無線ネットワークにおける動的データ管理のためのシステムおよび方法
【課題】ノードが、差別化サービス制御パラメータに応じて無線ネットワークを介してデータパケットを送信するように構成される。
【解決手段】ノードは、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【解決手段】ノードは、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【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、より詳細には、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるデータの動的管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＬＡＮを介した患者監視が関与する医療施設ネットワークなどの、いくつかのネットワーク化された環境において、一般的なネットワークへの既存の投資を活用して、無線臨床アプリケーションおよび遠隔測定アプリケーションを展開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、ネットワークは、様々なタイプのデバイスがＷＬＡＮ上で優先順位を競って、輻輳する可能性がある。無線帯域における複数のデバイスからのそのような干渉、および使用率の増加は、全体的なネットワークパフォーマンスを低下させ、さらに患者の安全に影響を及ぼす可能性がある、不可欠な患者データの欠落、および警報を発することの抜け落ちもしくは遅延につながる可能性がある。例えば、潜在的に命にかかわる不整脈に関して緊急性の高い患者を監視するようにセットアップされた患者着用型の遠隔測定デバイスが、ＷＬＡＮ上でデータを送信している場合があるが、医療看護提供者に患者の状態の変化を知らせるローカルアラームを備えていない可能性がある。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が、例えば、遠隔中央監視ステーションに、または医療看護提供者が携帯するポータブル電子デバイスに、ＷＬＡＮを介してリアルタイムで転送されることが不可欠である。また、対照的に、状態の変化を医療看護提供者に知らせるローカルアラームを備えていることが可能な、ＷＬＡＮへのアクセスを競う複数の臨床モニタが存在する可能性もあり、したがって、ネットワーク上のアラームの送信の何らかの遅延は、患者の安全にそれほど重大ではない可能性がある。さらに、ＷＬＡＮ上の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緊急性レベルが、絶えず変化している可能性があり、患者着用型の遠隔測定デバイスによって監視されている緊急性の低い患者からのデータの遅延は、より緊急性の高い患者からのデータの遅延ほど、患者の安全に重大ではない可能性がある。これらの様々なデバイスの間で患者データおよび警報メッセージの送信に優先順位を付けるための有効な手段が存在しない状況下で、より重大なデータが遅延する、または失われる可能性がある。
【０００３】
無線ＬＡＮのためのＩＥＥＥ（電気電子技術者協会）８０２．１１標準が、多くの工業環境、オフィス環境、自宅環境、および医療環境においてネットワークをセットアップするための普及している機構である。レガシー８０２．１１の主な限界は、レガシー８０２．１１が、あらゆるタイプのトラフィックを差別化する優先順位分類をサポートすることができないことである。つまり、ネットワークにおけるすべてのタイプのトラフィックが等しい公正さで扱われる。異なる重大性レベルのトラフィックを差別化するための優先順位付けされたトラフィック配信を有する、８０２．１１ｅと呼ばれる、より新しい標準が出現している。８０２．１１ｅ標準は、無線通信を制御するための差別化サービス制御パラメータをＩＰ層の中に有することによって、このことを実現する。例えば、６ビットのＤＣＳＰ（差別化サービスコードポイント）が、ＩＰ層において割り当てられて、トラフィックのタイプを分類し、優先順位を付けるのにＭＡＣ層において使用され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のための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を介する送信のために、より短い待ち時間が割り当てられる。しかし、８０２．１１ｅは、トラフィッククラスを差別化することができるものの、標準の動作条件下では、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータの性質は静的である、つまり、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータは、すべての監視シナリオの下で最適ではない。例えば、医療施設ＷＬＡＮを介して監視されている患者のステータスまたは状態に変化が生じた場合、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータは、それらの変化する状態に適応しない。このことは、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰのデフォルトのパラメータを、警報を発することの抜け落ちもしくは遅延が患者の安全に影響を及ぼす可能性がある、医療施設において患者監視のために使用されるデバイスなどの、一部の用途に不向きにする。
【０００４】
さらに、前述したとおり、ＷＬＡＮの信号品質が低下して、ＷＬＡＮにアクセスする無線クライアントの接続されたデータ転送速度を低下させる、いくつかの状況が存在する可能性がある。より低いデータ転送速度で接続される場合、個別の無線クライアントが、そのクライアントのデータを送るのに、より長い時間がかかり、さらにデータが失われる、警報が遅延する、または波形に欠落が生じることになる可能性がある。現在、医療監視デバイスなどの無線クライアントは、しばしば、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必要がある可能性がある。しかし、無線クライアントが、そのクライアントのデータペイロードのサイズを管理する有効な手段が存在しない状況下で、無線帯域における複数のデバイスからの干渉、および使用率の増加が全体的なネットワークパフォーマンスを低下させる場合、より重大なデータが遅延する、または失われる可能性がある。
【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を介するデータ送信の信頼性を高め、さらに医療監視アプリケーションにおける患者データなどの重大なデータの堅牢な送信を確実にする、データ優先順位付けの改良されたシステム、デバイス、および方法の必要性が存在する。
【０００７】
前述した不備、欠点、および問題に、以下の明細書を読み、理解することによって理解される本発明において対処がなされる。
【０００８】
或る実施形態において、ノードが、差別化サービス制御パラメータに応じて無線ネットワークを介して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、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【０００９】
別の実施形態において、ネットワークが、アクセスポイントと、差別化サービスコードパラメータに応じて、そのアクセスポイント経由でネットワークを介してデータパケットを無線送信するように構成されたノードとを含む。このノードは、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【００１０】
別の実施形態において、方法が、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取ることを含む。そのデータは、差別化サービスコードパラメータに応じてネットワークを介してデータパケットを無線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、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらし、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすコントローラを含む。また、この方法は、そのデータに優先レベルを割り当てること、その優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整すること、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出すること、およびその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整することも含む。
【００１１】
本発明の他の様々な特徴、目的、および利点は、添付の図面、および本発明の詳細な説明から当業者には明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的な実施形態によるネットワークを示す概略図である。
【図２】ネットワークにおいてデータの動的な優先順位付けをもたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセスを示すブロック図である。
【図３】或る実施形態による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な管理をもたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセスを示すブロック図である。
【図５】或る実施形態による例示的な方法を示す流れ図である。
【図６】或る実施形態による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、本明細書の一部を成す添付の図面が参照され、図面では、例として、実施されることが可能な特定の実施形態が示される。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ように十分に詳細に説明され、さらに他の実施形態が利用され得ること、ならびにこれらの実施形態の範囲を逸脱することなく、論理的変更、機械的変更、電気的変更、およびその他の変更が行われ得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１４】
図１を参照すると、概略で表されたネットワーク１０が示されている。無線ネットワーク１０が、２つ以上のノード２０の間の無線通信、ならびにネットワーク１０にアクセスするようにセットアップされた他のタイプのデバイスの間の無線通信を円滑にするように全体的に構成される。例として、ネットワーク１０は、ＷＬＡＮであることが可能であり、様々なノード２０が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して、１つまたは複数のＡＰ（アクセスポイント）１４経由でネットワーク１０を介して無線通信するように構成される。ノード２０は、周期的に、プローブ要求を送ることによって能動的にスキャンすること、およびアクセスポイント１４によって送信されたプローブ応答信号がないかスキャンすることによって、ネットワーク１０に属するデバイスを探索している状態にあることが可能である。代替として、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がないかスキャンすることによって、受動的に探索してもよい。医療施設におけるＷＬＡＮを介した患者監視が関与する実施形態によれば、ネットワーク１０は、様々な緊急性レベルの患者を監視する１つまたは複数のタイプのノード２０（例えば、ゼネラルエレクトリック社によって製造されるＤＡＳＨ（登録商標）監視デバイスまたはＡＰＥＸ ＰＲＯ（登録商標）監視デバイス）を含むことが可能である。ノード２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して、１つまたは複数のアクセスポイント１４経由でネットワーク１０を介して中央監視ステーション１６（例えば、ゼネラルエレクトリック社によって製造されるＣＩＣ ＰＲＯ（登録商標）中央監視ステーション）に患者データを通信していることが可能である。
【００１５】
ノード２０は、ネットワーク１０のようなＷＬＡＮにアクセスするように構成される。最も基本的な構成において、ノード２０は、少なくとも、処理ユニット２２と、メモリ２４とを含む。コンピューティングデバイスの厳密な構成およびタイプに依存して、メモリ２４は、揮発性（ＲＡＭなどの）であることも、不揮発性（ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの）であることも、あるいは揮発性と不揮発性の何らかの組合せであることも可能である。処理ユニット２２およびメモリ２４は、コントローラ２６の中に含められ、コントローラ２６の一部を形成する。
【００１６】
また、ノード２０は、さらなるフィーチャ／機能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、以上には限定されない、さらなるストレージ（リムーバブルおよび／またはリムーバブルでない）を含むことも可能である。そのようなさらなるストレージが、図１にリムーバブルなストレージ２８、およびリムーバブルでないストレージ３０によって例示される。コンピュータ記憶媒体には、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、または他のデータなどの情報を格納するために任意の方法または技術で実施される揮発性媒体および不揮発性媒体、リムーバブルな媒体、およびリムーバブルでない媒体が含まれる。また、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の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。また、ディスプレイ、スピーカ、プリンタなどの１つまたは複数の出力デバイス３４が含まれることも可能である。また、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による計算および無線データ送信のための電力を供給する。
【００１７】
また、ノード２０は、アナログ信号入力またはデジタル信号入力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実施形態によれば、信号入力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け取り、さらなる処理を実行するように処理ユニット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ることが可能である。この実施形態において、入力３８は、患者データを受け取るために、例えば、ＥＣＧ（心電計）リード線、観血血圧デバイスもしくは非観血血圧デバイス、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の、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されることが可能である。
【００１８】
また、ノード２０は、ノード２０が他のデバイスと通信することを許す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、または他の無線媒体を介して、ＷＬＡＮとの通信を可能にする。前述したとおり、本明細書で使用されるコンピュータ可読媒体という用語には、記憶媒体と通信媒体がともに含まれる。例として、通信接続４０には、様々なタイプの無線ネットワークと無線通信するためのＵＳＢ無線カードまたはＳＤ無線カードなどのＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）が含まれることが可能である。ＮＩＣは、適切な周波数チャネルを介してデータを無線で送受信するためのアンテナ４４に結合されたトランシーバ４２を含む。或る実施形態によれば、通信接続４０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ無線接続を介する無線構成サービスを使用して、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むネットワーク構成を容易にする。
【００１９】
また、通信接続４０は、ノード２０と、例えば、アクセスポイント１４の間でネットワーク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を介して送信される信号と背景雑音の間の電力比のフォーマットで、送信に関するＳＮＲ（信号対雑音比）を測定するように構成されることが可能である。同様に、通信接続４０は、ネットワーク１０を介して送信される信号に存在する電力を示すＲＳＳＩ（受信信号強度指標）を測定するように構成されることが可能である。また、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され得る最低の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されることも可能である。また、通信接続４０は、ノード２０による送信再試行の回数を示す再送レートを算出するように構成されることも可能である。また、通信接続４０は、例えば、ＡＰ１４からのビーコン信号を逸した回数を算出するように構成されることも可能である。また、他のタイプの信号品質測定も予期される。
【００２０】
図１を参照すると、コントローラ２６が、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によって受け取られた、ノード２０によって獲得された、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「ペイロードデータ」という用語は、一般に、データパケットの中に含めら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、警報、波形、デバイスタイプ、またはロケーションデータなどの、データパケットを介してエンドユーザに通信される実際の情報を指す。本明細書で使用される「データ」という用語は、一般に、特に明記しない限り、様々な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「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。或る実施形態によれば、アプリケーション４６が、このデータを定義されたしきい値と比較して、このデータの分類を決定し、次に、優先レベルを決定するために加重和計算を実行する。また、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、データパケットに差別化サービス制御パラメータを割り当てるアプリケーション４７も含む。或る実施形態によれば、差別化サービス制御パラメータは、アプリケーション４６から受け取られたデータパケットにＩＰ層において割り当てられたＤＳＣＰ（差別化サービス制御ポイント）である。しかし、本明細書で定義される差別化サービス制御パラメータには、他の層において適用されるＤＳＣＰ以外の優先度クラシファイアが含まれることも可能である。また、コントローラ２６は、アプリケーション４７から受け取られたデータパケットのＭＡＣ（媒体アクセス制御）層を維持し、通信接続４０の動作を制御するＮＤＩＳ（ネットワークドライバインタフェース仕様）インタフェース４８も含む。或る実施形態によれば、ＮＤＩＳインタフェース４８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して動作し、差別化サービス制御パラメータを使用して、通信接続４０を介するデータパケットの送信に優先順位を付ける。
【００２１】
次に図２を参照すると、ネットワーク１０におけるデータの動的な優先順位付けをもたらすためのコンピュータによって実施されるプロセス５０を示すブロック図が示されている。或る実施形態において、プロセス５０は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実施形態の差別化サービス制御パラメータを適応させることを対象とする。具体的には、図２に示されるプロセス５０は、ノード２０によって送られるデータパケットの優先順位を決定するＩＰ層におけるＤＳＣＰパラメータの更新をもたらし、ただし、ノード２０は、医療施設においてネットワーク１０を介してデータを送信する患者監視デバイスである。ノード２０に関してＤＳＣＰを決定するための適応方法は、ノード２０によってネットワーク１０上に送信されるデータパケットの実際の優先順位が時とともに変化する可能性があるため、望ましい。ネットワーク１０が輻輳している、つまり、ネットワーク１０が、複数のデバイスが送信を試みており、ビジーである場合、低過ぎる固定のＤＳＣＰ値は、患者の安全に影響を及ぼす可能性があるノード２０からの重大なデータの配信の抜け落ちまたは遅延をもたらす可能性がある。同様に、高過ぎる、ノード２０に関する固定のＤＳＣＰ値は、より重大なデータを送る他のデバイスからの重大なデータの配信の抜け落ちまたは遅延につながる可能性がある。したがって、任意の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大性に依存して、効率的なデータ送信のための適切なＤＳＣＰ値は、時とともに変化する可能性がある。
【００２２】
図２は、データパケットの、ＩＰ層におけるＤＳＣＰ値の適応に関して説明され、図示されるが、ＤＳＣＰパラメータではなく、他のパラメータ、またはさらなるパラメータが変更され得ることも企図される。さらに、プロセス５０が、更新された８０２．１１プロトコル（例えば、８０２．１１ｎ）などの、８０２．１１ｅを超えた他の無線通信プロトコルに適用され得ることもさらに企図される。さらに、図２は、医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信す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５０は、他のタイプのノードおよびネットワーク化されたアプリケーションにも適用可能であることが企図される。
【００２３】
本発明の或る実施形態によれば、ノード単位のレベルの適応型ＤＳＣＰ決定が、ＷＬＡＮに関する分散型の制御として実施され、ＤＳＣＰ値は、その特定のノード２０に関して無線送信が所望されるパケット送信の優先レベルを定義する。各ノード２０内のコントローラ２６は、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みの下で機能し、ローカルの計算を使用して、その特定のノード２０に関する優先順位要件を満たすＤＳＣＰ値を動的に選択する、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。この分散型の制御スキームにおいて、ネットワーク１０におけるノード２０の各ノード内のコントローラ２６は、そのノード２０の個別の動作条件に基づいて、プロセス５０を別個に適用する。つまり、データ優先順位のローカルの決定に基づいて、各ノードは、そのノードがそのノード独自の優先順位要件を満たすことを許す、そのノードのＤＳＣＰ値の適切な適応を決定する。
【００２４】
図２を参照すると、個別のノード２０におけるプロセス５０において、コントローラ２６が、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータを受け取る。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、またはノード２０上に前もって格納されたデータであ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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、獲得されたデータ６０には、例えば、パラメータデータ６０ａ、警報データ６０ｂ、および波形データ６０ｃが含まれ得ることが企図される。パラメータデータ６０ａには、例えば、心拍数データまたはＥＣＧ（心電図）データ、血圧データ（観血または非観血の）、体温データ、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）などの生理学的バイタルサインデータの離散的な（例えば、デジタルの）値が含まれることが可能である。警報データ６０ｂには、例えば、患者に関する或るパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および支援が要求される可能性がある（例えば、患者が、過度の心拍数、または通常の体温より高い体温を有する）ことを示すデータが含まれることが可能である。また、警報データ６０ｂには、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９の接続が切れた、または電源３６がほとんど放電された）を示すデータが含まれることも可能である。波形データ６０ｃには、例えば、医療看護提供者による精査のために適切なデータ分解能で送られる、ＥＣＧ波形などの、アナログの、つまり、連続的な患者生理学データが含まれることが可能である。また、これらのデータには、例えば、患者モニタのタイプ（例えば、臨床モニタまたは遠隔測定デバイス）に関する、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄ、ならびにノード２０が医療施設内のどこに配置されているか（例えば、集中治療室、ステップダウン病床など）を知らせるデバイスロケーションデータ６０ｅが含まれることも可能である。他のタイプのデータには、例えば、患者の状態を監視することに重要である可能性があるＥＭＲ（電子医療記録）データが含まれることが可能である。
【００２５】
図２のプロセス５０の例示される実施形態において、アプリケーション４６が、ネットワーク１０を介して送信するためにコントローラ２６によって受け取られたデータ６０を処理し、そのデータに関する優先レベルを決定する。詳細には、アプリケーション４６は、そのデータのデータ分類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。各タイプのデータ６０に関するデータしきい値７０は、例えば、データ６０の値が入ることが可能な重大性レベルまたは重大性範囲に基づいて確立されることが可能である。各タイプのデータ６０に関して単一のデータしきい値７０が存在しても、各タイプのデータ６０に関して或る範囲のデータ値を確立する複数のデータしきい値７０が存在してもよい。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、これらのデータしきい値は、データ６０の値と患者緊急性の間の関係に基づいて確立され得ることが企図される。例示される実施形態において、パラメータデータ６０ａの値が、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には、心拍数ＥＣＧデータ、血圧データ、体温データ、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）に関するユーザによって定義された限度または範囲が含まれることが可能である。同様に、警報データ６０ｂの値が、適切なデータしきい値７０ｂと比較され、さらに波形データ６０ｃの値が、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が、データしきい値７０との比較に基づいて、データ６０のデータ分類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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、データ分類８０は、データ６０とデータしきい値７０の比較に基づく患者緊急性の指標であることが企図される。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、高い患者緊急性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を下回る場合、アプリケーション４６は、より低い患者緊急性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。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依存して、より高い緊急性レベル、またはより低い緊急性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。また、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依存して、より高い緊急性レベル、またはより低い緊急性レベルを示すデータ分類８０ｃを割り当てることも可能である。また、データ分類８０ｄおよび８０ｅが、それぞれ、デバイスタイプデータ６０ｄおよびデバイスロケーションデータ６０ｅに、これら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、確立されたサイズ制約または携帯性制約を超える、または下回る）および７０ｅ（例えば、ノード２０が、或る特定の距離範囲内にある、またはそのような距離範囲外にある）の比較に基づいて、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が、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な重み値９０を算出する。統計的な重み値９０は、様々なデータ優先レベルが、加重和計算によって適応的に決定される構造をもたらすように使用される。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、様々な患者緊急性ベースのデータ分類８０のそれぞれに関する対応する統計的な重み値９０が、これらのデータ分類８０のそれぞれに与えられるべき優先度に基づいて確立されることが企図される。例えば、データ６０が、高い患者緊急性レベルを示すデータ分類８０ａを割り当てられた、送信されるべき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、対応する統計的な重み値９０ａが適切であると決定する。この特定の状況において、統計的な重み値９０ａの決定された値は、送信されるべき心拍数パラメータデータ６０ａの値に、より低い患者緊急性レベルを示すデータ分類８０ａが割り当てられた場合と比べて、より高い。様々な警報データ分類８０ｂに関して統計的な重み値９０ｂが確立され、さらに様々な波形データ分類８０ｃに関して統計的な重み値９０ｃが確立される。或る実施形態によれば、警報データ分類８０ｂに関して確立された統計的な重み値９０ｂは、波形データ分類８０ｃに関して確立された統計的な重み値９０ｃより高いことが可能であり、統計的な重み値９０ｃは、パラメータデータ分類８０ａに関して確立された統計的な重み値９０ａより高いことが可能である。同様に、様々なそれぞれのデバイスタイプデータ分類８０ｄ（例えば、ローカルアラームを有する臨床モニタとしてのデバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して、より低い重みが確立されることが可能である一方で、ローカルアラームを有さない遠隔測定デバイスとしてのデバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して、より高い重みが確立されることが可能である）およびロケーションデータ分類８０ｅ（例えば、集中治療室に対応するロケーションデータ分類８０ｅを有するノード２０に、より高い重みが割り当てられることが可能である）に関して統計的な重み値９０ｄおよび９０ｅが確立される。
【００２８】
また、アプリケーション４６は、ネットワーク１０を介してノード２０によって送信されるべきデータ６０に全体的な優先レベル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、および幾何加重和計算などの、様々なタイプの加重和計算技術が使用され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を介してデータパケットの中で送信されるデータ６０の様々な値に割り当てられた様々な統計的な重み値９０のそれぞれを計算に入れ、全体的な合計を計算する。このようにして、高い患者緊急性レベルに対応するデータ値６０は、全体的な優先レベル９２を高め、それに相応して、そのデータがネットワーク１０を介して送信される確率を高める。より低い患者緊急性レベルに対応するデータ値６０は、全体的な優先レベル９２を低下させ、それに相応して、そのデータがネットワーク１０を介して送信される確率を低下させて、より高い優先度のデータが送信される確率を高める。
【００２９】
アプリケーション４７が、アプリケーション４６から全体的な優先レベル９２を受け取り、全体的な優先レベル９２を対応する差別化サービス制御パラメータ値９４（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに準拠する６ビットＤＳＣＰ値）に変換し、さらに差別化サービス制御パラメータ値９４を、データ６０を組み込んだデータパケットのＩＰ層に割り当てる。ＮＤＩＳインタフェース４８が、差別化サービス制御パラメータ値９４を受け取り、さらにそのデータパケットを、ＭＡＣ層における対応するデータキュー９６に割り当てる。次に、データ６０を組み込んだデータパケットは、ネットワーク１０を介してアクセスポイント１４に送信されるように通信接続４０に送られる。次に、データ６０を組み込んだデータパケットは、例えば、表示のために中央監視ステーション１６に転送されることが可能である。
【００３０】
次に図３を参照すると、或る実施形態による方法１００を示す流れ図が示されている。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に関連して前述したプロセスを使用して実施されることが可能である。ステップ１１０で、ネットワークを介して送信されるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、差別化サービス制御パラメータに応じてアクセスポイント１４と無線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、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイント１４と無線通信するように構成されることが可能であり、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ることが可能である。ステップ１２０で、そのデータに優先レベルが割り当てられる。この優先レベルは、例えば、そのデータの分類を決定して、その分類に基づいて加重和計算を実行することによって、割り当てられることが可能である。ステップ１３０で、差別化サービス制御パラメータが、この優先レベルに基づいて調整され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におけるデータ優先度に基づく無線通信プロトコルの動的な調整をもたらす。医療監視アプリケーションにおいて、データに、患者緊急性に基づいて、優先順位が付けられ、したがって、最も危険にさらされている患者が、患者のデータがネットワークを介して送信される高い確率を有するようにする。
【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もたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセス２００を示すブロック図が、示されている。或る実施形態において、プロセス２００は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実施形態においてデータパケットのペイロードの中に含められるデータの量を調整することを対象とする。具体的には、図２に示されるプロセス２００は、ノード２０によって送られるデータパケットの中に含められるデータの量を調整し、ただし、ノード２０は、医療施設においてネットワーク１０を介してデータを送信する患者監視デバイスである。ネットワーク１０を介する送信の信号品質は、時々、低下して、ネットワーク１０にアクセスするノード２０の接続された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によって送信されるデータパケットの中に含められるデータの量を調整するための適応方法が、望まれる。より低いデータ転送速度で接続される場合、個別のノードがそのノードのデータを送るのに、より長い時間がかかり、さらにデータが失われる、警報が遅延する、または波形に欠落が生じることになる可能性がある。したがって、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる送信の信号品質に依存して、効率的なデータ送信のためにノード２０によって送られるパケットの中のデータの適切な量は、時とともに変化する可能性がある。
【００３３】
図４は、８０２．１１ ＷＬＡＮ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の中に含められるデータの量の適応に関連して説明され、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）などの、８０２．１１ｅを超えた他の無線通信プロトコルに適用され得ることも企図される。さらに、図４は、医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信す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化されたアプリケーションに適用可能であることも企図される。
【００３４】
本発明の或る実施形態によれば、ノード単位のレベルの適応データパケットペイロード調整が、ＷＬＡＮに関する分散型の制御として実施される。各ノード２０内のコントローラ２６が、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みの下で機能するデータパケットのペイロードの中に含められる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、さらにローカル信号品質測定を使用するように構成され、特定のノード２０によって送信されるデータパケットのペイロードを動的に調整する。この分散型の制御スキームにおいて、ネットワーク１０におけるノード２０の各ノード２０内のコントローラ２６は、そのノード２０の個別の動作条件に基づいて、プロセス２００を別個に適用する。つまり、信号品質のローカルの測定に基づいて、各ノード２０は、そのノードがそのノード独自の要件を満たすことを許す、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、個別のノード２０におけるプロセス２００において、コントローラ２６が、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータを受け取る。図２に関連して前述したとおり、そのデータは、例えば、ノード２０によって獲得されたデータ、またはノード２０上に前もって格納されたデータであ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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、獲得されたデータ６０には、例えば、パラメータデータ６０ａ、警報データ６０ｂ、および波形データ６０ｃが含まれ得ることが企図される。パラメータデータ６０ａには、例えば、心拍数データまたはＥＣＧ（心電図）データ、血圧データ（観血または非観血の）、体温データ、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）などの生理学的バイタルサインデータの離散的な（例えば、デジタルの）値が含まれることが可能である。警報データ６０ｂには、例えば、患者に関する或るパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および支援が要求される可能性がある（例えば、患者が、過度の心拍数、または通常の体温より高い体温を有する）ことを示すデータが含まれることが可能である。また、警報データ６０ｂには、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９の接続が切れた、または電源３６がほとんど放電された）を示すデータが含まれることも可能である。波形データ６０ｃには、例えば、医療看護提供者による精査のために適切なデータ分解能で送られる、ＥＣＧ波形などの、アナログの、つまり、連続的な患者生理学データが含まれることが可能である。また、これらのデータには、例えば、患者モニタのタイプ（例えば、臨床モニタまたは遠隔測定デバイス）に関する、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄ、ならびにノード２０が医療施設内のどこに配置されているか（例えば、集中治療室、ステップダウン病床など）を知らせるデバイスロケーションデータ６０ｅが含まれることも可能である。他のタイプのデータには、例えば、患者の状態を監視することに重要である可能性があるＥＭＲ（電子医療記録）データが含まれることが可能である。
【００３６】
図４のプロセス２００の例示される実施形態において、アプリケーション４６は、ネットワーク１０に関する信号品質指標２１０の算出も行う。詳細には、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するように構成され、さらに全体的な信号品質指標値を算出するように構成される。信号品質測定は、図１および通信接続４０に関連して前述したとおり、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲ値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートであることが可能である。信号品質指標２１０は、単一の信号品質測定（例えば、ＲＳＳＩ値だけ）に基づいても、通信接続４０から受信された信号品質測定（例えば、ＲＳＳＩとＳＮＲ）の組合せから導き出されてもよい。
【００３７】
アプリケーション４６が、データパケットのペイロードの中に含められる、ノード２０によって受け取られるデータ６０の量を、信号品質指標２１０に基づいて調整する。具体的には、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回る、または或る特定の範囲を外れることを示す場合、アプリケーション４６は、データパケットのペイロードの中に含められるデータの量を調整することが可能である。信号品質指標２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、或るタイプの受け取られたデータ６０を排除することによって、受け取られたデータ６０からデータのサブセット２２０を除去することができる。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データのパケットを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、アプリケーション４６が、データのサブセットを、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、またはロケーションデータ６０ｅであるかに基づいて、除去して、データパケットのペイロードの中に含められるべき或るタイプのデータ（例えば、警報）だけを残すことが可能であることが企図される。別の実施形態によれば、信号品質指標２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、受け取られたデータ６０の分解能を低減することによって、受け取られたデータ６０からデータ２２０のサブセット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を介して患者データのパケットを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、アプリケーション４６が、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、またはロケーションデータ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することが可能であることが企図される。例として、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回ることを示す場合、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に低減することができる。別の例示的な実施形態によれば、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回ることを示す場合、アプリケーション４６は、データパケット再送試行の回数を低減することができる。アプリケーション４６は、受け取られたデータ６０の残りの部分をペイロードデータ２３０として、ネットワーク１０上で送信するためにパケットの中に含める。
【００３８】
次に図５を参照すると、或る実施形態による方法３００を示す流れ図が示されている。方法３００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で、図４に関連して前述したプロセス２００を使用して実施されることが可能である。ステップ３１０で、ネットワークを介して送信されるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、ネットワークを介してデータパケットを無線送信するように構成されたノードによって獲得される。その受け取られたデータには、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどの、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データが含まれることが可能である。ノードは、データパケットの中のペイロードの個別化された制御をもたらすように構成されたコントローラを含む。ノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイントと無線通信するように構成されることが可能である。ステップ３２０で、無線ネットワークに関する信号品質指標が算出される。信号品質指標は、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲの値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートに基づくことが可能である。ステップ３３０で、ペイロードの中に含められるデータの量が、信号品質指標に基づいて調整される。ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどのデータのタイプに基づいて、受け取ら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、調整されることが可能である。また、ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、受け取られたデータの分解能を低減することによって、調整されることも可能である。
【００３９】
このようにして、ノード２０によって送られるパケットの中に含められる、受け取られたデータ６０の適切な量が、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる伝送の信号品質に応じた効率的なデータ送信のために動的に調整される。このため、開示されるシステムおよび方法は、無線帯域における複数のデバイスからの干渉、および使用率の増加が全体的なネットワークパフォーマンスを低下させる場合に、或るタイプのデータが遅延されない、または失われない尤度を高める。
【００４０】
次に図６を参照すると、或る実施形態による例示的な方法４００を示す流れ図が示されている。詳細には、図６は、図２および図４に関連して示され、説明されるプロセスを組み合わせて、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータの優先度と、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる伝送の信号品質の両方に基づいて、動的なデータ管理が実行されるようにする方法４００の実施形態を示す。方法４００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で実施されることが可能である。ステップ４１０で、ネットワークを介して送られるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、例えば、差別化サービス制御パラメータに応じてアクセスポイント経由で、ネットワークを介してデータパケットを無線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プロトコルに準拠してアクセスポイントと無線通信するように構成されることが可能であり、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ることが可能である。その受け取られたデータには、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどの、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データが含まれることが可能である。ステップ４２０で、そのデータに優先レベルが割り当てられる。この優先レベルは、例えば、そのデータの分類を決定して、その分類に基づいて加重和計算を実行することによって、割り当てられることが可能である。ステップ４３０で、差別化サービス制御パラメータが、この優先レベルに基づいて調整されることが可能である。ステップ４４０で、ネットワークに関する信号品質指標が算出される。信号品質指標は、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲの値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートに基づくことが可能である。ステップ４５０で、ペイロードの中に含められるデータの量が、信号品質指標に基づいて調整される。ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどのデータのタイプに基づいて、受け取ら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、調整されることが可能である。また、ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、受け取られたデータの分解能を低減することによって、調整されることも可能である。
【００４１】
本発明は、好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、本発明の趣旨を逸脱することなく、これらの実施形態にいくつかの置換、変更、および省略が行われ得ることが当業者には認識されよう。したがって、以上の説明は、単に例示的であることを意図しており、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を制限すべきものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ネットワーク
１４ ＡＰ（アクセスポイント）
１６ 中央監視ステーション
２０ ノード
２２ 処理ユニット
２４ メモリ
２６ コントローラ
２８ リムーバブルなストレージ
３０ リムーバブルでないストレージ
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 ロケーションデータ
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
９０ 統計的な重み値
９０ａ 統計的な重み値
９０ｂ 統計的な重み値
９０ｃ 統計的な重み値
９０ｄ 統計的な重み値
９０ｅ 統計的な重み値
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
２１０ 信号品質指標
２２０ データのサブセット
２３０ ペイロードデータ
【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、より詳細には、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるデータの動的管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＬＡＮを介した患者監視が関与する医療施設ネットワークなどの、いくつかのネットワーク化された環境において、一般的なネットワークへの既存の投資を活用して、無線臨床アプリケーションおよび遠隔測定アプリケーションを展開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、ネットワークは、様々なタイプのデバイスがＷＬＡＮ上で優先順位を競って、輻輳する可能性がある。無線帯域における複数のデバイスからのそのような干渉、および使用率の増加は、全体的なネットワークパフォーマンスを低下させ、さらに患者の安全に影響を及ぼす可能性がある、不可欠な患者データの欠落、および警報を発することの抜け落ちもしくは遅延につながる可能性がある。例えば、潜在的に命にかかわる不整脈に関して緊急性の高い患者を監視するようにセットアップされた患者着用型の遠隔測定デバイスが、ＷＬＡＮ上でデータを送信している場合があるが、医療看護提供者に患者の状態の変化を知らせるローカルアラームを備えていない可能性がある。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が、例えば、遠隔中央監視ステーションに、または医療看護提供者が携帯するポータブル電子デバイスに、ＷＬＡＮを介してリアルタイムで転送されることが不可欠である。また、対照的に、状態の変化を医療看護提供者に知らせるローカルアラームを備えていることが可能な、ＷＬＡＮへのアクセスを競う複数の臨床モニタが存在する可能性もあり、したがって、ネットワーク上のアラームの送信の何らかの遅延は、患者の安全にそれほど重大ではない可能性がある。さらに、ＷＬＡＮ上の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緊急性レベルが、絶えず変化している可能性があり、患者着用型の遠隔測定デバイスによって監視されている緊急性の低い患者からのデータの遅延は、より緊急性の高い患者からのデータの遅延ほど、患者の安全に重大ではない可能性がある。これらの様々なデバイスの間で患者データおよび警報メッセージの送信に優先順位を付けるための有効な手段が存在しない状況下で、より重大なデータが遅延する、または失われる可能性がある。
【０００３】
無線ＬＡＮのためのＩＥＥＥ（電気電子技術者協会）８０２．１１標準が、多くの工業環境、オフィス環境、自宅環境、および医療環境においてネットワークをセットアップするための普及している機構である。レガシー８０２．１１の主な限界は、レガシー８０２．１１が、あらゆるタイプのトラフィックを差別化する優先順位分類をサポートすることができないことである。つまり、ネットワークにおけるすべてのタイプのトラフィックが等しい公正さで扱われる。異なる重大性レベルのトラフィックを差別化するための優先順位付けされたトラフィック配信を有する、８０２．１１ｅと呼ばれる、より新しい標準が出現している。８０２．１１ｅ標準は、無線通信を制御するための差別化サービス制御パラメータをＩＰ層の中に有することによって、このことを実現する。例えば、６ビットのＤＣＳＰ（差別化サービスコードポイント）が、ＩＰ層において割り当てられて、トラフィックのタイプを分類し、優先順位を付けるのにＭＡＣ層において使用され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のための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を介する送信のために、より短い待ち時間が割り当てられる。しかし、８０２．１１ｅは、トラフィッククラスを差別化することができるものの、標準の動作条件下では、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータの性質は静的である、つまり、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータは、すべての監視シナリオの下で最適ではない。例えば、医療施設ＷＬＡＮを介して監視されている患者のステータスまたは状態に変化が生じた場合、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰパラメータは、それらの変化する状態に適応しない。このことは、８０２．１１ｅ ＤＳＣＰのデフォルトのパラメータを、警報を発することの抜け落ちもしくは遅延が患者の安全に影響を及ぼす可能性がある、医療施設において患者監視のために使用されるデバイスなどの、一部の用途に不向きにする。
【０００４】
さらに、前述したとおり、ＷＬＡＮの信号品質が低下して、ＷＬＡＮにアクセスする無線クライアントの接続されたデータ転送速度を低下させる、いくつかの状況が存在する可能性がある。より低いデータ転送速度で接続される場合、個別の無線クライアントが、そのクライアントのデータを送るのに、より長い時間がかかり、さらにデータが失われる、警報が遅延する、または波形に欠落が生じることになる可能性がある。現在、医療監視デバイスなどの無線クライアントは、しばしば、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必要がある可能性がある。しかし、無線クライアントが、そのクライアントのデータペイロードのサイズを管理する有効な手段が存在しない状況下で、無線帯域における複数のデバイスからの干渉、および使用率の増加が全体的なネットワークパフォーマンスを低下させる場合、より重大なデータが遅延する、または失われる可能性がある。
【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を介するデータ送信の信頼性を高め、さらに医療監視アプリケーションにおける患者データなどの重大なデータの堅牢な送信を確実にする、データ優先順位付けの改良されたシステム、デバイス、および方法の必要性が存在する。
【０００７】
前述した不備、欠点、および問題に、以下の明細書を読み、理解することによって理解される本発明において対処がなされる。
【０００８】
或る実施形態において、ノードが、差別化サービス制御パラメータに応じて無線ネットワークを介して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、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【０００９】
別の実施形態において、ネットワークが、アクセスポイントと、差別化サービスコードパラメータに応じて、そのアクセスポイント経由でネットワークを介してデータパケットを無線送信するように構成されたノードとを含む。このノードは、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらすように構成され、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラを含む。また、コントローラは、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取り、データに優先レベルを割り当て、さらにその優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整するようにも構成される。また、コントローラは、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出するように構成され、さらにその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整するようにも構成される。
【００１０】
別の実施形態において、方法が、無線ネットワークを介して送信されるべきデータを受け取ることを含む。そのデータは、差別化サービスコードパラメータに応じてネットワークを介してデータパケットを無線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、差別化サービスコードパラメータの個別化された制御をもたらし、さらにデータパケットの中のペイロードに対する個別化された制御をもたらすコントローラを含む。また、この方法は、そのデータに優先レベルを割り当てること、その優先レベルに基づいて、ノードに関する差別化サービス制御パラメータ設定を調整すること、無線ネットワークに関する信号品質指標を算出すること、およびその信号品質指標に基づいて、ペイロードの中に含められるデータの量を調整することも含む。
【００１１】
本発明の他の様々な特徴、目的、および利点は、添付の図面、および本発明の詳細な説明から当業者には明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的な実施形態によるネットワークを示す概略図である。
【図２】ネットワークにおいてデータの動的な優先順位付けをもたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセスを示すブロック図である。
【図３】或る実施形態による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な管理をもたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセスを示すブロック図である。
【図５】或る実施形態による例示的な方法を示す流れ図である。
【図６】或る実施形態による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、本明細書の一部を成す添付の図面が参照され、図面では、例として、実施されることが可能な特定の実施形態が示される。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ように十分に詳細に説明され、さらに他の実施形態が利用され得ること、ならびにこれらの実施形態の範囲を逸脱することなく、論理的変更、機械的変更、電気的変更、およびその他の変更が行われ得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１４】
図１を参照すると、概略で表されたネットワーク１０が示されている。無線ネットワーク１０が、２つ以上のノード２０の間の無線通信、ならびにネットワーク１０にアクセスするようにセットアップされた他のタイプのデバイスの間の無線通信を円滑にするように全体的に構成される。例として、ネットワーク１０は、ＷＬＡＮであることが可能であり、様々なノード２０が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して、１つまたは複数のＡＰ（アクセスポイント）１４経由でネットワーク１０を介して無線通信するように構成される。ノード２０は、周期的に、プローブ要求を送ることによって能動的にスキャンすること、およびアクセスポイント１４によって送信されたプローブ応答信号がないかスキャンすることによって、ネットワーク１０に属するデバイスを探索している状態にあることが可能である。代替として、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がないかスキャンすることによって、受動的に探索してもよい。医療施設におけるＷＬＡＮを介した患者監視が関与する実施形態によれば、ネットワーク１０は、様々な緊急性レベルの患者を監視する１つまたは複数のタイプのノード２０（例えば、ゼネラルエレクトリック社によって製造されるＤＡＳＨ（登録商標）監視デバイスまたはＡＰＥＸ ＰＲＯ（登録商標）監視デバイス）を含むことが可能である。ノード２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して、１つまたは複数のアクセスポイント１４経由でネットワーク１０を介して中央監視ステーション１６（例えば、ゼネラルエレクトリック社によって製造されるＣＩＣ ＰＲＯ（登録商標）中央監視ステーション）に患者データを通信していることが可能である。
【００１５】
ノード２０は、ネットワーク１０のようなＷＬＡＮにアクセスするように構成される。最も基本的な構成において、ノード２０は、少なくとも、処理ユニット２２と、メモリ２４とを含む。コンピューティングデバイスの厳密な構成およびタイプに依存して、メモリ２４は、揮発性（ＲＡＭなどの）であることも、不揮発性（ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの）であることも、あるいは揮発性と不揮発性の何らかの組合せであることも可能である。処理ユニット２２およびメモリ２４は、コントローラ２６の中に含められ、コントローラ２６の一部を形成する。
【００１６】
また、ノード２０は、さらなるフィーチャ／機能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、以上には限定されない、さらなるストレージ（リムーバブルおよび／またはリムーバブルでない）を含むことも可能である。そのようなさらなるストレージが、図１にリムーバブルなストレージ２８、およびリムーバブルでないストレージ３０によって例示される。コンピュータ記憶媒体には、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、または他のデータなどの情報を格納するために任意の方法または技術で実施される揮発性媒体および不揮発性媒体、リムーバブルな媒体、およびリムーバブルでない媒体が含まれる。また、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の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。また、ディスプレイ、スピーカ、プリンタなどの１つまたは複数の出力デバイス３４が含まれることも可能である。また、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による計算および無線データ送信のための電力を供給する。
【００１７】
また、ノード２０は、アナログ信号入力またはデジタル信号入力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実施形態によれば、信号入力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け取り、さらなる処理を実行するように処理ユニット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ることが可能である。この実施形態において、入力３８は、患者データを受け取るために、例えば、ＥＣＧ（心電計）リード線、観血血圧デバイスもしくは非観血血圧デバイス、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の、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されることが可能である。
【００１８】
また、ノード２０は、ノード２０が他のデバイスと通信することを許す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、または他の無線媒体を介して、ＷＬＡＮとの通信を可能にする。前述したとおり、本明細書で使用されるコンピュータ可読媒体という用語には、記憶媒体と通信媒体がともに含まれる。例として、通信接続４０には、様々なタイプの無線ネットワークと無線通信するためのＵＳＢ無線カードまたはＳＤ無線カードなどのＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）が含まれることが可能である。ＮＩＣは、適切な周波数チャネルを介してデータを無線で送受信するためのアンテナ４４に結合されたトランシーバ４２を含む。或る実施形態によれば、通信接続４０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ無線接続を介する無線構成サービスを使用して、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むネットワーク構成を容易にする。
【００１９】
また、通信接続４０は、ノード２０と、例えば、アクセスポイント１４の間でネットワーク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を介して送信される信号と背景雑音の間の電力比のフォーマットで、送信に関するＳＮＲ（信号対雑音比）を測定するように構成されることが可能である。同様に、通信接続４０は、ネットワーク１０を介して送信される信号に存在する電力を示すＲＳＳＩ（受信信号強度指標）を測定するように構成されることが可能である。また、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され得る最低の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されることも可能である。また、通信接続４０は、ノード２０による送信再試行の回数を示す再送レートを算出するように構成されることも可能である。また、通信接続４０は、例えば、ＡＰ１４からのビーコン信号を逸した回数を算出するように構成されることも可能である。また、他のタイプの信号品質測定も予期される。
【００２０】
図１を参照すると、コントローラ２６が、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によって受け取られた、ノード２０によって獲得された、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「ペイロードデータ」という用語は、一般に、データパケットの中に含めら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、警報、波形、デバイスタイプ、またはロケーションデータなどの、データパケットを介してエンドユーザに通信される実際の情報を指す。本明細書で使用される「データ」という用語は、一般に、特に明記しない限り、様々な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「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。或る実施形態によれば、アプリケーション４６が、このデータを定義されたしきい値と比較して、このデータの分類を決定し、次に、優先レベルを決定するために加重和計算を実行する。また、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、データパケットに差別化サービス制御パラメータを割り当てるアプリケーション４７も含む。或る実施形態によれば、差別化サービス制御パラメータは、アプリケーション４６から受け取られたデータパケットにＩＰ層において割り当てられたＤＳＣＰ（差別化サービス制御ポイント）である。しかし、本明細書で定義される差別化サービス制御パラメータには、他の層において適用されるＤＳＣＰ以外の優先度クラシファイアが含まれることも可能である。また、コントローラ２６は、アプリケーション４７から受け取られたデータパケットのＭＡＣ（媒体アクセス制御）層を維持し、通信接続４０の動作を制御するＮＤＩＳ（ネットワークドライバインタフェース仕様）インタフェース４８も含む。或る実施形態によれば、ＮＤＩＳインタフェース４８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して動作し、差別化サービス制御パラメータを使用して、通信接続４０を介するデータパケットの送信に優先順位を付ける。
【００２１】
次に図２を参照すると、ネットワーク１０におけるデータの動的な優先順位付けをもたらすためのコンピュータによって実施されるプロセス５０を示すブロック図が示されている。或る実施形態において、プロセス５０は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実施形態の差別化サービス制御パラメータを適応させることを対象とする。具体的には、図２に示されるプロセス５０は、ノード２０によって送られるデータパケットの優先順位を決定するＩＰ層におけるＤＳＣＰパラメータの更新をもたらし、ただし、ノード２０は、医療施設においてネットワーク１０を介してデータを送信する患者監視デバイスである。ノード２０に関してＤＳＣＰを決定するための適応方法は、ノード２０によってネットワーク１０上に送信されるデータパケットの実際の優先順位が時とともに変化する可能性があるため、望ましい。ネットワーク１０が輻輳している、つまり、ネットワーク１０が、複数のデバイスが送信を試みており、ビジーである場合、低過ぎる固定のＤＳＣＰ値は、患者の安全に影響を及ぼす可能性があるノード２０からの重大なデータの配信の抜け落ちまたは遅延をもたらす可能性がある。同様に、高過ぎる、ノード２０に関する固定のＤＳＣＰ値は、より重大なデータを送る他のデバイスからの重大なデータの配信の抜け落ちまたは遅延につながる可能性がある。したがって、任意の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大性に依存して、効率的なデータ送信のための適切なＤＳＣＰ値は、時とともに変化する可能性がある。
【００２２】
図２は、データパケットの、ＩＰ層におけるＤＳＣＰ値の適応に関して説明され、図示されるが、ＤＳＣＰパラメータではなく、他のパラメータ、またはさらなるパラメータが変更され得ることも企図される。さらに、プロセス５０が、更新された８０２．１１プロトコル（例えば、８０２．１１ｎ）などの、８０２．１１ｅを超えた他の無線通信プロトコルに適用され得ることもさらに企図される。さらに、図２は、医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信す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５０は、他のタイプのノードおよびネットワーク化されたアプリケーションにも適用可能であることが企図される。
【００２３】
本発明の或る実施形態によれば、ノード単位のレベルの適応型ＤＳＣＰ決定が、ＷＬＡＮに関する分散型の制御として実施され、ＤＳＣＰ値は、その特定のノード２０に関して無線送信が所望されるパケット送信の優先レベルを定義する。各ノード２０内のコントローラ２６は、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みの下で機能し、ローカルの計算を使用して、その特定のノード２０に関する優先順位要件を満たすＤＳＣＰ値を動的に選択する、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。この分散型の制御スキームにおいて、ネットワーク１０におけるノード２０の各ノード内のコントローラ２６は、そのノード２０の個別の動作条件に基づいて、プロセス５０を別個に適用する。つまり、データ優先順位のローカルの決定に基づいて、各ノードは、そのノードがそのノード独自の優先順位要件を満たすことを許す、そのノードのＤＳＣＰ値の適切な適応を決定する。
【００２４】
図２を参照すると、個別のノード２０におけるプロセス５０において、コントローラ２６が、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータを受け取る。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、またはノード２０上に前もって格納されたデータであ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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、獲得されたデータ６０には、例えば、パラメータデータ６０ａ、警報データ６０ｂ、および波形データ６０ｃが含まれ得ることが企図される。パラメータデータ６０ａには、例えば、心拍数データまたはＥＣＧ（心電図）データ、血圧データ（観血または非観血の）、体温データ、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）などの生理学的バイタルサインデータの離散的な（例えば、デジタルの）値が含まれることが可能である。警報データ６０ｂには、例えば、患者に関する或るパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および支援が要求される可能性がある（例えば、患者が、過度の心拍数、または通常の体温より高い体温を有する）ことを示すデータが含まれることが可能である。また、警報データ６０ｂには、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９の接続が切れた、または電源３６がほとんど放電された）を示すデータが含まれることも可能である。波形データ６０ｃには、例えば、医療看護提供者による精査のために適切なデータ分解能で送られる、ＥＣＧ波形などの、アナログの、つまり、連続的な患者生理学データが含まれることが可能である。また、これらのデータには、例えば、患者モニタのタイプ（例えば、臨床モニタまたは遠隔測定デバイス）に関する、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄ、ならびにノード２０が医療施設内のどこに配置されているか（例えば、集中治療室、ステップダウン病床など）を知らせるデバイスロケーションデータ６０ｅが含まれることも可能である。他のタイプのデータには、例えば、患者の状態を監視することに重要である可能性があるＥＭＲ（電子医療記録）データが含まれることが可能である。
【００２５】
図２のプロセス５０の例示される実施形態において、アプリケーション４６が、ネットワーク１０を介して送信するためにコントローラ２６によって受け取られたデータ６０を処理し、そのデータに関する優先レベルを決定する。詳細には、アプリケーション４６は、そのデータのデータ分類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。各タイプのデータ６０に関するデータしきい値７０は、例えば、データ６０の値が入ることが可能な重大性レベルまたは重大性範囲に基づいて確立されることが可能である。各タイプのデータ６０に関して単一のデータしきい値７０が存在しても、各タイプのデータ６０に関して或る範囲のデータ値を確立する複数のデータしきい値７０が存在してもよい。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、これらのデータしきい値は、データ６０の値と患者緊急性の間の関係に基づいて確立され得ることが企図される。例示される実施形態において、パラメータデータ６０ａの値が、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には、心拍数ＥＣＧデータ、血圧データ、体温データ、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）に関するユーザによって定義された限度または範囲が含まれることが可能である。同様に、警報データ６０ｂの値が、適切なデータしきい値７０ｂと比較され、さらに波形データ６０ｃの値が、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が、データしきい値７０との比較に基づいて、データ６０のデータ分類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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、データ分類８０は、データ６０とデータしきい値７０の比較に基づく患者緊急性の指標であることが企図される。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、高い患者緊急性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を下回る場合、アプリケーション４６は、より低い患者緊急性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。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依存して、より高い緊急性レベル、またはより低い緊急性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。また、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依存して、より高い緊急性レベル、またはより低い緊急性レベルを示すデータ分類８０ｃを割り当てることも可能である。また、データ分類８０ｄおよび８０ｅが、それぞれ、デバイスタイプデータ６０ｄおよびデバイスロケーションデータ６０ｅに、これら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、確立されたサイズ制約または携帯性制約を超える、または下回る）および７０ｅ（例えば、ノード２０が、或る特定の距離範囲内にある、またはそのような距離範囲外にある）の比較に基づいて、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が、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な重み値９０を算出する。統計的な重み値９０は、様々なデータ優先レベルが、加重和計算によって適応的に決定される構造をもたらすように使用される。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、様々な患者緊急性ベースのデータ分類８０のそれぞれに関する対応する統計的な重み値９０が、これらのデータ分類８０のそれぞれに与えられるべき優先度に基づいて確立されることが企図される。例えば、データ６０が、高い患者緊急性レベルを示すデータ分類８０ａを割り当てられた、送信されるべき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、対応する統計的な重み値９０ａが適切であると決定する。この特定の状況において、統計的な重み値９０ａの決定された値は、送信されるべき心拍数パラメータデータ６０ａの値に、より低い患者緊急性レベルを示すデータ分類８０ａが割り当てられた場合と比べて、より高い。様々な警報データ分類８０ｂに関して統計的な重み値９０ｂが確立され、さらに様々な波形データ分類８０ｃに関して統計的な重み値９０ｃが確立される。或る実施形態によれば、警報データ分類８０ｂに関して確立された統計的な重み値９０ｂは、波形データ分類８０ｃに関して確立された統計的な重み値９０ｃより高いことが可能であり、統計的な重み値９０ｃは、パラメータデータ分類８０ａに関して確立された統計的な重み値９０ａより高いことが可能である。同様に、様々なそれぞれのデバイスタイプデータ分類８０ｄ（例えば、ローカルアラームを有する臨床モニタとしてのデバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して、より低い重みが確立されることが可能である一方で、ローカルアラームを有さない遠隔測定デバイスとしてのデバイスデータ分類８０ｄを有するノード２０に関して、より高い重みが確立されることが可能である）およびロケーションデータ分類８０ｅ（例えば、集中治療室に対応するロケーションデータ分類８０ｅを有するノード２０に、より高い重みが割り当てられることが可能である）に関して統計的な重み値９０ｄおよび９０ｅが確立される。
【００２８】
また、アプリケーション４６は、ネットワーク１０を介してノード２０によって送信されるべきデータ６０に全体的な優先レベル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、および幾何加重和計算などの、様々なタイプの加重和計算技術が使用され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を介してデータパケットの中で送信されるデータ６０の様々な値に割り当てられた様々な統計的な重み値９０のそれぞれを計算に入れ、全体的な合計を計算する。このようにして、高い患者緊急性レベルに対応するデータ値６０は、全体的な優先レベル９２を高め、それに相応して、そのデータがネットワーク１０を介して送信される確率を高める。より低い患者緊急性レベルに対応するデータ値６０は、全体的な優先レベル９２を低下させ、それに相応して、そのデータがネットワーク１０を介して送信される確率を低下させて、より高い優先度のデータが送信される確率を高める。
【００２９】
アプリケーション４７が、アプリケーション４６から全体的な優先レベル９２を受け取り、全体的な優先レベル９２を対応する差別化サービス制御パラメータ値９４（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに準拠する６ビットＤＳＣＰ値）に変換し、さらに差別化サービス制御パラメータ値９４を、データ６０を組み込んだデータパケットのＩＰ層に割り当てる。ＮＤＩＳインタフェース４８が、差別化サービス制御パラメータ値９４を受け取り、さらにそのデータパケットを、ＭＡＣ層における対応するデータキュー９６に割り当てる。次に、データ６０を組み込んだデータパケットは、ネットワーク１０を介してアクセスポイント１４に送信されるように通信接続４０に送られる。次に、データ６０を組み込んだデータパケットは、例えば、表示のために中央監視ステーション１６に転送されることが可能である。
【００３０】
次に図３を参照すると、或る実施形態による方法１００を示す流れ図が示されている。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に関連して前述したプロセスを使用して実施されることが可能である。ステップ１１０で、ネットワークを介して送信されるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、差別化サービス制御パラメータに応じてアクセスポイント１４と無線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、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイント１４と無線通信するように構成されることが可能であり、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ることが可能である。ステップ１２０で、そのデータに優先レベルが割り当てられる。この優先レベルは、例えば、そのデータの分類を決定して、その分類に基づいて加重和計算を実行することによって、割り当てられることが可能である。ステップ１３０で、差別化サービス制御パラメータが、この優先レベルに基づいて調整され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におけるデータ優先度に基づく無線通信プロトコルの動的な調整をもたらす。医療監視アプリケーションにおいて、データに、患者緊急性に基づいて、優先順位が付けられ、したがって、最も危険にさらされている患者が、患者のデータがネットワークを介して送信される高い確率を有するようにする。
【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もたらすための例示的なコンピュータによって実施されるプロセス２００を示すブロック図が、示されている。或る実施形態において、プロセス２００は、ＷＬＡＮの８０２．１１ｅ実施形態においてデータパケットのペイロードの中に含められるデータの量を調整することを対象とする。具体的には、図２に示されるプロセス２００は、ノード２０によって送られるデータパケットの中に含められるデータの量を調整し、ただし、ノード２０は、医療施設においてネットワーク１０を介してデータを送信する患者監視デバイスである。ネットワーク１０を介する送信の信号品質は、時々、低下して、ネットワーク１０にアクセスするノード２０の接続された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によって送信されるデータパケットの中に含められるデータの量を調整するための適応方法が、望まれる。より低いデータ転送速度で接続される場合、個別のノードがそのノードのデータを送るのに、より長い時間がかかり、さらにデータが失われる、警報が遅延する、または波形に欠落が生じることになる可能性がある。したがって、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる送信の信号品質に依存して、効率的なデータ送信のためにノード２０によって送られるパケットの中のデータの適切な量は、時とともに変化する可能性がある。
【００３３】
図４は、８０２．１１ ＷＬＡＮ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の中に含められるデータの量の適応に関連して説明され、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）などの、８０２．１１ｅを超えた他の無線通信プロトコルに適用され得ることも企図される。さらに、図４は、医療施設においてネットワーク１０を介して患者データを送信す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化されたアプリケーションに適用可能であることも企図される。
【００３４】
本発明の或る実施形態によれば、ノード単位のレベルの適応データパケットペイロード調整が、ＷＬＡＮに関する分散型の制御として実施される。各ノード２０内のコントローラ２６が、ＷＬＡＮに関する８０２．１１ｅ標準の枠組みの下で機能するデータパケットのペイロードの中に含められる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、さらにローカル信号品質測定を使用するように構成され、特定のノード２０によって送信されるデータパケットのペイロードを動的に調整する。この分散型の制御スキームにおいて、ネットワーク１０におけるノード２０の各ノード２０内のコントローラ２６は、そのノード２０の個別の動作条件に基づいて、プロセス２００を別個に適用する。つまり、信号品質のローカルの測定に基づいて、各ノード２０は、そのノードがそのノード独自の要件を満たすことを許す、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、個別のノード２０におけるプロセス２００において、コントローラ２６が、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータを受け取る。図２に関連して前述したとおり、そのデータは、例えば、ノード２０によって獲得されたデータ、またはノード２０上に前もって格納されたデータであ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を介して患者データを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、獲得されたデータ６０には、例えば、パラメータデータ６０ａ、警報データ６０ｂ、および波形データ６０ｃが含まれ得ることが企図される。パラメータデータ６０ａには、例えば、心拍数データまたはＥＣＧ（心電図）データ、血圧データ（観血または非観血の）、体温データ、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）などの生理学的バイタルサインデータの離散的な（例えば、デジタルの）値が含まれることが可能である。警報データ６０ｂには、例えば、患者に関する或るパラメータデータが所定の限度を超えたこと、および支援が要求される可能性がある（例えば、患者が、過度の心拍数、または通常の体温より高い体温を有する）ことを示すデータが含まれることが可能である。また、警報データ６０ｂには、ノード２０の状態の変化（例えば、センサ３９の接続が切れた、または電源３６がほとんど放電された）を示すデータが含まれることも可能である。波形データ６０ｃには、例えば、医療看護提供者による精査のために適切なデータ分解能で送られる、ＥＣＧ波形などの、アナログの、つまり、連続的な患者生理学データが含まれることが可能である。また、これらのデータには、例えば、患者モニタのタイプ（例えば、臨床モニタまたは遠隔測定デバイス）に関する、ノード２０上に格納されたデバイスタイプデータ６０ｄ、ならびにノード２０が医療施設内のどこに配置されているか（例えば、集中治療室、ステップダウン病床など）を知らせるデバイスロケーションデータ６０ｅが含まれることも可能である。他のタイプのデータには、例えば、患者の状態を監視することに重要である可能性があるＥＭＲ（電子医療記録）データが含まれることが可能である。
【００３６】
図４のプロセス２００の例示される実施形態において、アプリケーション４６は、ネットワーク１０に関する信号品質指標２１０の算出も行う。詳細には、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するように構成され、さらに全体的な信号品質指標値を算出するように構成される。信号品質測定は、図１および通信接続４０に関連して前述したとおり、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲ値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートであることが可能である。信号品質指標２１０は、単一の信号品質測定（例えば、ＲＳＳＩ値だけ）に基づいても、通信接続４０から受信された信号品質測定（例えば、ＲＳＳＩとＳＮＲ）の組合せから導き出されてもよい。
【００３７】
アプリケーション４６が、データパケットのペイロードの中に含められる、ノード２０によって受け取られるデータ６０の量を、信号品質指標２１０に基づいて調整する。具体的には、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回る、または或る特定の範囲を外れることを示す場合、アプリケーション４６は、データパケットのペイロードの中に含められるデータの量を調整することが可能である。信号品質指標２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、或るタイプの受け取られたデータ６０を排除することによって、受け取られたデータ６０からデータのサブセット２２０を除去することができる。ノード２０が医療施設においてネットワーク１０を介して患者データのパケットを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、アプリケーション４６が、データのサブセットを、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、またはロケーションデータ６０ｅであるかに基づいて、除去して、データパケットのペイロードの中に含められるべき或るタイプのデータ（例えば、警報）だけを残すことが可能であることが企図される。別の実施形態によれば、信号品質指標２１０の値に基づいて、アプリケーション４６は、例えば、受け取られたデータ６０の分解能を低減することによって、受け取られたデータ６０からデータ２２０のサブセット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を介して患者データのパケットを送信する患者監視デバイスである実施形態によれば、アプリケーション４６が、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、またはロケーションデータ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することが可能であることが企図される。例として、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回ることを示す場合、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に低減することができる。別の例示的な実施形態によれば、信号品質指標２１０が、ネットワーク１０を介して利用可能な測定された信号品質が或るしきい値を下回ることを示す場合、アプリケーション４６は、データパケット再送試行の回数を低減することができる。アプリケーション４６は、受け取られたデータ６０の残りの部分をペイロードデータ２３０として、ネットワーク１０上で送信するためにパケットの中に含める。
【００３８】
次に図５を参照すると、或る実施形態による方法３００を示す流れ図が示されている。方法３００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で、図４に関連して前述したプロセス２００を使用して実施されることが可能である。ステップ３１０で、ネットワークを介して送信されるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、ネットワークを介してデータパケットを無線送信するように構成されたノードによって獲得される。その受け取られたデータには、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどの、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データが含まれることが可能である。ノードは、データパケットの中のペイロードの個別化された制御をもたらすように構成されたコントローラを含む。ノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイントと無線通信するように構成されることが可能である。ステップ３２０で、無線ネットワークに関する信号品質指標が算出される。信号品質指標は、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲの値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートに基づくことが可能である。ステップ３３０で、ペイロードの中に含められるデータの量が、信号品質指標に基づいて調整される。ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどのデータのタイプに基づいて、受け取ら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、調整されることが可能である。また、ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、受け取られたデータの分解能を低減することによって、調整されることも可能である。
【００３９】
このようにして、ノード２０によって送られるパケットの中に含められる、受け取られたデータ６０の適切な量が、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる伝送の信号品質に応じた効率的なデータ送信のために動的に調整される。このため、開示されるシステムおよび方法は、無線帯域における複数のデバイスからの干渉、および使用率の増加が全体的なネットワークパフォーマンスを低下させる場合に、或るタイプのデータが遅延されない、または失われない尤度を高める。
【００４０】
次に図６を参照すると、或る実施形態による例示的な方法４００を示す流れ図が示されている。詳細には、図６は、図２および図４に関連して示され、説明されるプロセスを組み合わせて、ネットワーク１０を介して送信されるべきデータの優先度と、任意の所与の時点でネットワーク１０を介して送られる伝送の信号品質の両方に基づいて、動的なデータ管理が実行されるようにする方法４００の実施形態を示す。方法４００は、例えば、図１に示されるネットワーク上で実施されることが可能である。ステップ４１０で、ネットワークを介して送られるべきデータが受け取られる。或る実施形態によれば、そのデータは、例えば、差別化サービス制御パラメータに応じてアクセスポイント経由で、ネットワークを介してデータパケットを無線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プロトコルに準拠してアクセスポイントと無線通信するように構成されることが可能であり、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ることが可能である。その受け取られたデータには、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどの、患者監視デバイスによって獲得された生理学的データが含まれることが可能である。ステップ４２０で、そのデータに優先レベルが割り当てられる。この優先レベルは、例えば、そのデータの分類を決定して、その分類に基づいて加重和計算を実行することによって、割り当てられることが可能である。ステップ４３０で、差別化サービス制御パラメータが、この優先レベルに基づいて調整されることが可能である。ステップ４４０で、ネットワークに関する信号品質指標が算出される。信号品質指標は、例えば、ＲＳＳＩ値、ノイズフロア値、ＳＮＲの値、パケット再送レート、ビーコン信号を逸したレートに基づくことが可能である。ステップ４５０で、ペイロードの中に含められるデータの量が、信号品質指標に基づいて調整される。ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、警報データ、波形データ、バイタルサインデータ、デバイスタイプデータ、およびロケーションデータなどのデータのタイプに基づいて、受け取ら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、調整されることが可能である。また、ペイロードの中に含められるデータの量は、例えば、受け取られたデータの分解能を低減することによって、調整されることも可能である。
【００４１】
本発明は、好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、本発明の趣旨を逸脱することなく、これらの実施形態にいくつかの置換、変更、および省略が行われ得ることが当業者には認識されよう。したがって、以上の説明は、単に例示的であることを意図しており、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を制限すべきものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ネットワーク
１４ ＡＰ（アクセスポイント）
１６ 中央監視ステーション
２０ ノード
２２ 処理ユニット
２４ メモリ
２６ コントローラ
２８ リムーバブルなストレージ
３０ リムーバブルでないストレージ
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 ロケーションデータ
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
９０ 統計的な重み値
９０ａ 統計的な重み値
９０ｂ 統計的な重み値
９０ｃ 統計的な重み値
９０ｄ 統計的な重み値
９０ｅ 統計的な重み値
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
２１０ 信号品質指標
２２０ データのサブセット
２３０ ペイロードデータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差別化サービス制御パラメータ（９４）に応じて無線ネットワーク（１０）を介して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、
前記差別化サービスコードパラメータ（９４）の個別化された制御をもたらすように構成され、さらに前記データパケットの中のペイロード（２３０）に対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラ（２６）を備え、前記コントローラ（２６）は、
前記無線ネットワーク（１０）を介して送信されるべきデータ（６０）を受け取り、
前記データ（６０）に優先レベル（９２）を割り当て、
前記優先レベル（９２）に基づいて、前記ノード（２０）に関する前記差別化サービス制御パラメータ（９４）設定を調整し、
前記無線ネットワーク（１０）に関する信号品質指標（２１０）を算出し、さらに
前記信号品質指標（２１０）に基づいて、前記ペイロード（２３０）の中に含められる前記データ（６０）の量を調整するようにさらに構成されるノード（２０）。
【請求項２】
前記信号品質指標（２１０）は、受信信号強度指標値、ノイズフロア値、信号対雑音比値、パケット再送レート、およびビーコンが逸せられたレートのうち１つに基づく請求項１記載のノード（２０）。
【請求項３】
前記コントローラ（２６）は、前記受け取られたデータ（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（２３０）の中に含められるべきデータ（６０）の量を調整するように構成される請求項１記載のノード（２０）。
【請求項４】
患者監視デバイス（２０）である請求項３記載のノード（２０）であって、前記受け取られたデータ（６０）は、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）を含み、さらにデータの前記サブセット（２２０）は、警報データ（６０ｂ）、波形データ（６０ｃ）、およびバイタルサインデータ（６０ａ）のうち１つを含むノード（２０）。
【請求項５】
前記コントローラ（２６）は、前記受け取られたデータ（６０）の分解能を低減することによって、前記ペイロード（２３０）の中に含められるデータ（６０）の量を調整するように構成される請求項１記載のノード（２０）。
【請求項６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイント（１４）と無線通信するように構成された請求項１記載のノード（２０）であって、前記差別化サービス制御パラメータ（９４）は、差別化サービスコードポイントであるノード（２０）。
【請求項７】
前記コントローラ（２６）は、前記データ（６０）に前記優先レベル（９２）を割り当てるために、前記データ（６０）の分類（８０）を決定し、さらに前記分類（８０）に基づいて加重和計算（９２）を実行するようにさらに構成される請求項１記載のノード（２０）。
【請求項１】
差別化サービス制御パラメータ（９４）に応じて無線ネットワーク（１０）を介して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、
前記差別化サービスコードパラメータ（９４）の個別化された制御をもたらすように構成され、さらに前記データパケットの中のペイロード（２３０）に対する個別化された制御をもたらすようにも構成されたコントローラ（２６）を備え、前記コントローラ（２６）は、
前記無線ネットワーク（１０）を介して送信されるべきデータ（６０）を受け取り、
前記データ（６０）に優先レベル（９２）を割り当て、
前記優先レベル（９２）に基づいて、前記ノード（２０）に関する前記差別化サービス制御パラメータ（９４）設定を調整し、
前記無線ネットワーク（１０）に関する信号品質指標（２１０）を算出し、さらに
前記信号品質指標（２１０）に基づいて、前記ペイロード（２３０）の中に含められる前記データ（６０）の量を調整するようにさらに構成されるノード（２０）。
【請求項２】
前記信号品質指標（２１０）は、受信信号強度指標値、ノイズフロア値、信号対雑音比値、パケット再送レート、およびビーコンが逸せられたレートのうち１つに基づく請求項１記載のノード（２０）。
【請求項３】
前記コントローラ（２６）は、前記受け取られたデータ（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（２３０）の中に含められるべきデータ（６０）の量を調整するように構成される請求項１記載のノード（２０）。
【請求項４】
患者監視デバイス（２０）である請求項３記載のノード（２０）であって、前記受け取られたデータ（６０）は、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）を含み、さらにデータの前記サブセット（２２０）は、警報データ（６０ｂ）、波形データ（６０ｃ）、およびバイタルサインデータ（６０ａ）のうち１つを含むノード（２０）。
【請求項５】
前記コントローラ（２６）は、前記受け取られたデータ（６０）の分解能を低減することによって、前記ペイロード（２３０）の中に含められるデータ（６０）の量を調整するように構成される請求項１記載のノード（２０）。
【請求項６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠してアクセスポイント（１４）と無線通信するように構成された請求項１記載のノード（２０）であって、前記差別化サービス制御パラメータ（９４）は、差別化サービスコードポイントであるノード（２０）。
【請求項７】
前記コントローラ（２６）は、前記データ（６０）に前記優先レベル（９２）を割り当てるために、前記データ（６０）の分類（８０）を決定し、さらに前記分類（８０）に基づいて加重和計算（９２）を実行するようにさらに構成される請求項１記載のノード（２０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４２９３７（Ｐ２０１２−１４２９３７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８５３５１（Ｐ２０１１−２８５３５１）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８５３５１（Ｐ２０１１−２８５３５１）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]