修正されて、１つ以上の該特定通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し、該修正された同期チャネルスキャンリストを前記移植可能機器に伝送するように、前記外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記同期チャネルスキャンリストは、そのエントリがイネーブルされるか、またはディセーブルされて、該同期チャネルスキャンリストを形成し得るマスターチャネルスキャンリストのサブセットである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記通信チャネルの質の低下が検出されると、前記外部機器が、前記マスターチャネルスキャンリスト内の該通信チャネルに対する前記エントリをディセーブルするコマンドを前記移植可能機器に伝送することによって、前記同期チャネルスキャンリストを修正して、前記特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストから除去し、該マスターチャネルスキャンリストの通信チャネルに対するエントリをイネーブルするコマンドを該移植可能機器に伝送することによって、該特定の通信チャネルを該同期チャネルスキャンリストに追加し得るように、該移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記外部機器が、前記マスターチャネルスキャンリストのエントリをイネーブルまたはディセーブルするチャネルスキャンマスクを前記移植可能機器に伝送することによって、前記同期チャネルスキャンリストを修正し得るように、該移植可能機器および外部機器をプログラミングすることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
２００６年９月１日に出願された米国特許出願第１１／４６９，８０４号に対して、本明細書により優先権の利益が主張され、上記特許出願は本明細書において参考により援用される。
【０００２】
（関連出願）
本願は、２００５年１月１９日に出願された米国特許出願第１１／０３９，２００号に関しており、上記特許出願の開示が本明細書において参考により援用される。
【０００３】
（発明の分野）
本発明は、心臓ペースメーカおよび移植可能除細動器（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ／ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）等の移植可能医療機器に関する。特に、本発明は、そのような機器において遠隔測定を実装するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
（背景）
ペースメーカおよび移植可能除細動器等の心率管理機器を含む、移植可能医療機器（ＩＭＤ）は、通常、無線周波数遠隔測定リンクを介して外部機器（ＥＤ）とデータを通信する能力を有する。そのような外部機器の１つは、移植された医療機器の操作パラメータをプログラムするために使用される外部プログラマである。例えば、ペースメーカのペーシングモードおよび他の操作特性は、通常、移植後に本方法で修正される。現代の移植可能機器は、移植された機器からプログラマに情報が伝送され得るように、双方向通信能力も含む。通常、移植可能機器から遠隔測定され得るデータには、種々の操作パラメータおよび生理学的データが含まれ、後者の生理学的データはリアルタイムで収集されるか、または以前のモニタリング操作から保存されるかのいずれかである。
【０００５】
外部プログラマは、一般に、誘導リンクを介してＩＭＤと通信するように構成される。外部プログラマ内のコイルアンテナおよびＩＭＤは、２つの連結されたコイルの共振周波数に対応するキャリア波形を変調することによって、データが伝送され得るように誘導的に連結される。誘導リンクは短距離通信チャネルであり、外部機器のコイルアンテナが、ＩＭＤに非常に近位にある（通常、数インチ以内）ことを必要とする。他のタイプの遠隔測定システムは、遠視野無線周波数（ＲＦ）電磁放射を利用して、ワイヤレス媒体を介したＩＭＤとＥＤとの間の通信をイネーブルし得る。そのような長距離ＲＦ遠隔測定は、ＩＭＤが、外部プログラマまたは遠隔モニタ等のＥＤと近接する必要なしに通信することを可能にする。しかしながら、家庭または病院のいずれかにおいては、ＥＤとＩＭＤとの間の通信を干渉し得るＲＦエネルギーの外部源が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（概要）
本開示は、外部源からのノイズへの耐性が改良された、移植可能医療機器と外部機器との間の通信をイネーブルするためのＲＦ遠隔測定システムおよび方法に関する。両機器による通信セッション中、同期的に切り替えられる、異なる周波数の複数の通信チャネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、移植可能機器および外部機器のための遠隔測定システムのブロック図である。
【図２】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図３】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図４】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図５】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図６】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図７】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図８】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図９】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図１０】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【図１１】図２〜図１１は、本明細書に記載されるような周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（詳細な説明）
外部ノイズへの耐性が改良された、移植可能医療機器と外部機器との間のワイヤレスＲＦ遠隔測定を提供するためのシステムおよび方法を以下に説明する。外部源からのノイズの大部分は狭帯域タイプであり、ノイズのエネルギーは特定の周波数域に制限される。狭帯域ノイズ源の例は、ワイヤレス電話等の通信機器、ならびに家庭および病院において一般に見られる多くの他の種類の電子機器を含む。そのような狭帯域ノイズが遠隔測定に使用される周波数域と同一域内にある場合は、帯域内にあると考えられ、機器間の通信に干渉し得る。
【０００９】
帯域内ノイズの問題に対処するため、ワイヤレス媒体の利用可能な帯域幅は、異なる周波数において複数の通信チャネルに分割される。常に、帯域内ノイズと同一周波数のチャネルのみが干渉される。本明細書に記載されるシステムおよび方法において、外部機器および移植可能機器は、周波数ホッピングスキームを用いてプログラミングされ、その結果、チャネルのうちの１つにおけるノイズの影響を最小限にするために、両方の機器が、通信セッション中、同期チャネルスキャンリストに従って、所定の時間にチャネルからチャネルへ同期的に切り替わる。同期チャネルスキャンリストは、周波数ホッピングフレームを形成する複数のタイムスロットを規定し、各タイムスロットにどのチャネルが使用されるかを特定する。チャネルにおいて一定量の性能の低下を検出することによって決定されるような特定のチャネルにおける周波数ホッピングの失敗が生じた場合は、機能不全の（ｆａｉｌｅｄ）チャネルを同期チャネルスキャンリストから除去することができる。次に、機能不全のチャネルのタイムスロットを同期チャネルリストから除去してもよく、それにより周波数ホッピングフレームを短くする。代替として、同期チャネルリストを修正して、機能不全のチャネルに以前割り当てられていたタイムスロットに対し、以前には使用されていないチャネルを特定してもよい。システムは、両方法を組み合わせて同期チャネルスキャンリストを修正し得る。例えば、システムは、そのような未使用のチャネルが利用可能である場合は、同期チャネルスキャンリスト内の機能不全のチャネルを以前には使用されていないチャネルと置き換えることによって、そして、そうでない場合は、機能不全のチャネルのタイムスロットを削除することによって、周波数ホッピングフレーム内のタイムスロット数を一定に維持しようと試み得る。
【００１０】
周波数ホッピングの失敗を検出するため、外部機器および移植可能機器の一方または両方が、チャネルの質をモニタリングするように構成され得る。チャネルの質は、例えば、通信セッション中のデータ転送率またはスループット等の特定の質パラメータをモニタリングすることと、そのパラメータを閾値と比較することとによって、モニタリングされ得る。エラー率、通信セッション中の反復フレーム数、またはデータ転送が行われなかった時間の長さ等の代替の質パラメータがまた閾値と比較され得る。
【００１１】
（１．例示的なハードウェアプラットフォーム）
図１は、外部機器２００および移植可能医療機器１００の主要な遠隔測定構成要素を示す。本機能ブロック図において、構成要素は、各機器において同一であるように示される。本例示的な実施形態において、外部機器および移植可能機器は、マイクロプロセッサベースの機器であり、それぞれ機器の操作全体および遠隔測定を監視するコントローラ１０２ａまたは１０２ｂを有する。各機器内のコントローラは、マイクロプロセッサベースのコントローラとして実装され得、マイクロプロセッサと、データおよびプログラムを保存するためのメモリとを含み、ＡＳＩＣ等の専用ハードウェア構成要素（例えば、有限状態機械として）を用いて実装され得るか、またはそれらの組み合わせとして実装され得る。本明細書で使用される場合、コントローラのプログラミングという用語は、マイクロプロセッサによって実行されるコードか、またはハードウェア構成要素の特定構成のいずれかを意味する。移植可能機器１００は、ペースメーカまたは移植可能除細動器等の心率管理機器であり得るが、外部機器２００は、外部プログラマまたは遠隔モニタ等のデータ収集機器であり得る。ユーザインターフェース３００（例えば、キーボードおよびモニタ）は、医師等のユーザが外部機器の操作を指示できるように提供され得る。
【００１２】
長距離ＲＦレシーバ１２０ａまたは１２０ｂおよび長距離ＲＦトランスミッタ１１０ａまたは１１０ｂは、それぞれ移植可能機器および外部機器内のコントローラ１０２ａまたは１０２ｂに連結される。また、各機器において、トランスミッタおよびレシーバは、送信／受信スイッチ１３０ａまたは１３０ｂを介して、アンテナ１０１ａまたは１０１ｂに連結される。送信／受信スイッチ１３０ａまたは１３０ｂは、マイクロプロセッサによって制御され、無線周波数信号をトランスミッタからアンテナへ、またはアンテナからレシーバへのいずれかで伝送してＲＦリンクを確立する。ＲＦリンクを介した機器間の通信を達成するには、デジタルデータで変調された無線周波数キャリア信号を一方のアンテナから他方にワイヤレスで伝送する。デジタルデータをキャリア信号から抽出するための復調器が各レシーバに組み込まれ、キャリア信号をデジタルデータで変調するための変調器が各トランスミッタに組み込まれる。各機器におけるＲＦトランスミッタおよびＲＦレシーバのコントローラとのインターフェースがデータ転送をイネーブルする。各機器のＲＦレシーバおよびＲＦトランスミッタは調整可能であり、周波数の異なる複数の通信チャネル間で切り替えられ得る。移植可能機器はまた、コントローラがＲＦレシーバおよび／またはＲＦトランスミッタの出力を増加させたり減少させたりできる手段を組み込み、デューティサイクルを管理して、バッテリエネルギーを節約する。外部クロッキング回路１８０ａおよび１８０ｂはまた、クロック信号をコントローラ操作に提供し、コントローラまたは個別の構成要素のいずれかによって実行されるコードでタイマを実装するための外部機器および移植可能機器に対して示される。各機器の同期タイマを使用して、周波数ホッピングフレームおよびそこに含まれるタイムスロットを実装する。操作中、クロック同期信号は機器間で伝送され、同期チャネルスキャンリストに従って同期チャネルの切り替えを維持することができる。図１はまた、移植可能機器および外部機器のための誘導的に連結されたトランスミッタ／レシーバ１４０ａまたは１４０ｂおよびアンテナ１５０ａまたは１５０ｂを示し、これらによって、２つの機器が互いに物理的に近接する場合、誘導リンクを介して通信が行われ得る。
【００１３】
（２．例示的な周波数ホッピングスキーム）
以下に説明される実施形態において、外部機器および移植可能機器のコントローラは、複数の通信チャネルを利用する方法で、それぞれの遠隔測定ハードウェアを操作するようにプログラミングされる。複数のチャネルは、１つのチャネルを介した通信が、他のいかなるチャネルを介した通信をも妨害しないように、異なるキャリア周波数で規定される。
【００１４】
ワイヤレス媒体を介した移植可能医療機器と外部機器との間の無線周波数（ＲＦ）通信をイネーブルするための例示的な遠隔測定システムは、移植可能機器および外部機器のそれぞれに組み込まれたアンテナ、ＲＦトランスミッタ、ＲＦレシーバ、およびコントローラを含み、各機器のＲＦトランスミッタおよびＲＦレシーバは調整可能であり、周波数の異なる複数の異なる通信チャネル間で切り替えることができる。コントローラは、各機器内のＲＦトランスミッタおよびＲＦレシーバにインターフェースされ、選択されたチャネルを介したデータ転送をイネーブルする。外部機器および移植可能機器のコントローラは、特定の時間にどの通信チャネルが使用されるかを特定する同期チャネルスキャンリストに従って、通信セッション中、複数の通信チャネルを同期的に切り替えるようにプログラミングされる。移植可能機器および外部機器のコントローラは、付随するタイミング回路を使用して、それぞれ所定の長さの複数のタイムスロットを含む周波数ホッピングフレームに時間を分割するようにプログラミングされる。同期チャネルスキャンリストは、次に、各周波数ホッピングフレーム内のタイムスロット数を特定し、各タイムスロット中のデータ転送に使用される通信チャネルを割り当てる。
【００１５】
同期チャネルスキャンリストは、まず、そのユーザインターフェースを介して外部機器をプログラミングすることによって特定され得る。外部機器は、次に、同期チャネルスキャンリストを移植可能機器に伝送する。移植可能機器および外部機器のコントローラは、通信セッション中、同期チャネルリストを修正して、通信チャネルおよび／またはタイムスロットを追加または除去するようにプログラミングすることもできる。例えば、チャネルの機能の低下を検出することによって決定されるように、一方の機器によって特定のチャネルに対する周波数ホッピングの失敗が検出されると、通信セッション中、その失敗が他の機器に通信される。次に、修正された同期チャネルスキャンリストも機器間で通信され、機能不全のチャネルをリストから削除し、そのさらなる使用を停止することができる。別の実施例において、以前には使用するために利用できなかったチャネルが利用可能になり、その後、修正された同期チャネルスキャンリストが機器間で通信されてチャネルをリストに追加することができる。状況が正当である場合は、同期チャネルリストの使用もまた中断され得る。例えば、外部機器は、特定のチャネルが干渉を受けていないかを決定し、さらなる周波数ホッピングを中断するコマンドを移植可能機器に伝送することによって、さらなる通信をそのチャネル上のみで行うべきであるかを決定する。次いで、チャネルを介した通信がその後低下する場合は、周波数ホッピングが再開始され得る。
【００１６】
上述のように、移植可能機器および外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、同期チャネルスキャンリストを修正して、１つ以上の特定の通信チャネルを同期チャネルスキャンリストから除去するようにプログラミングされ得る。同期チャネルスキャンリストのそのような修正は、１つの機器に限定されるか、または両機器によって実行可能であり得る。例えば、外部機器のコントローラは、特定の通信チャネルの質の低下が検出されると、１つ以上の特定の通信チャネルをリストから除去することによって同期チャネルスキャンリストを修正し、修正された同期チャネルスキャンリストを移植可能機器に伝送するようにプログラミングできる。
【００１７】
一実施形態において、各機器のコントローラは、特定の通信チャネルが同期チャネルスキャンリストから除去されると、除去された通信チャネルに割り当てられたタイムスロットが、別の通信チャネルに割り当てられるようにプログラミングされる。機能不全のチャネルのタイムスロットは、以前に使用されていないチャネルに割り当てられることが好ましいが、タイムスロットを既に使用されているチャネルに割り当て、チャネルが１つ以上のタイムスロットに使用されるようにすることもできる。別の実施形態において、コントローラは、特定の通信チャネルが同期チャネルスキャンリストから除去されると、除去された通信チャネルに割り当てられたタイムスロットが、周波数ホッピングフレームから削除されるようにプログラミングされる。次に、含まれるタイムスロットがより少ないことにより、周波数ホッピングフレームはより短くなる。２つの実施形態は、特定の通信チャネルが同期チャネルスキャンリストから除去されると、除去された通信チャネルに割り当てられたタイムスロットが、別の以前に使用されていない通信チャネルに割り当てられるか、または以前に使用されていない通信チャネルがない場合は、除去された通信チャネルに割り当てられたタイムスロットが周波数ホッピングフレームから削除されるように、コントローラをプログラミングすることによって組み合わされてもよい。
【００１８】
一実施形態において、同期チャネルスキャンリストは、そのエントリをイネーブルまたはディセーブルして同期チャネルスキャンリストを形成し得る、マスターチャネルスキャンリストのサブセットである。外部機器は、その通信チャネルの質の低下が検出されると、次に、マスターチャネルスキャンリストにおけるその通信チャネルに対するエントリをディセーブルするコマンドを移植可能機器に伝送することによって、同期チャネルスキャンリストを修正し、特定の通信チャネルを同期チャネルスキャンリストから除去することができる。同様に、外部機器は、マスターチャネルスキャンリストにおけるその通信チャネルに対するエントリをイネーブルするコマンドを移植可能機器に伝送することによって、同期チャネルスキャンリストを修正し、特定の通信チャネルを同期チャネルスキャンリストに追加することができる。そのようなイネーブルおよびディセーブルコマンドは、例えば、マスターチャネルスキャンリストのエントリをイネーブルまたはディセーブルするチャネルスキャンマスクによって実装される。
【００１９】
図２〜図１１は、外部プログラマレコーダモニタ（ＰＲＭ）および移植可能パルス生成（ＰＧ）機器が一組のＭ−ａｒｙ  ＲＦ周波数を介して、周波数ホッピングを使用する、上述の周波数ホッピングスキームの例示的な実施形態を示す。ＰＲＭおよびＰＧがホッピングするチャネルセットは、通信を維持しながら変更できる。本スキームにおいて、ＰＲＭおよびＰＧは、同期チャネルスキャンリストによって規定されるようにホッピングする特定の順序でチャネルのセットを有する。通信を維持しながらチャネルのセットを修正できる２つの方法を説明する。第１の方法は、チャネルを代替周波数に再割り当てすることであり、第２の方法は、チャネルを除去することである。これら２つの方法は、独立に使用するか、またはハイブリッド手法として組み合わせることができる。
【００２０】
図２は、周波数ホッピングフレームを形成するタイムスロットＴ０〜Ｔ１５のそれぞれをチャネルＣ０〜Ｃ１５のうちの１つに割り当てることによって、一組の１６チャネルを介して周波数ホッピングを実装する同期チャネルスキャンリストの例を示す。図３は、周波数ホッピングを示す。特定のタイムスロットの時間間隔が経過すると、ＰＲＭおよびＰＧは、同時にチャネルをリスト内の次のチャネルに変更する。例えば、タイムスロットＴ１が終了すると、周波数はチャネル９からチャネル１３に変更され、Ｔ２が終了すると、周波数はチャネル４に変わる。スキャンリストの最後に至ると、システムはリストの最初に戻り、別の周波数ホッピングフレームとして継続する。本実施例において、Ｔ１５が終了すると、チャネルはＣ１０からＣ０に変わり、Ｔ０間隔に割り当てられる。
【００２１】
図４は、図３と同一の周波数ホッピングを示し、ここで静的干渉によってチャネルＣ０〜Ｃ３に周波数ホッピングの失敗が生じる。干渉源に適応するための１つの方法は、干渉のために機能していないチャネルを他のチャネルに再割り当てすることである。図５は、以前にチャネルＣ０〜Ｃ３に割り当てられたタイムスロットをチャネルＣ１６〜Ｃ１９に再割り当てする方法を示し、図６は、対応する修正された同期チャネルスキャンリストを示す。反復パターンにおけるチャネルの数は変化していないが、タイムスロットに割り当てられたチャネルは変化した。新しく割り当てられたチャネルは、別のタイムスロットで既に使用されているチャネルであるか、またはチャネルは以前に使用されていないチャネルであり得る。本実施例の場合、チャネルは、以前に使用されていないチャネルである。
【００２２】
チャネルホッピングシーケンスを適応させるための別の方法は、チャネルを同期チャネルスキャンリストから除去することである。チャネルＣ０〜Ｃ３を除去した結果、ホッピングシーケンスは図７に示されるようになり、修正された同期チャネルスキャンリストは、図８に示されるようになる。チャネルホッピングリストは、本実施例において、４つの機能の低下したチャネルを除去することによって、１６チャネルから１２チャネルに短縮されていることに留意されたい。図７における矢印は、チャネルがチャネルホッピングリストから除去されると、残りのチャネルが前のタイムスロットへと左にスライドする様子を示す。
【００２３】
本明細書では、チャネルという用語は、通信が行われ得る特定のＲＦ周波数という意味で使用されている。チャネルは、中心周波数および帯域幅等のその物理的属性の点から、物理チャネルと称される場合がある。ＰＲＭおよびＰＧハードウェアは、通信セッション中に同調され得る各物理チャネルに関連するプログラミング情報とともに提供される必要がある。物理チャネルのそれぞれに対するプログラミング情報は、物理チャネルリストとして知られる配列に保存され得る。物理チャネル属性は、次に、インデックスを使用して、論理チャネルとして知られる物理チャネルリストに参照付けることができる。
【００２４】
一実施形態において、同期チャネルスキャンリストは、周波数ホッピングが生じる順序を決定する順序で論理チャネルのアレイを保持し得る。つまり、各チャネルが割り当てられる特定のタイムスロットは、チャネルが同期チャネルスキャンリストに現れる順序によって決定される。すべての利用可能なチャネルを特定の順序でリストするマスターチャネルスキャンリストが生成され得る。次に、周波数ホッピングに使用される同期チャネルスキャンリストが、マスターチャネルスキャンリストのサブセットとして規定されてもよく、ここで同期チャネルスキャンリストは、マスターチャネルスキャンリストの特定チャネルをイネーブル／ディセーブルするチャネルビットマスクを使用して生成される。一実施例において、マスターチャネルスキャンリストは６４エントリ長であり、０〜６３の数字でインデックスが付けられる。次に、同期チャネルマスクのサイズは６４ビットであり、マスターチャネルスキャンリストのインデックス０にマップされているＬＳＢ（Ｄ０）およびマスターチャネルスキャンリストのインデックス６３にマップされているＭＳＢ（Ｄ６３）を有する。リストにおけるチャネルの実数は、使用するために利用可能な帯域幅を単一のチャネルに必要な帯域幅で除算することによって設定される。同期チャネルスキャンリストを修正して、機能の低下したチャネルの周波数を変えるため、ＰＲＭは、新しいチャネルおよび周波数の割り当てを含むＰＧに対してＳｅｔＳｃａｎＣｈａｎｎｅｌＬｉｓｔコマンドを発行する。多くのＳｅｔＳｃａｎＣｈａｎｎｅｌＬｉｓｔが修正を可能にし、マスターチャネルスキャンリスト全体またはマスターチャネルスキャンリストのサブセットを置換する。図５および６を参照する上述のチャネル再割り当て方法の例に戻ると、単一のコマンドを使用して、すべての１６チャネルを再割り当てする（うち４つのみが元のリストから変更される）、または個別のコマンドを発行して機能の低下したチャネル（この場合はそのうち４つ）を再割り当てすることができる。ＰＧが新しいチャネルの割り当ての受信を認知すると、ＰＲＭおよびＰＧはいずれも、新しいマスターチャネルスキャンリストの使用を開始する。本方法は、ＰＲＭおよびＰＧが、十分に機能し、再割り当てされていないチャネル上で通信している間に、マスターチャネルスキャンリストの修正を可能にすることによって最良に実装される。これは、再割り当てコマンドが処理されている間の通信の喪失を防ぐ。本コマンドは、機能が低下しているリンク上で発行され得るが、機能はそれほど良くはないであろう。チャネルを除去する方法を使用してリストを修正するには、ＳｅｔＣｈａｎｎｅｌＢｉｔｍａｓｋコマンドをＰＲＭからＰＧに発行する。本コマンドは、マスターチャネルスキャンリスト内のチャネルをイネーブルそしてディセーブルするビットマスクを修正し、同期チャネルスキャンリストを形成する。図７および８の実施例に戻ると、この場合のビットマスクは、値０ｘ００００００００００００ＦＦＦＦから０ｘ００００００００００００Ｂ７ＢＥに修正される。ＳｅｔＣｈａｎｎｅｌＢｉｔｍａｓｋコマンドを使用するための代替方法は、４つの機能の低下したチャネルをディセーブルし、４つの新しいチャネルをイネーブルすることである。本方法では、マスターチャネルスキャンリストが、イネーブルできる追加エントリを有する必要がある。図９および１０は、結果として生じる周波数ホッピング、および本方法を使用する対応する同期チャネルスキャンリストを示す。図１１は、特定のマスターチャネルスキャンリストおよびチャネルビットマスクを使用して生成された同期チャネルスキャンリストの実施例を示す。最終列に「ｓｋｉｐ」という単語を使用して、チャネルがマスクされ、結果として生じる同期マスターチャネルスキャンリストに含まれないことを示す。
【００２５】
上述の実施形態によって行われる機能を実装する際には、種々の手技を使用することができる。そのような手技の実施例は、以下の段落で説明する。
【００２６】
通信セッションの開始は、制御フレームが伝送され、両機器のその後の活動を同期するハンドシェーキング手順を伴い得る。例えば、外部機器がデータを伝送しようとする場合、ＲＴＳフレームは移植可能機器に伝送され、次に、ＣＴＳフレームに応答する。同様に、外部機器がデータを受信しようとする場合、ＲＲＴＳフレームは移植可能機器に伝送され、移植可能機器はＲＴＳフレームに応答して、外部機器はＣＴＳフレームを伝送する。１つ以上の制御フレームは、機器ＩＤ、伝送されるデータ量、およびデータ転送に使用されるチャネルの同定等の他の情報も含み得る。次に、ＣＴＳフレームを受信する機器が、データフレームの伝送を開始する。データ転送中、機器の１つによって送信されたデータフレームは、ＡＣＫフレームを有する他の機器によって認知され、必要に応じて、反復されて、信頼できるデータ転送を保証する。
【００２７】
通信セッションが確立され、選択されたデータチャネル上でデータ転送が行われている場合、環境ノイズまたは他の要因がチャネル上の通信を妨害し得る。外部機器および移植可能機器の両方は、データ転送をモニタリングして、リンクの質が特定レベルを下回ったかどうかを決定し、通信セッションの遮断および周波数ホッピングの失敗を構成するようにプログラミングされ得る。例えば、周波数ホッピングの失敗は、チャネルのスループットが一定期間に一定レベルを下回る場合（例えば、１秒間のチャネル能力の５０％を下回る）、特定数のデータフレームが確認されない場合、および／またはフレームエラー率が閾値を超える場合に宣言され得る。
【００２８】
移植可能機器は、遠隔測定構成要素のための目覚ましタイマを備え、エネルギーを節約し得る。アクティブな通信セッションに従事していないそのような移植可能機器は、低電力状態から定期的に目覚め、１つ以上の指定されたチャネル上の伝送をモニタリングして、外部機器がそれと通信を試みているかを決定する。通信を確立した後、外部機器はクロック同期信号を移植可能機器に伝送し、機器はさらなる通信のために同期チャネルリストを使用することができる。
【００２９】
本発明は、前述の特定実施形態と併せて説明されたが、多くの代替、変型、および修正が当業者に明らかとなるだろう。そのような代替、変型、および修正は、以下に添付される特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【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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【国際調査報告】
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