(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、
１．１   前記ステーションにおける前記データ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、
１．２   利用可能な送信容量、前記ステーションから送り出される前記データ・パケットの優先順位及びデータ量、並びに、前記トークンに含まれる、他のステーションから送り出される前記データ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、前記データ・パケットの伝送に必要な送信容量を前記トークンに予約するステップと、
１．３   次に前記トークンを受信した時に、前記予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するステップと、
が前記ステーションのそれぞれで実施される方法。
【請求項２】
ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、
２．１   その内容が、全送信容量、及び、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を示すトークンを、先行するステーションから受信し、送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出し、先行するトークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値だけ全送信容量を増大させ、先行するトークン循環サイクルにおいて決まった、ある優先順位のあるデータ量値だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を減少させ、前記送信容量値及び前記データ量値をリセットするステップと、
２．２  前記 ステーションにおける前記データ・パケットの前記待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、
２．３   最高の優先順位から以下のステップを開始するステップと、
が前記ステーションのそれぞれで実施される方法であって、該ステップ２．３は、
２．３．１   前記優先順位の自身のデータ量に十分な送信容量が利用可能か否かを確かめるステップと、
２．３．２   利用可能ということになれば、前記利用可能な送信容量を自身のデータ量だけ減少させ、前記送信容量値を前記自身のデータ量だけ増大させ、前記利用可能な送信容量を前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量だけ減少させ、前記全送信容量を前記自身のデータ量だけ減少させるステップと、
２．３．３   利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量が残っているか否かを確かめるステップと、
を有し、該ステップ２．３．３は、
２．３．３．１   残っていれば、送信容量が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量を自身のデータ量の何分の１かずつ減少させ、前記容量値を自身のデータ量の前記何分の１かずつ増大させ、前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を残留データ量ずつ増大させ、全送信容量を自身のデータ量の前記何分の１かずつ減少させるステップと、
２．３．３．２   残っていなければ、前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を自身のデータ量だけ増大させるステップと、
を有する方法。
【請求項３】
前記ステーションにおける前記データ・パケットの前記待機時間に、該ステーションにおける前記データ・パケットの最大許容可能遅延が含まれることと、前記優先順位が階段状特性を有する優先順位機能に基づいて、前記データ・パケットに割り当てられることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ２．３の前に、全送信容量に基づいて送信容量を決定するステップを有することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ２．１における全送信容量が前記トークン循環時間によって決まる最大値を超えないことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記データ・パケットが異なるクラスに割り当てられることと、前記クラスが、最大許容可能時間及び最大データ・パケットの大きさによって決まることと、あるクラスで伝送可能なデータ量が全ステーションに対して同じであるか、又は、各個別ステーション毎にあらかじめ決まっていることとを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記送信容量値及び前記データ量値が、ゼロにリセットされることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、前記ステーションのそれぞれが、
８．１   前記ステーションにおける前記データ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するための割り当て手段と、
８．２   利用可能な送信容量、このステーションから送り出される前記データ・パケットの優先順位及びデータ量、並びに、前記トークンに含まれる、他のステーションから送り出される前記データ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、前記データ・パケットの伝送に必要な送信容量を前記トークンに予約するための予約手段と、
８．３   次に前記トークンを受信した時に、前記予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するための伝送手段と、
を有することを特徴とするデータ・ネットワーク。
【請求項９】
ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、前記ステーションのそれぞれが、
９．１   その内容が全送信容量、及び、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を示すトークンを、先行するステーションから受信するためのトークン受信手段と、
９．２   送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出すための送信手段と、
９．３   先行するトークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値だけ全送信容量を増大させ、先行するトークン循環サイクルにおいて決まったある優先順位のあるデータ量値だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を減少させ、前記送信容量値及び前記データ量値をリセットするための全送信容量計算手段と、
９．４   前記ステーションにおける前記データ・パケットの前記待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計する優先順位判定手段と、
を有するデータ・ネットワークであって、該優先順位判定手段は、
最高の優先順位から開始して、
９．４．１   この優先順位の自身のデータ量に十分な送信容量が利用可能か否かを確かめるステップと、
９．４．２   利用可能ということになれば、前記利用可能な送信容量を前記自身のデータ量だけ減少させ、前記送信容量値を前記自身のデータ量だけ増大させ、前記利用可能な送信容量をこの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量だけ減少させ、前記全送信容量を前記自身のデータ量だけ減少させるステップと、
９．４．３   利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量が残っているか否かを確かめるステップと、
を実施し、該ステップ９．４．３は、
９．４．３．１   残っていれば、送信容量が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量を自身のデータ量の何分の１かずつ減少させ、容量値を自身のデータ量の前記何分の１かずつ増大させ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を残留データ量ずつ増大させ、全送信容量を自身のデータ量の前記何分の１かずつ減少させるステップと、
９．４．３．２ 残っていなければ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を自身のデータ量だけ増大させるステップと、
を有する、ことを特徴とするデータ・ネットワーク。
【請求項１０】
前記ステーションにおける前記データ・パケットの前記待機時間に、該ステーションにおけるデータ・パケットの最大許容可能遅延が含まれることと、前記優先順位が階段状特性を有する優先順位機能に基づいて、前記データ・パケットに割り当てられることとを特徴とする、請求項８または９に記載のデータ・ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワーク、並びに、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送するためのプロセスに関するものである。
【０００２】
本発明は、とりわけ、複数の医療装置を相互接続するデータ・ネットワークにおいてデータ・パケットをリアル・タイムで伝送するためのプロセスに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
病院の最新の計器を備えた手術室または集中治療室において、能動的及び受動的に患者の治療を行うために、しだいに多数の医療装置が用いられるようになっているが、これらの装置の大部分は、組み込み式のコンピュータ・システムを備えている。こうした医療装置の例には、心電図、血圧、温度、血液の酸素添加反応等のような患者のデータを測定し、表示し、記録するための患者のモニタ、呼吸ガス分析システム、例えば、血液標本のような標本の分析システム、麻酔システム等がある。
【０００４】
これらの医療装置は、通常、それぞれ、特殊な取り扱いを必要とする独立した装置である。
【０００５】
こうした装置は、データ・ネットワークに相互接続される場合、通信システムは、極度に異なる要件を満たさなければならない。これは、各種装置によって得られるデータが異なるためである。例えば、心電図測定によって、単位時間当たりに得られる測定値は極めて多数になるが、この場合、測定と測定値の表示との間の遅延はほぼ一定でなければならず、遅延量はできるだけ少なくなければならない。また、観血的(invasive)血圧測定が実施される場合、血圧変動とスクリーンへのその表示との間の遅延は、２００〜４００ｍｓを超えてはならない。
【０００６】
上述の装置とは対照的に、例えば、体温のようなゆっくりと変動するパラメータを測定する他の装置は、測定値のこうした頻繁な伝送を必要としない。
【０００７】
こうしたネットワークにおいて、各種装置は、特定の瞬間に測定値を送信する必要がある。これに関して、いわゆる時間保証を遵守しなければならない、すなわち、特定測定値が、遅くとも、所定の最長遅延時間後に受信器に到達しなければならない。
【０００８】
先行技術においては、各ステーションに対する送信権の譲渡を循環シーケンスで制御する、単純ないわゆるトークン受け渡し法が既知のところである。こうした単純なトークン・システムの欠点は、データが異なる時間保証を受ける場合、ステーションからどの瞬間にどのデータを送信すべきかが決定されないという事実によって明らかである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、空間的に分散した複数のステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、リアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法及びプロセスを提供することにあり、前記方法及びプロセスによって、データ・ネットワークを介した特定のデータ送信に関する時間的制限の遵守が保証される。
【００１０】
本発明の第２の目的は、それを介した特定のデータ送信に関する時間的制限の遵守が保証される、空間的に分散した複数のステーションを備えたデータ・ネットワークを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の目的は、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、
ａ）ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間(dwell time)に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、
ｂ）利用可能な送信容量、このステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量、及び、トークンに含まれる、他のステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、データ・パケットの伝送に必要なトークン送信容量に予約するステップと、
ｃ）次にトークンを受信した時に、予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するステップと、
が前記ステーションのそれぞれで実施される方法及びプロセスによって実現される。
【００１２】
さらに、第１の目的は、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、
その内容が全送信容量、及び、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を示すトークンを、先行するステーションから受信し、送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出し、先行するトークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値だけ全送信容量を増大させ、先行するトークン循環サイクルにおいて決まった、ある優先順位のあるデータ量値だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を減少させ、送信容量値及びデータ量値をリセットするステップと、
ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、
最高の優先順位から以下のステップを開始するステップと、
が前記ステーションのそれぞれで実施される方法であって、前記開始するステップは、
この優先順位の自身のデータ(own data)量に十分な送信容量が利用可能か否かを確かめるステップと、
利用可能ということになれば、利用可能な送信容量を自身のデータ量だけ減少させ、送信容量値を自身のデータ量だけ増大させ、利用可能な送信容量をこの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量だけ減少させ、全送信容量を自身のデータ量だけ減少させるステップと、
利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量が残っているか否かを確かめるステップと、
を有し、該残っているか否かを確かめるステップは、
残っていれば、送信容量が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量を自身のデータ量の何分の１かずつ減少させ、容量値を自身のデータ量の前記何分の１かずつ増大させ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を残留自身のデータ量ずつ増大させ、全送信容量を自身のデータ量の前記何分の１かずつ減少させるステップと、
残っていなければ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を自身のデータ量だけ増大させるステップと、
を有する、方法及びプロセスによって実現される。
【００１３】
第２の目的は、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションから構成され、前記ステーションのそれぞれが、
ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するための割り当て手段と、
利用可能な送信容量、このステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量、並びに、トークンに含まれる、他のステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、データ・パケットの伝送に必要な送信容量をトークンに予約するための予約手段と、次にトークンを受信した時に、予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するための伝送手段と、
を有することを特徴とするデータ・ネットワークによって実現される。
【００１４】
最後に、第２の目的は、ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションから構成され、前記ステーションのそれぞれが、
その内容が全送信容量、及び、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を示すトークンを、先行するステーションから受信するためのトークン受信手段と、
送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出すための送信手段と、
先行するトークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値だけ全送信容量を増大させ、先行するトークン循環サイクルにおいて決まったある優先順位のあるデータ量値だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を減少させ、送信容量値及びデータ量値をリセットするための全送信容量計算手段と、
ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計する優先順位判定手段と、を有するデータデットワークであって、該優先範囲判定手段は、優先順位が最高のステップから開始して、
この優先順位の自身のデータ量に十分な送信容量が利用可能か否かを確かめるステップと、
利用可能ということになれば、利用可能な送信容量を自身のデータ量だけ減少させ、送信容量値を自身のデータ量だけ増大させ、利用可能な送信容量をこの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量だけ減少させ、全送信容量を自身のデータ量だけ減少させるステップと、
利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量が残っているか否かを確かめるステップと、を実施し、該残っているか否かを確かめるステップは、
残っていれば、送信容量が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量を自身のデータ量の何分の１かずつ減少させ、容量値を自身のデータ量の前記何分の１かずつ増大させ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を残留データ量ずつ増大させ、全送信容量を自身のデータ量の前記何分の１かずつ減少させるステップと、
残っていなければ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量を自身のデータ量だけ増大させるステップと、
を有することを特徴とするデータ・ネットワークによって実現される。
【００１５】
本発明の内容に関して、データ・パケットを伝送する緊急性が高いとみなされるほど、データ・パケットがステーションの１つにおいて伝送を待っている期間が長く、可能性のある最長遅延時間が経過する時点により近づくことになる。従って、最も緊急性の高いパケットが伝送されることになる。
【００１６】
これは、以前の待機時間及び最長許容可能遅延時間に従って、全てのデータ・パケットの重み付けを行うことによって実施される。この重み付けに基づいて、いわゆる優先順位が各データ・パケット毎に決定される。
【００１７】
各種ステーションにおけるデータ・パケット間の比較には、個々のステーションの最も緊急性の高いデータ・パケットを最初に伝送するのではなく、全てのステーションの最も緊急性の高いデータ・パケットを最初に伝送するという効果がある。
【００１８】
【実施例】
図１には、データ・ネットワーク１０８によって相互接続される、複数の空間的に分散したステーション１００、１０２、１０４、及び、１０６が示されている。
【００１９】
ステーション１００〜１０６には、例えば、病院の集中治療病棟の異なる部屋における患者のモニタ・システムがある。 患者のモニタ・システムは、例えば、ステーション１００をベースにして、１１０によって示されるような各種医療装置から構成することが可能である。
【００２０】
１１０で示す医療装置は、例えば、心電図モニタ、観血的血圧測定装置、体温測定装置等を備える。心電図測定が実施されると、単位時間毎に極めて多数の測定値が得られることになる。データ・ネットワーク１０８を介して接続されるディスプレイ端末において表示速度の認識可能な変動を生じることなく、連続曲線を表すことが望ましいという事実を考慮すると、リアル・タイムの条件で測定値を伝送することが必要になる。測定と表示との間の遅延は一定でなければならないし、遅延量はできるだけ制限しなければならない。
【００２１】
観血的血圧測定を行う場合、例えば、医者が、血圧カテーテルを変位させる時、直視監視によって患者の体内における前記血圧カテーテルの位置を監視できるようにするには、血圧変動とスクリーン上における表示との間の遅延は、多くとも２００〜４００ｍｓとすべきである。結果として、グラフィック出力を伴わない純粋なデータ伝送及び追加データ処理ステップのために残される遅延時間は、約１００ｍｓということになる。
【００２２】
体温を測定する場合、測定値はより長い時間間隔で検出される。この場合、５秒毎に１回の測定値で十分な可能性がある。
【００２３】
既述の例によって明確に示されているように、個々のステーションは、データ・ネットワークにおいて異なる要求を行う。この相違は、一方では、測定と着信側におけるデータ到着との間の許容可能な最長時間遅延に関して、他方では、異なるデータ量に関して生じるものである。これらの相違を考慮して、その許容可能な最長時間遅延、及び、伝送可能なデータ・パケットの大きさに関して異なる個々のクラスに対して、データの割り当てが行われる。この所定のクラスに対する割り当ては、用いられる医療装置に応じて実施される。
【００２４】
データ・ネットワーク１０８内及び個々のステーション１００〜１０６間におけるデータ交換の制御は、図１の矢印１１２によって表示されるように、データ・ネットワーク内におけるあるステーションから次のステーションへのいわゆるトークン循環を介して行われる。
【００２５】
以下では、図２における流れ図に基づき、各ステーションにおいて、トークンを受信すると、本発明によるプロセスに従って実施されるステップについて述べることにする。
【００２６】
トークンを受信すると、ステップＳ２００においてプロセスが開始される。
【００２７】
ステップＳ２０２において、伝送される各データ・パケットに、ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に応じて優先順位が割り当てられる。この割り当てについては、さらに詳細に後述する。さらに、同じ優先順位のデータ・パケットのデータ量が合計される。
【００２８】
ステップＳ２０４において、データ・パケットの伝送に必要な送信容量について、トークンにおける予約が実施される。この予約は、利用可能な送信容量、このステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量、並びに、トークンに含まれる、他のステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に基づいて実施される。
【００２９】
予約が完了すると、ステップにＳ２０６において、トークンの受信中に十分な送信容量が予約されているデータ・パケットが送り出される。
【００３０】
本発明の特定の実施例に関連して、Ｓ２０６において実施されるデータ・パケットの伝送の細分を優先的に実施する方針を採ることが可能である、すなわち、前記伝送は、例えば、ステップＳ２００とステップＳ２０２との間で開始し、ステップＳ２０４以後は、全てのデータ・パケット（こうしたデータ・パケットがまだ存在する場合）の伝送が済むまで、前記伝送が続行されないようにすることも可能である。
【００３１】
この代替案には、ネットワークの帯域幅の損失が回避されるという利点がある。こうした損失が生じるのは、ステップＳ２０４においてしかデータ・パケットの伝送が実施されない場合である。
【００３２】
次に、このプロセスはステップＳ２０８で終了する。トークンは、データ・ネットワークの次のステーションに移行し、再び、プロセスが開始される。
【００３３】
図２のステップＳ２０２に記載の優先順位及び前記優先順位に対する個々のデータ・パケットの割り当てについては、図３に基づいて以下で詳述する。
【００３４】
図３において、送信待ち行列が３００で示されており、５つのパケット３０２、３０４、３０６、３０８、及び、３１０が前記送信待ち行列に入っている。パケット３０８及び３１０は、既に、延長時間期間にわたって前記送信待ち行列３００に入っており、その待機時間に応じて待ち行列の出力３１２の方向に移動している。
【００３５】
送信待ち行列３００の出力３１２は、十分な送信容量がトークンに予約されているデータ・パケットが転送されてきた伝送待ち行列（図示せず）の入力に接続されており、前記データ・パケットは、次にトークンを受信すると、送り出される。
【００３６】
パケット３０２、３０４、及び、３０６は、入力３１４を介して送信待ち行列３００に組み込まれたが、それはあまり前のことではない。パケット３０６とパケット３０８との間のパケットを含まない領域は、この時間期間における送信待ち行列３００にはデータ・パケットが組み込まれていないことを表している。
【００３７】
送信待ち行列３００の上のグラフは、本発明の望ましい実施例の場合、階段形状をなすいわゆる優先順位機能３１６の特性を示している。優先順位機能３１６の個々のステップは、縦軸に沿って描かれた個々の優先順位に対応する。優先順位 ０は、最高の優先順位に対応し、優先順位 ３は、最低の優先順位に対応する。送信待ち行列３００内におけるパケットの待機時間は、横軸に沿って描かれており、許容可能な最長遅延時間Ｔd,max（添字ｄ，ｍａｘ＝遅延、最長）が３１８で示されている。
【００３８】
グラフの右側には、それぞれの優先順位におけるデータ量を表した表３２０が示されている。
【００３９】
図３に表示するため、データ・パケットは全て同じサイズ、すなわち、望ましい実施例の場合１００バイトと仮定された。
【００４０】
データ・パケット３０２及び３０４には、ほんの少し前に送信待ち行列に組み込まれたばかりであるため、優先順位 ３が割り当てられた。この割り当ては、ライン３２２、３２４によって明瞭に示されている。データ・パケット３０２及び３０４に同じ優先順位が割り当てられているという事実を考慮して、表３２０の最後のラインによって明らかなように、これらのデータ・パケットに含まれたデータ量が合計される。
【００４１】
データ・パケット３０６には、同様に優先順位 ２が割り当てられた。優先順位 ２がデータ・パケット３０６だけに割り当てられたという事実を考慮すると、前記優先順位 ２に存在するデータ量は、このデータ・パケットに含まれているデータ量だけということになる（表３２０の下から２行目を参照のこと）。
【００４２】
上記は、優先順位 １に関するデータ・パケット３０８及びステップ０に関するデータ・パケット３１０に対しても同様に当てはまる。
【００４３】
本発明の望ましい実施例によれば、ステーションが先のステーションから受信するトークンは、全送信容量Ｔfreeと、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量Ｔ0...ＴN-1と、を備える。
【００４４】
トークンの受信後、伝送待ち行列に含まれるデータ・パケットが送り出される。
【００４５】
トークンの受信中に予約された容量を回復するため、全送信容量Ｔfreeが、先のトークン循環サイクルにおいて決められた送信容量値Ｓlastだけ増大する。
【００４６】
このステーションのそれぞれの優先順位に関するデータ量の伝送が済むと、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量Ｔ0...ＴN-1は、先のトークン循環サイクルにおいて決まったある優先順位のあるデータ量値Ｓ0...ＳN-1だけ減少することになる。
【００４７】
次に、送信容量値Ｓlast及びデータ量値Ｓ0...ＳN-1がリセットされる。望ましい実施例の場合、前記送信容量値Ｓlast及びデータ量値Ｓ0...ＳN-1はゼロにリセットされる。
【００４８】
引き続き、伝送される各データ・パケットに対する優先順位の割り当て、及び、同じ優先順位を有するそれぞれのデータ・パケットのデータ量の合計が、図３に関連して前述のように実施される。
【００４９】
以下では、図４に基づいて、あるステーションのそれぞれの優先順位のデータ量に関する予約プロセスについて述べることにする。
【００５０】
このため、下記の変数が利用される：
Ｔfree データ・ネットワークにおける全送信容量、
Ｔ0...ＴN-1 全ステーションにおけるある優先順位のデータ・パケットのデータ量
Ｓ0...ＳN-1 あるステーションにおけるある優先順位のデータ・パケットのデータ量
Ｓlast トークンの最後の循環時に予約されたあるステーションの全データ・パケットのデータ量（所定のデータ量値）、
Ｓstep あるステーションにおけるある優先順位のデータ量Ｍ 全ステーションについて利用可能な送信容量
Ｔstep 全ステーションにおけるこの優先順位のデータ・パケットのデータ量
Ｓstep,max このステーションにおけるある優先順位のデータ量の一部
Ｓstep,rest このステーションにおけるある優先順位の残留データ量
【００５１】
予約プロセスはステップＳ４００から開始される。
【００５２】
ステップＳ４０２において、優先順位を表した変数「ｓｔｅｐ」が、ゼロにセットされる。さらに、利用可能な送信容量を表した変数Ｍが、全送信容量にセットされる。
【００５３】
他の実施例の場合、利用可能な送信容量は、全送信容量の影響だけでなく、外部トラフィックのような他の影響も受ける可能性がある。
【００５４】
ステップＳ４０４では、このステーションにおいて、この優先順位を有するデータ・パケットのデータ量Ｓstepに十分な送信容量Ｍが利用可能であるか否かが確認される。利用可能であれば、プロセスは、ステップＳ４０６に進む。
【００５５】
ステップＳ４０６において、利用可能な送信容量Ｍが自身のデータ量Ｓstepだけ減少し、送信容量値Ｓlastが自身のデータ量Ｓstepだけ増大し、全送信容量Ｔfreeが自身のデータ量Ｓstepだけ減少する。このステップにおいて、データ・パケットにマーキングが施され、次にトークンを受信すると、送り出される。
【００５６】
ステップＳ４０８において、利用可能な送信容量Ｍが、全ステーションのこの優先順位のデータ・パケットのデータ量Ｔstepだけ減少する。
【００５７】
ステップＳ４１０において、変数「ｓｔｅｐ」は、１だけ増大する、すなわち、次の優先順位の処理が開始される。
【００５８】
ステップＳ４１２において、全ての優先順位の処理が済んだか否かが確認される。済んでいれば、プロセスはステップＳ４１４において終了する。済んでいなければ、プロセスはステップＳ４０４に戻る。
【００５９】
ステップＳ４０４において、自身のデータ量Ｓstepにとって十分な送信容量Ｍが利用可能ではないことが検出されると、プロセスは、ステップＳ４１６から続行される。
【００６０】
ステップ４１６において、利用可能な送信容量Ｍがまだ存在するか否かが確認される。存在すれば、プロセスは、ステップＳ４１８から続行される。
【００６１】
ステップＳ４１８において、利用可能な送信容量Ｍが自身のデータ量の何分の１かＳstep,maxずつ減少し、この結果、利用可能な送信容量Ｍがゼロになるまで減少する、すなわち、残留送信容量Ｍが、減少してゼロになるまで、データ量の何分の１かが割り当てられる。さらに、容量値Ｓlastが自身のデータ量の何分の１かＳstep,maxずつ増加し、全送信容量Ｔfreeが自身のデータ量のこの何分の１かＳstep,maxずつ減少する。このステップにおいて、データ・パケットにマーキングが施され、次にトークンを受信すると送り出される、また、該データ・パケットには、既存の全送信容量に基づいて、やはり送信することが可能なデータ量の一部が含まれている。
【００６２】
ステップＳ４２０において、この優先順位を有する全ステーションのデータ量Ｔstepが、残留データ量Ｓstep,restだけ増大する、すなわち、送信容量Ｍの割り当てが不可能な自身のデータ量Ｓstepの一部が、データ量Ｔstepに加えられる。
【００６３】
引き続き、プロセスがステップＳ４１０から続行される。
【００６４】
ステップＳ４１６において、送信容量Ｍがもはや利用できないと判定されると、ステップＳ４２２において、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量Ｔstepが、自身のデータ量Ｓstepだけ増大する。
【００６５】
引き続き、プロセスがＳ４１０から続行される。
【００６６】
前述のプロセスの利用は、医療装置のネットワーク接続に制限されるものではなく、装置が許容可能な遅延時間に関する要求の異なるデータを伝送する任意のタイプのデータ・ネットワークと組み合わせて利用することも可能である。
【００６７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明を各実施態様毎に列挙する。
（１）． ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、前記ステーションのそれぞれで実施され、１．１ ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位（０．．Ｎ−１）を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、１．２ 利用可能な送信容量、前記ステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量、及び、トークンに含まれる、他のステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、データ・パケットの伝送に必要なトークン送信容量に予約するステップと、１．３ 次にトークンを受信した時に、予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するステップを有する方法。
（２）． ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいてリアル・タイムでデータ・パケットを伝送する方法であって、前記ステーションのそれぞれで実施され、２．１ その内容が全送信容量（Ｔfree）、並びに、それぞれの優先順位（０．．Ｎ−１）を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔ0...ＴN-1）を示すトークンを前記ステーションから受信し、送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出し、前記トークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値（Ｓlast）だけ全送信容量を増大させ、前記トークン循環サイクルにおいて決まったある優先順位のあるデータ量値（Ｓ0...ＳN-1）だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔ0...ＴN-1）を減少させ、送信容量値（Ｓlast）及びデータ量値（Ｓ0...ＳN-1）をリセットするステップと、２．２ ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するステップと、２．３ 優先順位が最高のステップから開始して、２．３．１ 前記優先順位の自身のデータ量（Ｓstep）に十分な送信容量（Ｍ）が利用可能か否かを確かめるステップと、２．３．２ 利用可能ということになれば、利用可能な送信容量（Ｍ）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ減少させ、送信容量値（Ｓlast）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ増大させ、利用可能な送信容量（Ｍ）を前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）だけ減少させ、全送信容量（Ｔfree）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ減少させるステップと、２．３．３ 利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量（Ｍ）が残っているか否かを確かめるステップと、２．３．３．１ 残っていれば、送信容量（Ｍ）が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量（Ｍ）を自身のデータ量の何分の１か（Ｓstep,max）ずつ減少させ、容量値（Ｓlast）を自身のデータ量の前記何分の１か（Ｓstep,max）ずつ増大させ、前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）を残留データ量（Ｓstep,rest）ずつ増大させ、全送信容量（Ｔfree）を自身のデータ量の前記何分の１か（Ｓstep,max）ずつ減少させるステップと、２．３．３．２ 残っていなければ、前記優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ増大させるステップ、を有する方法。
（３）． 前記ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に、該ステーションにおけるデータ・パケットの最大許容可能遅延が含まれることと、優先順位（Ｏ．．Ｎ−１）が階段状特性を有する優先順位機能に基づいて、データ・パケットに割り当てられることを特徴とする、（１）または（２）に記載の方法。
（４）． 前記ステップ２、３の前に、全送信容量（Ｔfree）に基づいて送信容量（Ｍ）を決定するステップを有することを特徴とする、（２）に記載の方法。
（５）． 前記ステップ２．１における全送信容量（Ｔfree）がトークン循環時間によって決まる最大値を超えないことを特徴とする、（２）に記載の方法。
（６）． 前記データ・パケットが異なるクラスに割り当てられることと、前記クラスが、最大許容可能時間及び最大データ・パケットの大きさによって決まることと、あるクラスで伝送可能なデータ量が全ステーションに対して同じであるか、あるいは、各個別ステーション毎にあらかじめ決まっていることを特徴とする、（２）に記載の方法。
（７）． 前記送信容量値（Ｓlast）及びデータ量値（Ｓ0...ＳN-1）が、ゼロにリセットされることを特徴とする、（２）に記載の方法。
（８）． ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、前記ステーションのそれぞれが、８．１ ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位（０．．Ｎ−１）を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計するための割り当て手段と、８．２ 利用可能な送信容量、このステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量、及び、トークンに含まれる、他のステーションから送り出されるデータ・パケットの優先順位及びデータ量に関する情報に従って、データ・パケットの伝送に必要なトークン送信容量に予約するための予約手段と、８．３ 次にトークンを受信した時に、予約された送信容量に対応するデータ・パケットを伝送するための手段機能を有することを特徴とするデータ・ネットワーク。
（９）． ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、前記ステーションのそれぞれが、９．１ その内容が全送信容量（Ｔfree）、並びに、それぞれの優先順位（０．．Ｎ−１）を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔ0...ＴN-1）を示すトークンを前記ステーションから受信するためのトークン受信手段と、９．２ 送信待ち行列に含まれるデータ・パケットを送り出すための送信手段と、９．３ 前記トークン循環サイクルにおいて決まった送信容量値（Ｓlast）だけ全送信容量（Ｔfree）を増大させ、前記トークン循環サイクルにおいて決まったある優先順位のあるデータ量値（Ｓ0...ＳN-1）だけ、それぞれの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔ0...ＴN-1）を減少させ、送信容量値（Ｓlast）及びデータ量値（Ｓ0...ＳN-1）をリセットするための全送信容量計算手段と、９．４ ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に従って、伝送される各データ・パケット毎に優先順位を割り当て、同じ優先順位のそれぞれのデータ・パケットのデータ量を合計し、さらに、優先順位が最高のステップから開始して、９．４．１ この優先順位の自身のデータ量（Ｓstep）に十分な送信容量（Ｍ）が利用可能か否かを確かめるステップと、９．４．２ 利用可能ということになれば、利用可能な送信容量（Ｍ）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ減少させ、送信容量値（Ｓlast）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ増大させ、利用可能な送信容量（Ｍ）をこの優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）だけ減少させ、全送信容量（Ｔfree）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ減少させるステップと、９．４．３ 利用可能でなければ、まだ利用可能な送信容量（Ｍ）が残っているか否かを確かめるステップと、９．４．３．１ 残っていれば、送信容量（Ｍ）が存在しなくなるまで、利用可能な送信容量（Ｍ）を自身のデータ量の何分の１（Ｓstep,max）かずつ減少させ、容量値（Ｓlast）を自身のデータ量の前記何分の１か（Ｓstep,max）ずつ増大させ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）を残留データ量（Ｓstep,rest）ずつ増大させ、全送信容量（Ｔfree）を自身のデータ量の前記何分の１か（Ｓstep,max）ずつ減少させるステップと、９．４．３．２ 残っていなければ、この優先順位を有する全ステーションのデータ・パケットのデータ量（Ｔstep）を自身のデータ量（Ｓstep）だけ増大させるステップを実施するための優先順位判定手段を有することを特徴とするデータ・ネットワーク。
（１０）． 前記ステーションにおけるデータ・パケットの待機時間に、該ステーションにおけるデータ・パケットの最大許容可能遅延が含まれることと、優先順位（Ｏ．．Ｎ−１）が階段状特性を有する優先順位機能に基づいて、データ・パケットに割り当てられることを特徴とする、（８）または（９）に記載のデータ・ネットワーク。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いると、空間的に分散した複数のステーションを備えたデータ・ネットワークにおいて、リアル・タイムでデータ・パケットを伝送するための方法が提供され、前記プロセスによって、データ・ネットワークを介した特定のデータ送信に関する時間的制限の遵守が保証される。
【００６９】
また、それを介した特定のデータ送信に関する時間的制限の遵守が保証される、空間的に分散した複数のステーションを備えたデータ・ネットワークを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワークに対するアクセスがトークンによって制御される、複数の空間的に分散したステーションを備えたデータ・ネットワークを示す図である。
【図２】あるステーションにおける本発明によるプロセスを表した流れ図である。
【図３】優先順位機能に基づくデータ・パケットの重み付けを示す図である。
【図４】送信容量プロセスを表した流れ図である。
【符号の説明】
１００、１０２、１０４、１０６ ステーション
１０８ データ・ネットワーク
１１０ 医療装置
Ｓ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０８ ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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