專(zhuān)利名稱(chēng):用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的制作方法
用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)下文涉及醫(yī)療領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、以及相關(guān)領(lǐng)域。其應(yīng)用于在醫(yī)院、急救中心、 家庭、療養(yǎng)院、輔助護(hù)理設(shè)施、緊急醫(yī)療運(yùn)輸車(chē)輛和系統(tǒng)等中使用的醫(yī)療監(jiān)控、醫(yī)療報(bào) 警系統(tǒng)等。 醫(yī)療設(shè)施日益走向無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸鏈路,其優(yōu)勢(shì)包括,例如,消除可能妨礙醫(yī)療 人員運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)、減少在建立通信鏈路中人為失誤的可能性、降低成本等。醫(yī)療數(shù)據(jù)鏈 路可以包括,例如,患者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸、患者遙測(cè)技術(shù)、患者警報(bào)信號(hào)的傳輸、發(fā)送 到與患者相關(guān)聯(lián)的介入儀器的控制命令等。典型地,醫(yī)院和其它醫(yī)療設(shè)施已經(jīng)具有已建立的以符合IEEE 802.11的無(wú)線(xiàn)數(shù)字 網(wǎng)絡(luò)形式的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。典型地,這種IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)將醫(yī)院計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及其 它本地?cái)?shù)字裝置彼此互聯(lián),并且與更廣域的網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)互聯(lián)。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是 在從基于家庭的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)到用于主要公司實(shí)體的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)范圍內(nèi)的多種設(shè)置中使 用的通用標(biāo)準(zhǔn)。符合IEEE802.11的通信系統(tǒng)是使得能夠動(dòng)態(tài)建立多個(gè)并發(fā)通信信道的多址/沖突檢測(cè)系 統(tǒng)。采用服務(wù)質(zhì)量(QoS)協(xié)議擴(kuò)展的符合IEEE 802.11的系統(tǒng)以下列方式運(yùn)轉(zhuǎn)。希望建 立通信的裝置嘗試將傳輸發(fā)送到無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(WAP)。如果無(wú)線(xiàn)信道不繁忙并且WAP能 夠立即提供新的傳輸信道,那么就建立該信道。如果無(wú)線(xiàn)信道繁忙,那么裝置在嘗試再 次發(fā)送之前,通過(guò)觀測(cè)信道等待隨機(jī)時(shí)間量以待其空閑,這稱(chēng)為退避階段。根據(jù)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn),該裝置計(jì)算通過(guò)基于裝置接入分類(lèi)的程序所確定的退避時(shí)間的周期。在退 避時(shí)間之后,再次進(jìn)行建立通信鏈路的另一嘗試,如此往復(fù)直到建立鏈路為止。具有QoS擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議建立4個(gè)用戶(hù)優(yōu)先權(quán)或者訪(fǎng)問(wèn)級(jí)別語(yǔ)音、視 頻、“盡力而為”和背景。語(yǔ)音級(jí)別專(zhuān)為承載語(yǔ)音通信的鏈路而設(shè)計(jì),并且具有最短隨 機(jī)退避時(shí)間。這反映了語(yǔ)音通信不可以容忍較長(zhǎng)延遲的預(yù)期。由于期望視頻容忍稍長(zhǎng)的 延遲,所以視頻級(jí)別具有次最短的退避時(shí)間。“盡力而為”級(jí)別是承載普通數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 典型通信鏈路的常用級(jí)別。不經(jīng)常使用背景級(jí)別,但是背景級(jí)別專(zhuān)為提供可以容忍相當(dāng) 長(zhǎng)延遲的、諸如臨時(shí)同步信號(hào)傳輸?shù)鹊耐ㄐ沛溌范O(shè)計(jì)。所建立的采用具有QoS擴(kuò)展的IEEE 802.11的標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)。這種
符合IEEE 802.11e的無(wú)線(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)院和其它醫(yī)療環(huán)境中是普遍存在的,但是到目前 為止還沒(méi)有廣泛用于諸如患者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、患者遙測(cè)數(shù)據(jù)等的患者數(shù)據(jù)的通信。一個(gè)原因 是IEEE 802.11e所采用的沖突檢測(cè)指示任何通信可能經(jīng)歷具有不可預(yù)知持續(xù)時(shí)間的大量 延遲,這對(duì)于生命攸關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸是不可接受的。為患者數(shù)據(jù)傳輸使用符合IEEE802.11e 的通信網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)困難是該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提供用于控制或者限制數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤率的機(jī)制。 不可預(yù)知以及不可控制的錯(cuò)誤率不適宜某種類(lèi)型患者數(shù)據(jù)的傳輸。用于解決這些困難的一種方法是提供專(zhuān)門(mén)用于患者數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆螴EEE 802.11e 的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。由于結(jié)果是醫(yī)院或者其它醫(yī)療環(huán)境具有兩個(gè)獨(dú)立并且并行的IEEE 802.11e 網(wǎng)絡(luò),一個(gè)用于普通傳輸,一個(gè)用于患者數(shù)據(jù)傳輸,所以該方法不利地存在硬件重復(fù)。 此外,即使符合IEEE 802.11e的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)也可能經(jīng)歷導(dǎo)致用于醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沛溌分休^長(zhǎng)以及不受控制延遲的過(guò)載情況。可以使用患者數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)編碼對(duì)患者數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤率進(jìn)行控制或者限制。在 傳輸之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,并且在接收端基于糾錯(cuò)編碼的特性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和準(zhǔn)確性 檢測(cè)。然而,該方法將額外復(fù)雜性引入患者數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。為了能夠進(jìn)行傳輸錯(cuò)誤檢 測(cè),糾錯(cuò)編碼還引入了數(shù)據(jù)冗余,這增大了必須傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量。在IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展期間提出的另一種方式包括用于在建立具有最大可容 忍錯(cuò)誤率的通信鏈路中使用的最大錯(cuò)誤率參數(shù)。然而,因?yàn)檎J(rèn)為滿(mǎn)足最大錯(cuò)誤率準(zhǔn)則的 通信鏈路的實(shí)現(xiàn)將是有問(wèn)題的,并且給裝置、WAP等增加了不期望的復(fù)雜性,所以沒(méi)有 在最終的IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)該提議。下面提供了克服上述問(wèn)題以及其他問(wèn)題的新的以及改進(jìn)的設(shè)備和方法。根據(jù)一個(gè)所公開(kāi)的方面,公開(kāi)了一種通信系統(tǒng),其包括配置為遵循包括服務(wù)質(zhì) 量擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議(802.11 QoS)的通信網(wǎng)絡(luò)。該通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)接 入點(diǎn)和配置為經(jīng)802.11 QoS協(xié)議與至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的多個(gè)站,這些站 包括傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站以及傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站。802.11 QoS協(xié)議配置為傳送業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù),其相對(duì)于傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè) 站為傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站提供(i)更快的通信以及Gi)更低錯(cuò)誤率的通信中的至少 一個(gè)。根據(jù)另一個(gè)所公開(kāi)的方面,公開(kāi)了一種通信方法,包括ω在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和傳 送患者數(shù)據(jù)的站之間遵循包括服務(wù)質(zhì)量擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議(802.11 QoS)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通 信;以及(ii)在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站之間遵循802.11 QoS協(xié) 議進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。將802.11 QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的指 示、以比無(wú)線(xiàn)通信(ii)更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行無(wú)線(xiàn)通信⑴。與無(wú)線(xiàn)通信(ii)相比,更高的優(yōu) 先權(quán)提供了更快的通信以及更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一個(gè)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種具有QoS擴(kuò)展的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò),其適用于患者數(shù)據(jù)傳輸。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種具有QoS擴(kuò)展的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò),其適用于具有減 小延遲的醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種具有QoS擴(kuò)展的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò),其以減少的錯(cuò)誤
率傳送醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸。在閱讀并且理解了下列詳細(xì)說(shuō)明的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到本 發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。
圖1圖解示出了具有QoS擴(kuò)展的802.11網(wǎng)絡(luò),其配置為傳送患者數(shù)據(jù)和患者數(shù) 據(jù)之外的其它內(nèi)容,其中給予患者數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先權(quán);圖2描繪了各種類(lèi)型通信鏈路的期望延遲和損耗或者錯(cuò)誤率特性;圖3圖解示出了包括指定醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)的傳輸規(guī)范;圖4圖解示出了包括指定錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)的傳輸規(guī)范。參考圖1,示出了患 者10躺在床12上,例如,這是在醫(yī)院、療養(yǎng)院、或者其它 醫(yī)療環(huán)境中的典型情況。取決于患者的狀況,還預(yù)期患者10可能是走動(dòng)的、位于輪椅 中的、坐在椅子中的,等。通過(guò)各種醫(yī)療監(jiān)控裝置對(duì)患者進(jìn)行監(jiān)控,在所圖示的實(shí)施例中,其包括具有ECG電極14的心電圖(ECG)儀器、以及基于手腕的醫(yī)療監(jiān)控器16,其可以例如配置為對(duì)血壓、血氧(SpO2)、或者一個(gè)或多個(gè)其它生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。將用于 從傳感器或者監(jiān)控器14、16接收信號(hào)以及用于在這樣的信號(hào)上可選地執(zhí)行信號(hào)處理的電 極包括在所圖示的實(shí)施例中作為多功能患者監(jiān)控器20,或者可以部分或者全部實(shí)現(xiàn)為與 傳感器14、16等設(shè)置在一起的板上電子器件。將醫(yī)療數(shù)據(jù)經(jīng)患者監(jiān)控器20或其它站與無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(WAP) 30之間的無(wú)線(xiàn)通信鏈 路26(通過(guò)圖1中的雙頭箭頭指示)傳送到醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)24。這里的描述使用了術(shù)語(yǔ)“無(wú)線(xiàn) 接入點(diǎn)(WAP) ”和“站”,后者指示使用遵循具有服務(wù)質(zhì)量(QoS)擴(kuò)展的802.11協(xié)議的 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)進(jìn)行通信或者嘗試進(jìn)行通信的裝置。這些術(shù)語(yǔ)還旨在包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、 或者無(wú)線(xiàn)中央控制器。通信鏈路26采用包括服務(wù)質(zhì)量(QoS)擴(kuò)展的802.11協(xié)議,在這里一般將其表 示為802.Il-QoS協(xié)議。在一些實(shí)施例中,802.11-QoS協(xié)議遵循IEEE802.Ile標(biāo)準(zhǔn)。 在一些實(shí)施例中,802.Il-QoS協(xié)議遵循IEEE 802.11 EDCA標(biāo)準(zhǔn),其中,首字母縮寫(xiě)詞
“EDCA”代表“增強(qiáng)分布信道接入”。802.Il-QoS協(xié)議還可以采用標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.Ile 協(xié)議的子集(即,未實(shí)現(xiàn)一些特征),或者可以采用標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11e協(xié)議的超集(增加 了額外的特征),或者可以采用基于IEEE 802.11e、但是給標(biāo)準(zhǔn)增加了一些特征、并且未 實(shí)現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)特征的修改協(xié)議。包括采用IEEE 802.11-QoS協(xié)議的WAP 30的通信網(wǎng)絡(luò)還 適合用于提供其它通信鏈路,例如,所圖示的在WAP 30和計(jì)算機(jī)34或者承載除了患者 數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的其它數(shù)字裝置或站之間的數(shù)據(jù)鏈路32、以及在WAP 30和便攜式語(yǔ)音通 信裝置38或者諸如便攜式電話(huà)等的其它站之間的語(yǔ)音通信鏈路36。將意識(shí)到,通信鏈路 26、32、36是說(shuō)明性的示例,并且典型地,遵循802.11-QoS協(xié)議的通信系統(tǒng)可以支持幾 個(gè)、幾十個(gè)、或者更多這種通信鏈路。類(lèi)似地,雖然圖示了單獨(dú)一個(gè)WAP 30,但是典型 地,符合802.11-QoS協(xié)議的通信系統(tǒng)可以包括分布在整個(gè)醫(yī)院或者其它醫(yī)療環(huán)境中為通 信系統(tǒng)提供所期望的覆蓋范圍的1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、10個(gè)、20個(gè)、或者更多個(gè)無(wú)線(xiàn) 接入點(diǎn)。參考圖2,描繪了各種類(lèi)型通信鏈路的期望延遲和損耗或者錯(cuò)誤率特性。例如, 由于將任何大量延遲視為參與人的語(yǔ)音通信鏈路中的延遲或者中斷,所以諸如所圖示的 通信鏈路36的因特網(wǎng)協(xié)議語(yǔ)音(VoIP)通信鏈路最好具有短的延遲。但是,VoIP通信鏈 路能夠容忍相對(duì)高的錯(cuò)誤率。典型地,由于典型地對(duì)數(shù)據(jù)流內(nèi)容進(jìn)行緩存以便提供對(duì)抗 數(shù)據(jù)流中斷的容忍度,所以音頻/視頻內(nèi)容能夠容忍更長(zhǎng)的延遲,并且還能夠容忍相當(dāng) 高的錯(cuò)誤率。另一方面,信息技術(shù)(IT)鏈路,即諸如圖1的說(shuō)明性數(shù)據(jù)通信鏈路32的數(shù)據(jù)鏈 路能夠容忍相當(dāng)長(zhǎng)的延遲,但是對(duì)錯(cuò)誤率非常敏感。例如,典型的數(shù)據(jù)通信鏈路發(fā)送這 樣的數(shù)據(jù)分組,其以允許在接收端對(duì)傳輸錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)的方式編碼。典型地,通過(guò)重新 發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)分組以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)分組傳輸中的錯(cuò)誤。因此,具有高錯(cuò)誤率的數(shù)據(jù)通信鏈路 可能導(dǎo)致一大部分?jǐn)?shù)據(jù)分組被再傳輸一次或者可能幾次,這是不期望的。圖2還示出了用于諸如說(shuō)明性通信鏈路26的典型患者監(jiān)控鏈路的數(shù)據(jù)點(diǎn),該通 信鏈路26承載諸如患者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、患者遙測(cè)數(shù)據(jù)等的患者數(shù)據(jù)。承載患者數(shù)據(jù)的通信鏈 路從某種程度上比語(yǔ)音鏈路更能容忍延遲,但是比音頻/視頻或者非患者數(shù)據(jù)鏈路更不能容忍延遲。此外,承載諸如醫(yī)療緊急情況數(shù)據(jù)的非日?;颊邤?shù)據(jù)的一些通信鏈路(圖2 中未示出)可能比圖2中用圖解所描繪的示例鏈路更不能容忍延遲。承載患者數(shù)據(jù)的通 信鏈路還具有對(duì)錯(cuò)誤的低容忍度。由于患者數(shù)據(jù)可能生命攸關(guān)的性質(zhì),所以一般幾乎不 能容忍錯(cuò)誤。 返回參考圖1,為了在圖1中所示的符合802.11-QoS協(xié)議的通用通信系統(tǒng)中提供 承載患者數(shù)據(jù)的一條或多條通信鏈路26,對(duì)802.11-QoS協(xié)議進(jìn)行調(diào)整,從而以比承載除 了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的數(shù)據(jù)鏈路上的通信更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行在承載患者數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鏈 路上的通信。更高的優(yōu)先權(quán)提供了與具有更低優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)鏈路相比G)更快的通信以及 (ii)更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一個(gè)。在一種合適的方法中,將802.11-QoS協(xié)議配置為 傳送業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù),其具有為傳送患者數(shù)據(jù)的通信鏈路提供較高優(yōu)先權(quán)的第一值以及為 承載患者數(shù)據(jù)之外內(nèi)容的通信鏈路提供較低優(yōu)先權(quán)的第二(或者第三,等)值。例如,參考圖3,示出了業(yè)務(wù)規(guī)范(TSPEC)布局40,其圖解示出了在802.11 EDCA協(xié)議下的通信鏈路初始化期間傳送的TSPEC。與常規(guī)802.11EDCA協(xié)議相比較, 通過(guò)包括醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42對(duì)圖3中示出的TSPEC布局進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步對(duì)常規(guī)802.11 EDCA協(xié)議進(jìn)行調(diào)整,以定義用于醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42的多個(gè)容許值,其指示被初始化的通 信鏈路是否用于傳送患者數(shù)據(jù)。在圖3中所示的TSPEC布局中,醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42在長(zhǎng) 度上是一個(gè)八位字節(jié);然而,醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)可以像僅具有兩個(gè)容許值的單獨(dú)一個(gè)比特那 樣小一個(gè)容許值指示正在被初始化的通信鏈路用于傳送患者數(shù)據(jù),并且另一個(gè)容許值 指示正在被初始化的通信鏈路用于傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容。如果醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)更 大,例如,允許多達(dá)4個(gè)可能容許值的2個(gè)比特、或者允許多達(dá)8個(gè)可能容許值的3個(gè) 比特,或者概括來(lái)講允許多達(dá)2n個(gè)可能容許值的η個(gè)比特,那么可選地,醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù) 42能夠具有指示正在被初始化的、用于傳送不同類(lèi)型患者數(shù)據(jù)的通信鏈路的其它值。例 如,在一個(gè)預(yù)期實(shí)施例中,醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42具有至少3比特,并且將802.11-QoS協(xié)議配 置為定義例如如下所枚舉的6個(gè)容許值0-通信鏈路不用于患者數(shù)據(jù);I-通信鏈路用于日常患者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù);2-通信鏈路用于緊急患者數(shù)據(jù);3-通信鏈路用于指示警報(bào)的患者數(shù)據(jù);4-通信鏈路用于裝置控制的患者數(shù)據(jù);5-通信鏈路用于指示裝置狀態(tài)的患者數(shù)據(jù)。這些是說(shuō)明性的示例,并且可以在具有802.11-QoS協(xié)議的其它實(shí)施例中定義不 同的、更多、更少或者其它值。此外,將意識(shí)到,可以將醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42包括在TSPEC 中的除了如圖3中的示例所圖示的位置之外的位置。在參考圖3所描述的方法中,將醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42包括于在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中通信鏈路 數(shù)據(jù)流請(qǐng)求準(zhǔn)入的TSPEC中。在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施例中,給承載醫(yī)療數(shù)據(jù)的每個(gè)協(xié)議幀 附上醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù),以指示它是否是醫(yī)療數(shù)據(jù),并且如果是,可選地,是哪個(gè)類(lèi)型。在 另一個(gè)預(yù)期實(shí)施例中,將醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)作為指示承載醫(yī)療數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持的信標(biāo)發(fā) 送。在各個(gè)預(yù)期實(shí)施例中,一旦從站接收到準(zhǔn)入請(qǐng)求,當(dāng)確定對(duì)哪個(gè)流進(jìn)行服務(wù)或者拒絕準(zhǔn)入時(shí),如果流被識(shí)別為包括患者數(shù)據(jù),無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)30就給出對(duì)該流的準(zhǔn)入的優(yōu) 先處理。同時(shí),隨后,當(dāng)確定發(fā)送哪個(gè)流時(shí)如果流被識(shí)別為包括患者數(shù)據(jù),無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn) 就給該流優(yōu)先處理。優(yōu)先處理可以采取給包括患者數(shù)據(jù)的流更高或然概率接入無(wú)線(xiàn)介質(zhì) 的形式。例如,這可以通過(guò)為承載患者數(shù)據(jù)的通信鏈路分配相對(duì)較短的隨機(jī)退避時(shí)間、 并且為承載除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的通信鏈路分配相對(duì)較長(zhǎng)的隨機(jī)退避時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在不同方式中,無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)可以給被識(shí)別為包括患者數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀的傳輸以?xún)?yōu)先權(quán)。在圖3的實(shí)施例中,使用專(zhuān)用醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42指示通信鏈路正在承載或者將要 承載患者數(shù)據(jù),并且也可以可選地指示哪種類(lèi)型或種類(lèi)的患者數(shù)據(jù)。該實(shí)現(xiàn)方式必需修 改常規(guī)802.11e協(xié)議以包括并且解釋所添加的專(zhuān)用醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)42。然而,在一些實(shí)施 例中,可能期望不修改TSPEC的布局。因此,在一些實(shí)施例中,將TSPEC的現(xiàn)有參數(shù)定義為醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)。例如,在 醫(yī)院或者其它醫(yī)療環(huán)境中,不經(jīng)常使用視頻模式。因此,在一些實(shí)施例中,通過(guò)將視頻 模式或者接入分類(lèi)重新定義為患者數(shù)據(jù)模式或者分類(lèi),來(lái)利用接入分類(lèi)業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)作 為醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)。在常規(guī)802.11e協(xié)議中,接入分類(lèi)的優(yōu)先權(quán)次序是AC_BK < AC_BE < AC_VI < AC_VO其中,AC_BK代表背景接入分類(lèi),AC_BE代表“盡力而為”接入分類(lèi),AC_
VI代表視頻接入分類(lèi),并且AC_VO代表語(yǔ)音接入分類(lèi)。常規(guī)優(yōu)先權(quán)次序反映了如圖2 中所描繪的每種接入分類(lèi)可接受延遲?;趦?yōu)先權(quán)次序設(shè)置諸如退避時(shí)間的參數(shù),使得 用于語(yǔ)音接入分類(lèi)的通信鏈路的初始化具有最短的退避時(shí)間,并且因此具有快速準(zhǔn)予接 入的高可能性。在將視頻接入分類(lèi)重新定義為承載患者數(shù)據(jù)的實(shí)施例中,給圖1的承載患者數(shù) 據(jù)的說(shuō)明性通信鏈路26分配接入分類(lèi)AC_VI,即視頻模式,并且因此具有除了語(yǔ)音通信 鏈路之外的最高優(yōu)先權(quán)。可選地,還將優(yōu)先權(quán)次序修改為下列優(yōu)先權(quán)次序AC_BK < AC_BE < AC_VO < AC_VI使得給在這些實(shí)施例中用于對(duì)承載患者數(shù)據(jù)的通信鏈路進(jìn)行識(shí)別的視頻模式 AC_VI分配所有接入分類(lèi)的最高優(yōu)先權(quán)。對(duì)于這些實(shí)施例的另一種預(yù)期優(yōu)先權(quán)次序具有 AC_VO = AC_VI,使得語(yǔ)音和視頻(即患者數(shù)據(jù))具有相同優(yōu)先權(quán)。 在IEEE 802.Il-EDCA中,通過(guò)改變(i)站感測(cè)到的信道在退避或者傳輸之 前空閑的時(shí)間量,表示為AIFSN; (ii)用于退避時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)窗口長(zhǎng)度,表示為CW-和 CWmax ;以及(iii)站獲取信道之后可以發(fā)送的持續(xù)時(shí)間,表示為T(mén)XOP,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每種接 入分類(lèi)的區(qū)分。典型地,無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)30將這些設(shè)置作為信標(biāo)發(fā)送,并且接收站因此基于 每個(gè)站的接入分類(lèi)設(shè)置它們的參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中,使用AC_VI模式作為代表承載患者數(shù)據(jù)的通信鏈路的醫(yī)療數(shù) 據(jù)參數(shù)值,將用于AC_VI和AC_VO的AIFSN都設(shè)置為相同值(例如,值2),并且選擇 CWmax使得AC_VO CWmax > AC_VI CW—。在另一個(gè)實(shí)施例中,將用于AC_VI和AC_ VO的AIFSN都設(shè)置為相同值(例如值2),并且選擇CWmm使得AC_VO CWmm > AC_VI CWmm。在另一個(gè)實(shí)施例中,將用于AC_VI和AC_VO的AIFSN都設(shè)置為相同值,選擇 CWmax 使得 AC_VO CWmax > AC_VI CWmax,并且選擇 CWmm 使得 AC_VO CWmin > AC_VI cwmm。也可以預(yù)期參數(shù)值的其它變化。
在一些其它實(shí)施例中,通過(guò)調(diào)整錯(cuò)誤率來(lái)調(diào)整802.11-QoS協(xié)議以在比除了患者 數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的無(wú)線(xiàn)傳送更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行患者數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳送。參考圖4,示出了業(yè)務(wù)規(guī)范(TSPEC)布局50,其圖解示出了在802.11EDCA協(xié) 議下傳送的TSPEC。與常規(guī)802.11 EDCA協(xié)議相比,通過(guò)包括錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)52對(duì)圖 4中所示的TSPEC布局進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步調(diào)整常規(guī)802.11 EDCA協(xié)議,以定義用于錯(cuò)誤 率等級(jí)參數(shù)52的多個(gè)容許值,其使得修改802.11-QoS協(xié)議,以提供相對(duì)較高或較低的錯(cuò) 誤率。在圖4中所示的TSPEC布局中,錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)52在長(zhǎng)度上是4個(gè)8位字節(jié); 然而,錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)可以像僅能夠定義2種容許錯(cuò)誤率等級(jí)的單獨(dú)一個(gè)比特那樣小, 并且概括來(lái)講,能夠定義對(duì)于具有η比特錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)的多達(dá)2n種容許錯(cuò)誤率等級(jí)。
在一些實(shí)施例中,為傳送患者數(shù)據(jù)的任何站分配第一錯(cuò)誤率等級(jí)值,而為傳送 除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站分配第二(或者可選地,第三、第四、或者其它)錯(cuò)誤率等 級(jí)值。為傳送患者數(shù)據(jù)的通信鏈路分配的第一錯(cuò)誤率等級(jí)值最好對(duì)應(yīng)于比分配給傳送除 了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站的第二或者其它錯(cuò)誤率等級(jí)值更低的錯(cuò)誤率,或者至少是平 均錯(cuò)誤率。用于實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤率控制的一種方式是為每種錯(cuò)誤率等級(jí)定義最大錯(cuò)誤率。然而, 該方法必需大量修改802.11-QoS協(xié)議。因此,在一些優(yōu)選實(shí)施例中,為了為傳送患 者數(shù)據(jù)的通信鏈路以更低統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率的形式提供更高優(yōu)先權(quán),并不過(guò)分調(diào)整常規(guī)802.11 EDCA協(xié)議。在另一種方式中,將802.11 QoS協(xié)議配置為給分配了第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那 些通信鏈路(即傳送患者數(shù)據(jù)的鏈路)分配與分配了其它錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路 (即傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的鏈路)相比相對(duì)更高的剩余帶寬容限62。分配相對(duì) 更高的剩余帶寬容限62增強(qiáng)了精確傳輸?shù)目赡苄?,并且因此預(yù)期具有在統(tǒng)計(jì)上更低的錯(cuò) 誤率。同時(shí),更低的統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率還有助于對(duì)于傳送患者數(shù)據(jù)的通信鏈路更快的通信。在另一種方式中,將802.11 QoS協(xié)議配置為給分配了第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那 些通信鏈路(即傳送患者數(shù)據(jù)的鏈路)分配與分配了其它錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路 (即傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的鏈路)相比相對(duì)更低的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)率。例如,相對(duì)更低 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)率可以是更低的峰值數(shù)據(jù)率64、更低的平均數(shù)據(jù)率66、或者二者。通過(guò)降低 傳送患者數(shù)據(jù)的鏈路的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)率,在統(tǒng)計(jì)上增大了精確傳輸?shù)目赡苄?,并且因此在統(tǒng) 計(jì)上減小了錯(cuò)誤率。這些僅僅是說(shuō)明性的示例,并且可以調(diào)整802.11 QoS協(xié)議的這些參數(shù)、或者其 它參數(shù)的各種組合,從而與分配了其它錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路(即傳送除了患者 數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的鏈路)相比,減少分配了第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路(即傳送患 者數(shù)據(jù)的鏈路)的錯(cuò)誤率。此外,所圖示的錯(cuò)誤率等級(jí)參數(shù)52是示例,并且錯(cuò)誤率等 級(jí)參數(shù)可以位于傳輸規(guī)范中的其它地方,或者可以嵌入在現(xiàn)有傳輸規(guī)范中。例如,可以 將接入分類(lèi)業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)的視頻接入分類(lèi)AC_VI重新定義為識(shí)別承載患者數(shù)據(jù)的通信鏈 路。那么,對(duì)于通過(guò)AC_VI接入分類(lèi)識(shí)別為承載患者數(shù)據(jù)的那些通信鏈路,對(duì)中值時(shí)間 (medium time)、剩余帶寬容限、PHY數(shù)據(jù)率、或者其它參數(shù)或802.11QoS協(xié)議的參數(shù)的 組合進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,從而為那些鏈路提供平均的更低的錯(cuò)誤率。已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。一旦閱讀并且理解了前述詳細(xì)說(shuō)明,其他人可以進(jìn)行修改和變更。旨 在將本發(fā)明理解為包括所有這些修改和改變,只要它們落在 在所附權(quán)利要求或者其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng),包括配置為采用包括服務(wù)質(zhì)量擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議(802.11 QoS)的通信網(wǎng)絡(luò),所述通 信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(30);以及配置為經(jīng)所述802.11-QoS協(xié)議與所述至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的多個(gè)站 (20、34、38),這些站包括傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20)以及傳送除了患者數(shù)據(jù)之外 的內(nèi)容的至少一個(gè)站(34、38)。所述802.11-QoS協(xié)議配置為傳送業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)(42、52),其相對(duì)于所述傳送除了患 者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站為所述傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站提供G)更快的通信以 及(ii)更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為傳送業(yè)務(wù)規(guī)范 參數(shù)(42),其相對(duì)于用于所述傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站(34、38)的通 信鏈路初始化時(shí)間減少了用于所述傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20)的通信鏈路初始化時(shí) 間。
3.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng),其中,所述業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)(42)是醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù), 并且所述802.11-QoS協(xié)議為所述醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)定義了多個(gè)容許值,其指示所述通信鏈路 是否用于傳送患者數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議定義了用于所述醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)(42)的至少一個(gè)容許值,其指示所述通信鏈路不用于傳送患 者數(shù)據(jù);以及用于所述醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)額外的容許值,所述一個(gè)或多個(gè)額外的容許值 中的每個(gè)指示所述通信鏈路用于傳送患者數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議定義了所述一個(gè)或多 個(gè)額外的容許值以包括用于所述醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)的第二容許值,其指示所述通信鏈路用于傳送日?;颊邤?shù) 據(jù);以及用于所述醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)的第三容許值,其指示所述通信鏈路用于傳送比日?;颊邤?shù) 據(jù)具有更高優(yōu)先權(quán)的非日?;颊邤?shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為通過(guò)為所述 傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站分配相對(duì)較短的隨機(jī)退避時(shí)間并且為所述傳送除了患者數(shù)據(jù) 之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站分配相對(duì)較長(zhǎng)的隨機(jī)退避時(shí)間,相對(duì)于用于所述傳送除了患者 數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站(34、38)的通信鏈路初始化時(shí)間,減少用于所述傳送患者 數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20)的通信鏈路初始化時(shí)間。
7.如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng),其中,所述業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)是具有對(duì)應(yīng)于(i)語(yǔ)音模 式(AC_VO)、(ii)視頻模式(AC_VI)、(iii)盡力而為模式(AC_BE)以及(iv)背景模式 (AC_BK)中的一個(gè)的值的接入分類(lèi)參數(shù),所述802.11-QoS協(xié)議配置為將所述視頻模式值 (AC_VI)專(zhuān)門(mén)分配給所述傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20),并且所述802.11-QoS協(xié)議還 配置為與所述語(yǔ)音模式、盡力而為模式和背景模式(AC_VO、AC_BE、AC_BK)中的每 個(gè)相比減少用于所述視頻模式(AC_VI)的信道接入延遲時(shí)間。
8.如權(quán)利要求ι所述的通信系統(tǒng),其中,所述業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)是具有對(duì)應(yīng)于ω語(yǔ)音模 式(AC_VO)、(ii)視頻模式(AC_VI)、(iii)盡力而為模式(AC_BE)以及(iv)背景模式 (AC_BK)中的一個(gè)的值的接入分類(lèi)參數(shù),所述802.11-QoS協(xié)議配置為將所述視頻模式值 (AC_VI)分配給所述傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20),并且還將所述802.11-QoS協(xié)議配 置為與所述語(yǔ)音模式、盡力而為模式和背景模式(AC_VO、AC_BE、AC_BK)中的每個(gè) 相比為所述視頻模式(AC_VI)提供(i)更快的通信和(ii)更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一 個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為傳送定義錯(cuò)誤 率等級(jí)的業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)(52),分配給所述傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個(gè)站(20)的第一錯(cuò)誤率 等級(jí)值對(duì)應(yīng)于比分配給所述傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個(gè)站(34、38)的第二 錯(cuò)誤率等級(jí)值更低的錯(cuò)誤率。
10.如權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為給分配了所述 第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路(26)分配與分配了所述第二錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信 鏈路(32、36)相比相對(duì)更高的中值時(shí)間。
11.如權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為給分配了所述 第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路(26)分配與分配了所述第二錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信 鏈路(32、36)相比相對(duì)更高的剩余帶寬容限。
12.如權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng),其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為給分配了所述 第一錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信鏈路(26)分配與分配了所述第二錯(cuò)誤率等級(jí)值的那些通信 鏈路(32、36)相比相對(duì)更低的PHY數(shù)據(jù)速率。
13.—種通信方法,包括(i)在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(30)和傳送患者數(shù)據(jù)的站(20)之間遵循包括服務(wù)質(zhì)量擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議(802.IlQoS)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信;(ii)在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(20)和傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站(34、38)之間遵循所述 802.11-QoS協(xié)議進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信;并且將所述802.11-QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于所述無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的指示 (42、52)、以比所述無(wú)線(xiàn)通信(ii)更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行所述無(wú)線(xiàn)通信(i);所述更高的優(yōu)先 權(quán)提供了與所述無(wú)線(xiàn)通信Gi)相比更快的通信和更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求13所述的通信方法,其中,將所述802.11-QoS協(xié)議配置為使用第一隨機(jī)退避時(shí)間初始化所述無(wú)線(xiàn)通信G);以及使用第二隨機(jī)退避時(shí)間初始化所述無(wú)線(xiàn)通信(ii),所述第二隨機(jī)退避時(shí)間或然地比所 述第一隨機(jī)退避時(shí)間更長(zhǎng)。
15.如權(quán)利要求13所述的通信方法,其中,所述無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所 述指示(42、52)包括業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù),其包括具有第一值的醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)(42)、基于所述第一值選擇的隨 機(jī)退避時(shí)間。
16.如權(quán)利要求13所述的通信方法,其中,所述無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所 述指示(42、52)包括用于具有對(duì)應(yīng)于視頻的值(AC_VI)的所述無(wú)線(xiàn)通信(i)的接入分類(lèi)業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)。
17.如權(quán)利要求13所述的通信方法,其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于所述無(wú)線(xiàn)通信G)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所述指示(52),以與所述無(wú)線(xiàn)通信(ii) 相比相對(duì)更低的錯(cuò)誤率等級(jí)執(zhí)行所述無(wú)線(xiàn)通信(i)。
18.如權(quán)利要求17所述的通信方法,其中,所述802.11-QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于所 述無(wú)線(xiàn)通信G)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所述指示(52),與所述無(wú)線(xiàn)通信(ii)相比使用相對(duì)更 高的中值時(shí)間執(zhí)行所述無(wú)線(xiàn)通信⑴。
19.如權(quán)利要求17所述的通信方法,其中,將所述802.11-QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于 所述無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所述指示(52),與所述無(wú)線(xiàn)通信(ii)相比使用相對(duì) 更高的剩余帶寬執(zhí)行所述無(wú)線(xiàn)通信ω。
20.如權(quán)利要求17所述的通信方法,其中,將所述802.11-QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于 所述無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的所述指示(52),與所述無(wú)線(xiàn)通信(ii)相比使用相對(duì) 更低的PHY數(shù)據(jù)率執(zhí)行所述無(wú)線(xiàn)通信(i)。
全文摘要
公開(kāi)了一種通信方法,包括(i)在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(30)和傳送患者數(shù)據(jù)的站(20)之間遵循包括服務(wù)質(zhì)量擴(kuò)展的IEEE 802.11協(xié)議(802.11 QoS)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信;以及(ii)在無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(20)和傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站(34、38)之間遵循802.11 QoS協(xié)議進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。將802.11 QoS協(xié)議配置為響應(yīng)于無(wú)線(xiàn)通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的指示(42、52)、以比無(wú)線(xiàn)通信(ii)更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行無(wú)線(xiàn)通信(i);與無(wú)線(xiàn)通信(ii)相比,更高的優(yōu)先權(quán)提供了更快的通信和更低錯(cuò)誤率的通信中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)H04W72/10GK102017767SQ200980116443
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者A·A·蘇姆羅 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司