СХЕМА МНОГОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СООТВЕТСТВИЯ СЕТИ MBAN УСТАНОВЛЕННЫМ ЗНАЧЕНИЯМ РАБОЧЕГО ЦИКЛА Российский патент 2018 года по МПК H04W28/08 A61B5/00 

Настоящее изобретение в целом относится к беспроводной связи. В частности, оно может быть использовано совместно с медицинскими нательными сетями (сетями MBAN) и будет описано с частной привязкой к ним. Однако следует понимать, что оно также применимо в других вариантах использования и не обязательно ограничено вышеупомянутым применением.

В здравоохранении все чаще прибегают к постоянному мониторингу состояния пациентов. При таком постоянном мониторинге пациент подвергается непрерывному и ориентированному на него мониторингу в течение всего курса наблюдения за ним, что позволяет значительно улучшить качество медицинского наблюдения. Например, ухудшение состояния пациента может быть обнаружено на ранней стадии, и раннее вмешательство может эффективно предотвратить тяжелые и неблагоприятные последствия. Сети MBAN являются одной из ключевых передовых технологий, обеспечивающих постоянный мониторинг. Сеть MBAN заменяет переплетение кабелей, привязывающих пациентов к блокам прикроватного наблюдения за ними, на беспроводные соединения. Сеть MBAN является маломощной беспроводной сетью датчиков, размещаемых вокруг пациента и/или на нем и используемых для мониторинга физиологических параметров пациента.

Как показано на ФИГ. 1, типичная система сети MBAN включает в себя несколько миниатюрных сенсорных устройств, размещенных вокруг тела и/или на теле пациента для захвата физиологических данных пациента, таких как частота сердцебиения и электрокардиографические (ЭКГ) сигналы. Захваченные данные пересылаются в устройство-концентратор через маломощную сеть MBAN малого радиуса действия. Устройство-концентратор может быть локальным устройством прикроватного мониторинга, сотовым телефоном, телевизионной абонентской приставкой или другим беспроводным устройством и обычно имеет соединение с транзитной сетью связи (например, сетью сотовой связи, такой как сеть сотовой связи третьего поколения (3G) или четвертого поколения (4G), локальной сетью (LAN) и т.д.). Транзитная сеть связи используется для переноса собранных данных в удаленную систему мониторинга состояния пациента. Удаленная система мониторинга состояния пациента ответственна за анализ физиологических данных пациентов и предоставляет одну или более из услуг по мониторингу, диагностике и лечению в реальном времени.

Сети MBAN обеспечивают дешевое решение для распространения мониторинга состояния пациента на территориях, на которых в настоящее время мониторинг не ведется (например, общие палаты, дома пациентов и т.д.) и предоставляют пациентам возможности прогуливаться без прерывания мониторинга. Это позволяет раньше выписывать пациентов из отделений (ICU) интенсивной терапии или даже больниц с одновременным предоставлением высококачественных услуг по мониторингу состояния здоровья. Указанное может значительно уменьшить затраты на здравоохранение.

Для способствования внедрению сетей MBAN Федеральная комиссия по связи США (FCC) недавно выделила специальный диапазон MBAN в пределах от 2360 мегагерц (МГц) до 2400 МГц для реализации услуг посредством сетей MBAN. В Европе Европейская конференция администраций почтовых служб и служб связи (CEPT) и Комитет по электронным средствам связи (ECC) рассматривают выделение специального диапазона для сетей (MBAN) в пределах от 2483,5 МГц до 2500 МГц для предоставляемых посредством сетей MBAN услуг. Диапазоны для сетей MBAN чище по сравнению с промышленным, научным и медицинским (ISM) диапазоном на 2,4 гигагерцах (ГГц), который в настоящее время используется большинством беспроводных устройств для мониторинга состояния пациентов. Следовательно, диапазоны сетей MBAN пригодны для повышения устойчивости линии связи и обеспечения используемого в медицине качества обслуживания (QoS) в сетях MBAN. Кроме того, диапазоны сетей MBAN смежны с промышленным, научным и медицинским (ISM) диапазоном на 2,4 ГГц, который позволяет повторно использовать дешевую, освоенную радиосвязь промышленного, научного и медицинского (ISM) диапазона на 2,4 ГГц для услуг, реализуемых посредством сетей MBAN. Такая радиосвязь включает в себя радиосвязь, разработанную согласно стандарту Института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.15.4.

Проблема, связанная с диапазонами сетей MBAN, состоит в том, что упомянутые выделенные диапазоны не являются исключительными. Следовательно, предоставляемые посредством сетей MBAN услуги во многих случаях должны использовать диапазоны для сетей MBAN совместно с другими пользователями этих диапазонов. Кроме того, упомянутые выделенные диапазоны в некоторых регионах, таких как Европа, включают в себя ограничения на максимальный рабочий цикл работы сети MBAN для гармоничного обеспечения совместимости. Например, предложенные правила регулирования для сетей MBAN в Европе требуют, чтобы рабочий цикл сети MBAN, функционирующей в больнице, составлял не больше 10%. Такие предельные значения рабочего цикла также существуют для других применений, в частности имплантируемых устройств, функционирующих в диапазонах для Системы связи с медицинскими имплантатами (MICS) и Маломощными - активными медицинскими имплантатами (LP-AMI).

С ростом необходимой скорости передачи данных для услуг MBAN предельные значения рабочего цикла могут стать проблемой для какой-нибудь услуги MBAN. Такие нормы могут ограничивать использование диапазона для сетей MBAN под предоставляемые посредством сетей MBAN услуги с более высокой скоростью передачи данных. Например, услуге по электрокардиографическому (ЭКГ (ECG)) мониторингу с двенадцатью отведениями в реальном времени может потребоваться скорость передачи данных на прикладном уровне в 96 килобит в секунду (Кбит/с), предполагая частоту дискретизации в 500 герц (Гц) с точностью в 16 битов. С помощью поддерживающих стандарт IEEE 802.15.4 радиоустройств, имеющих скорости передачи данных на физическом уровне (PHY) в 250 килобит в секунду (Кбит/с), невозможно соответствовать 10%-ому предельному значению рабочего цикла. Кроме того, даже для других радиоустройств с более высокими скоростями передачи данных на физическом уровне (например, радиоустройств IEEE 802.15.6, имеющих скорости передачи данных на физическом уровне (PHY) приблизительно в 1 мегабит в секунду (Мбит/с)), по-прежнему проблематично соответствовать такой норме вследствие служебных данных протокола связи (то есть служебных данных на физическом уровне (PHY), уровне управления доступом к среде (MAC) и прикладном уровне).

В настоящем изобретении предложены новая и улучшенная система и способ, которые преодолевают вышеупомянутые и другие проблемы.

В соответствии с одним аспектом предложена система поддержания сети MBAN. Система включает в себя по меньшей мере один контроллер, выполненный с возможностью осуществления связи с устройствами сети MBAN по одному или более каналам сети MBAN. Упомянутые один или более каналы включают в себя первичный канал, а каждое из устройств назначено одному из упомянутых одного или более каналов. Упомянутый по меньшей мере один процессор дополнительно выполнен с возможностью постоянного мониторинга рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов, и перевода одного устройства из упомянутых устройств на вторичный канал в ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала.

В соответствии с другим аспектом предложен способ поддержания сети MBAN. Способ включает в себя этап, на котором осуществляют связь с устройствами сети MBAN по одному или более каналам сети MBAN. Упомянутые один или более каналы включают в себя первичный канал, и каждое из устройств назначено одному из упомянутых одного или более каналов. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых осуществляют постоянный мониторинг рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов, и переводят одно устройство из упомянутых устройств на вторичный канал в ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала.

В соответствии с другим аспектом предложено согласующее устройство в системе для поддержания сети. Согласующее устройство выполнено с возможностью осуществления связи с устройствами упомянутой сети по одному или более каналам упомянутой сети. Упомянутые один или более каналы включают в себя первичный канал, и каждое из устройств назначено одному из упомянутых одного или более каналов. Согласующее устройство дополнительно выполнено с возможностью постоянного мониторинга рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов, и перевода одного устройства из упомянутых устройств на вторичный канал в ответ на превышение рабочим циклом первичного канала предельного значения рабочего цикла.

Одно преимущество заключается в соответствии предельным значениям рабочего цикла.

Другое преимущество заключается в обеспечении работы сетей MBAN с высокой скоростью передачи данных в пределах предельного значения для рабочего цикла.

Другие дополнительные преимущества настоящего изобретения станут понятны специалистам в данной области техники после прочтения и осмысления последующего подробного описания.

Настоящее изобретение может быть выполнено в виде различных компонентов и положениях компонентов и в виде различных этапов и последовательностях этапов. Чертежи приведены только в целях изображения предпочтительных вариантов осуществления и не должны рассматриваться в качестве ограничивающих настоящее изобретение.

На ФИГ. 1 показана медицинская нательная сеть (MBAN).

На ФИГ. 2 показана основанная на маячковом сигнале структура суперкадра.

На ФИГ. 3 показаны основанные на маячковом сигнале структуры суперкадров первого и второго каналов, а также объединенная структура суперкадров схемы многоканальной связи.

На ФИГ. 4 показаны основанные на маячковом сигнале структуры суперкадров для K > 2 каналов, а также объединенная структура суперкадров схемы многоканальной связи.

На ФИГ. 5 показано поддержание сети MBAN согласно схеме многоканальной связи.

На ФИГ. 6 показано медицинское учреждение, оборудованное схемой многоканальной связи.

На ФИГ. 7 показан способ поддержания сети MBAN в соответствии со схемой многоканальной связи.

В решении, которое удовлетворяло бы предельному значению рабочего цикла, наложенному на сеть MBAN, необходимо осуществлять сжатие исходных данных в сенсорных устройствах сети MBAN для уменьшения количества подлежащих передаче данных. Однако такое решение обладает некоторыми недостатками. Данный способ предъявляет дополнительные требования к вычислительным возможностям и возможностям хранения у сенсорных устройств, что затем может увеличить стоимость сенсорных устройств. Дополнительно, упомянутое решение может влиять на время работы батареи сенсорных устройств, которое зависит от алгоритма сжатия. Более того, простой алгоритм сжатия без потерь может не обеспечивать достаточно высоких степеней сжатия для удовлетворения предельному значению рабочего цикла. Кроме того, алгоритм сжатия может увеличить задержку передачи медицинских данных, которая может быть неприемлемой для чувствительных к задержке услуг.

В настоящее время большая часть радиочастотных (RF) радиоустройств может работать в широком частотном диапазоне, который может покрывать несколько полос частот. Например, поддерживающие стандарт Института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.15.4 и будущий стандарт IEEE 802.15.6 радиоустройства обычно функционируют в частотном диапазоне примерно на 2300-2500 мегагерцах (МГц), который покрывает диапазон для сетей MBAN в Соединенных Штатах (то есть 2360-2400 МГц), промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон на 2,4 гигагерца (ГГц) (то есть 2400-2483,5 МГц) и предложенный в Европе диапазон для сетей MBAN (то есть 2483,5-2400 МГц). Промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон на 2,4 ГГц всегда доступен для работы сети MBAN, даже если он «загрязнен» (то есть с большой вероятностью имеет помехи) по сравнению с диапазонами для сетей MBAN. Следовательно, промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон на 2,4 ГГц предоставляет возможность для одновременного работы сетей MBAN в различных диапазонах с целью разгрузки трафика с канала в диапазонах для сетей MBAN на другой (ие) канал(ы) вне диапазонов для сетей MBAN, так чтобы было соответствие предельному значению рабочего цикла.

Согласно настоящему изобретению предложена схема многоканальной связи для обеспечения предоставления медицинских услуг с высокой скоростью передачи данных в специальном диапазоне для сетей MBAN с предельным значением рабочего цикла. По меньшей мере один канал в диапазоне для сетей MBAN и по меньшей мере один канал вне диапазона для сетей MBAN используются сетью MBAN для осуществления связи. На всех каналах работает устройство-концентратор сети MBAN, при этом сенсорное устройство может работать только на одном канале. Когда сенсорное устройство устанавливает соединение с устройством-концентратором, оно предоставляет данные относительно своего применения и требований (например, скорости передачи данных, приоритета и т.д.). На основе предоставленных данных устройство-концентратор назначает каналы и/или осуществляет планирование для сенсорного устройства для обеспечения соответствия предельным значениям рабочего цикла. Во время работы устройство-концентратор может настраивать канал и/или планировать выделения своих сенсорных устройств для адаптации к изменениям в сети MBAN и оптимизации времени работы от батареи устройств сети MBAN.

На ФИГ. 2-4 схема многоканальной связи описана более подробно. Для простоты обсуждения описание приведено в контексте поддерживающих стандарт IEEE 802.15.4 радиоустройств. Однако схема многоканальной связи находит применение и с другими типами радиоустройств, таких как поддерживающие стандарт IEEE 802.15.6 радиоустройства. Кроме того, для простоты обсуждения описание ограничено только двумя каналами. Однако схема многоканальной связи может быть расширена до более чем двух каналов.

Как в частности показано на ФИГ. 2, когда начата работа сети MBAN в диапазоне для сетей MBAN, который обладает предельным значением рабочего цикла, устройство-концентратор сети MBAN выбирает канал в диапазоне для сетей MBAN (в дальнейшем «первичный канал») и начинает передачи маячковых сигналов для установления основанной на маячковом сигнале структуры суперкадра на первичном канале. Как показано, структура суперкадра включает в себя маячковый сигнал, за которым следуют активный и неактивный периоды. Большинство популярных беспроводных решений с использованием сети MBAN, таких как IEEE 802.15.6 и IEEE 802.15.4, поддерживает основанные на маячковом сигнале структуры суперкадров. Например, IEEE 802.15.4 позволяет использовать структуры суперкадров с периодом состязательного доступа и бессостязательным периодом.

После начала передачи маячкового сигнала устройством-концентратором оно может обрабатывать запросы на присоединение сенсорных устройств на первичном канале для установления связи посредством сети MBAN между концентратором и сенсорными устройствами, как это описано в протоколе IEEE 802.15.4. В маячковые сигналы первичного канала устройство-концентратор включает минимальный допустимый уровень приоритета, который задает минимальный уровень приоритета, который устройство сети MBAN должно иметь для присоединения к устройству-концентратору на первичном канале. Каждое сенсорноe устройство имеет предварительно назначенный уровень приоритета на основе важности данных, которые оно измеряет. Если устройство-концентратор работает только на одном канале, то уровень приоритета первичного канала устанавливается в «0» для разрешения всем сенсорным устройствам запустить процедуры присоединения устройств.

Если сенсорное устройство сети MBAN выполнено с возможностью присоединения к сети MBAN, то сначала оно осуществляет сканирование каналов сети MBAN для определения местоположения маячковых сигналов первичного канала. После того, как оно приняло маячковый сигнал от первичного канала, оно сравнивает минимальный допустимый уровень приоритета в маячковом сигнале со своим уровнем приоритета для определения того, позволено ли ему присоединиться к сети MBAN на первичном канале. Если его уровень приоритета ниже минимального допустимого уровня приоритета маячкового сигнала, то сенсорное устройство не присоединяется к сети MBAN на первичном канале. Вместо этого оно осуществляет сканирование каналов во вторичном диапазоне, таком как промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон, чтобы увидеть, имеет ли сеть MBAN вторичный канал. Если вторичный канал не найден, то сенсорное устройство сообщает об ошибке присоединения.

В дополнение к обработке запросов на присоединение устройство-концентратор осуществляет постоянный мониторинг рабочего цикла своей сети MBAN на первичном канале. Например, устройство-концентратор может осуществлять мониторинг времени передач (то есть рабочих циклов) в периоде состязательного доступа и бессостязательном периоде. Период состязательного доступа является периодом, в котором устройства сети MBAN используют механизм произвольного доступа, такой как Множественный доступ с контролем несущей с предотвращением коллизий (CSMA/CA), для получения доступа к каналу. Бессостязательный период является периодом, в котором устройства сети MBAN используют гарантируемые временные интервалы (GTS), выделенные устройством-концентратором. Период состязательного доступа обычно применяется для апериодической управляемой событиями передачи данных, а бессостязательный период обычно используется для периодических измерений показателей жизненно важных функций организма.

При постоянном мониторинге рабочего цикла устройство-концентратор может оценивать то, может ли его сеть MBAN удовлетворять предельному значению рабочего цикла. Если устройство-концентратор определяет, что его сеть MBAN превышает предельное значение рабочего цикла (например, вследствие всплесковой передачи данных, инициированной неожиданным медицинским событием), то оно выбирает вторичный канал во вторичном диапазоне, такой как промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон на 2,4 ГГц, и начинает осуществлять передачи маячковых сигналов для установления основанной на маячковом сигнале структуры суперкадра на вторичном канале. Как показано на ФИГ. 3, управление активными периодами первичного и вторичного каналов (изображенных в качестве 1-го и 2-го канала, соответственно) осуществляется таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга. Это позволяет устройству-концентратору работать на двух каналах подобно принципу работы множественного доступа (TDMA) с временным разделением.

Как показано на ФИГ. 3, два суперкадра первичного и вторичного каналов имеют один и тот же период, но могут иметь различные структуры с точки зрения продолжительности периода состязательного доступа и продолжительности бессостязательного периода. Первичный канал в диапазоне для сетей MBAN зарезервирован под передачу «важных» данных и доступ к нему может быть осуществлен только высокоприоритетными устройствами сети MBAN. Вторичный канал обычно в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне используется для всей другой связи и доступ к нему может быть осуществлен всеми устройствами сети MBAN. Эти два суперкадра принадлежат одной и той же сети MBAN и совместно используют один и тот же идентификатор (ID) сети и короткие адреса устройств. После присоединения устройства сети MBAN к сети MBAN оно может работать на обоих каналах, если это позволено устройством-концентратором. В этом заключается определенное отличие от работы двух отдельных сетей MBAN на двух отдельных каналах независимо друг от друга.

В маячковых сигналах, передаваемых на первичном канале (то есть в диапазоне для сетей MBAN), передаются данные о структуре суперкадра вторичного канала. На ФИГ. 3 маячковые сигналы обозначены в качестве аббревиатуры «BP» (которая означает «beacon packet» маячковый пакет). Данные относительно вторичного канала могут включать в себя данные местоположения, идентифицирующие то, где находится вторичный канал (например, центральная частота или номер канала), и данные временной привязки, идентифицирующие временную привязку структуры суперкадра вторичного канала (например, смещение временной привязки следующей передачи маячкового сигнала суперкадра на вторичном канале относительно начала текущей передачи маячкового сигнала на первичном канале, данные структуры периода состязательного доступа и бессостязательного периода и т.д.). Данные относительно вторичного канала помогают сенсорным устройствам сети MBAN, назначенным первичному каналу (то есть сенсорным устройствам с уровнями приоритета, превышающими минимальный допустимый уровень приоритета первичного канала), в осуществлении связи на вторичном канале. Маячковые сигналы, передаваемые на первичном канале, также включают в себя данные структуры суперкадра и другие связанные данные (например, выделенные гарантируемые временные интервалы (GTS), ожидающие адреса и т.д.) только для тех устройств сети MBAN, которые назначены первичному каналу.

Устройствам, которые назначены первичному каналу, позволено предоставлять доступ ко вторичному каналу (то есть каналу обычно в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне). Например, устройство, назначенное первичному каналу, может предоставлять основанный на состязании доступ к каналу в периоде состязательного доступа вторичного канала. Как только устройство-концентратор начало работать на вторичном канале, оно может изменить минимальный допустимый уровень приоритета первичного канала для предотвращения присоединения низкоприоритетных не подсоединенных устройств сети MBAN к первичному каналу.

Маячковые сигналы, передаваемые на вторичном канале, имеют ту же самую структуру, что и маячковые сигналы, заданные стандартом IEEE 802.15.4. Дополнительно, маячковые сигналы, передаваемые на вторичном канале, включают в себя данные структуры суперкадра и другие связанные данные (например, выделенные гарантируемые временные интервалы (GTS), ожидающие адреса и т.д.) только для устройств сети MBAN, которые назначены вторичному каналу (то есть устройств с уровнями приоритета меньше минимального допустимого уровня приоритета первичного канала). Устройствам, которые назначены вторичному каналу (то есть каналу в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне) НЕ позволено предоставлять доступ к первичному каналу (то есть каналу в диапазоне для сетей MBAN). Это гарантирует управляемость рабочим циклом первичного канала.

В случае, при котором устройство-концентратор определяет, что работа его сети MBAN на первичном канале превысит предельное значение рабочего цикла, оно смещает некоторую связь с первичного канала в диапазоне для сетей MBAN на вторичный канал, обычно в промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон, так чтобы рабочий цикл первичного канала был уменьшен и удовлетворял предельному значению рабочего цикла. В связи с этим, устройство-концентратор выбирает одно или множество устройств сети MBAN, которые в настоящее время назначены первичному каналу, и переводит эти устройства на вторичный канал. Критерии выбора разработаны в отношении 1) удержания высокоприоритетных устройств на первичном канале как можно дольше для поддержания качества обслуживания, поскольку каналы в диапазоне для сетей MBAN обычно чище каналов в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне; и/или 2) разрешения как можно большему количеству сенсорных устройств работать только на одном канале так, чтобы действия по переключению канала были минимизированы с целью сбережения электроэнергии сенсорного устройства.

После выбора подлежащих переводу устройств устройство-концентратор выделяет гарантируемые временные интервалы (GTS) на вторичном канале для выбранных устройств, которые имеют выделенные гарантируемые временные интервалы (GTS) на первичном канале. Затем данные о новых выделенных гарантируемых временных интервалах (GTS) передаются в маячковых сигналах вторичного канала. Дополнительно, устройство-концентратор уведомляет выбранные устройства командой на переключение канала, которая включает в себя адреса выбранных устройств (или последовательность команд перестройки канала) и высвобождает выделенные гарантируемые временные интервалы (GTS) выбранных устройств на первичном канале после подтверждения о том, что все выбранные устройства переключились на вторичный канал, или после истечения предварительно заданного периода времени ожидания.

Когда сенсорное устройство на первичном канале принимает команду на переключение канала от своего устройства-концентратора, оно переключается на вторичный канал и использует данные вторичного канала, которые оно принимает из маячковых сигналов первичного канала в помощь с синхронизацией временной привязки на вторичном канале. На вторичном канале переводимому устройству не нужно выполнять повторного присоединения. Оно принимает маячковые сигналы вторичного канала для получения необходимых данных (например, выделение своего нового гарантируемого временного интервала (GTS), если таковое имеется) и затем возобновляет связь на вторичном канале. Если действие по переключению канала оказывается неуспешным, то переводимое устройство становится «подвешенным» устройством и выполняет повторное присоединение. Для таких переводимых устройств назначенный канал становится вторичным каналом. Следовательно, переводимые устройства могут осуществить доступ только к вторичному каналу и не могут вернуться на первичный канал. Напротив, устройства, назначенные первичному каналу, могут получать данные относительно вторичного канала из маячковых сигналов первичного канала и им позволено предоставлять доступ к вторичному каналу (например, предоставлять основанный на состязании доступ к каналу в период состязательного доступа на вторичном канале).

Когда устройство-концентратор работает на двух каналах, новое сенсорное устройство может присоединиться к любому каналу, если это позволено устройством-концентратором. Если такое присоединение одобрено устройством-концентратором, то устройство-концентратор выбирает канал в качестве назначенного канала и может отправить команду на переключение канала с требованием, чтобы недавно присоединенное устройство переключилось на свой назначенный канал, если назначенный канал не является текущим каналом. По такому принципу, каждое устройство имеет назначенный канал.

В случае, при котором устройство-концентратор работает на двух каналах, устройство-концентратор может принять решение о переключении обратно на одноканальную работу, если оно обнаруживает, что полный рабочий цикл его сети MBAN (то есть сумма рабочих циклов как первичного, так и вторичного каналов) сокращается до значения ниже предельного значения рабочего цикла. Если это так, то устройство-концентратор выделяет гарантируемые временные интервалы (GTS) на первичном канале для замены выделенных гарантируемых временных интервалов (GTS) на вторичном канале. Затем данные о новых выделенных гарантируемых временных интервалах (GTS) передаются в маячковых сигналах первичного канала, а данные о вторичном канале удаляются из маячковых сигналов первичного канала. Дополнительно, устройство-концентратор уведомляет устройства на вторичном канале командой на переключение канала. В данной команде на переключение канала могут содержаться данные временной привязки маячкового сигнала для того, чтобы помочь устройствам вторичного канала получить синхронизацию на первичном канале.

Когда устройство на вторичном канале принимает команду на переключение канала от своего устройства-концентратора, оно переключается на первичный канал. На первичном канале переводимому устройству не нужно выполнять повторного присоединения. Оно принимает маячковые сигналы первичного канала для получения необходимых данных (например, выделение своих новых гарантируемых временных интервалов (GTS)) и возобновляет связь на первичном канале. Если действие по переключению канала оказывается неуспешным, то устройство становится «подвешенным» устройством и выполняет повторное присоединение. После переключения всех устройств вторичного канала на первичный канал или после истечения предварительно заданного периода времени ожидания устройство-концентратор прекращает работу на вторичном канале и работает только на первичном канале. Кроме того, устройство-концентратор может сбросить минимальный допустимый уровень приоритета до «0».

Подводя итог вышесказанному, сеть MBAN может работать на множестве каналов одновременно подобно принципу работы множественного доступа (TDMA) с временным разделением. Каналы могут располагаться во многих частотных диапазонах: диапазоне для сетей MBAN (например, 2360-2400 МГц), обычно с регламентированным предельным значением рабочего цикла, и вторичном диапазоне (например, промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне на 2,4 ГГц) без предельного значения рабочего цикла. Устройство-концентратор имеет первичный канал в диапазоне для сетей MBAN и может иметь вторичный канал во вторичном диапазоне.

Устройство-концентратор сети MBAN ответственно за установление сети MBAN. Оно поддерживает основанную на маячковом сигнале структуру суперкадра на каждом из своих рабочих каналов для способствования доступу к среде сенсорным устройствам сети MBAN. Активные периоды всех каналов привязаны по времени таким образом, что они не перекрывают друг друга для обеспечения работы устройства-концентратора на этих каналах подобно принципу работы множественного доступа (TDMA) с временным разделением. Для установления сети MBAN устройство-концентратор выбирает первичный канал в диапазоне для сетей MBAN и начинает передачу маячкового сигнала на первичном канале. В маячковых сигналах первичного канала передается минимальный допустимый уровень P приоритета. Каждое сенсорное устройство имеет предварительно назначенный уровень приоритета, и не подсоединенное сенсорное устройство, присоединяющееся к сети MBAN, проверяет минимальный допустимый уровень приоритета, принятый в маячковом сигнале, для принятия решения о том, имеет ли оно достаточно высокий приоритет для присоединения к сети MBAN на первичном канале. Когда концентратор работает только на одном канале, то минимальный допустимый уровень приоритета может быть установлен в «0» для разрешения сенсорным устройствам сети MBAN с любым уровнем приоритета присоединяться к сети MBAN на первичном канале.

Как показано на ФИГ. 4, устройство-концентратор осуществляет постоянный мониторинг 12 рабочего цикла первичного канала (изображен в качестве 1-ого канала) для определения 14 того, превышает ли рабочий цикл предельное значение для него. Если оно определяет 14, что рабочий цикл превышает предельное значение рабочего цикла, то устройство-концентратор определяет 16, существует ли вторичный канал (изображенный в качестве 2-го канала) вне диапазона для сетей MBAN. В противном случае устройство-концентратор выбирает 18 вторичный канал вне диапазона для сетей MBAN и начинает 18 работу на вторичном канале. В начале работы на вторичном канале устройство-концентратор широковещательно передает данные относительно вторичного канала в маячковых сигналах первичного канала. Устройства, назначенные первичному каналу, могут использовать такие данные для осуществления доступа к вторичному каналу, однако устройства, назначенные вторичному, не могут предоставлять доступ к первичному каналу.

Если вторичный канал существует, или сразу после начала работы вторичного канала, устройство-концентратор выбирает 20 устройства на первичном канале для перемещения на вторичный канал с целью разгрузки трафика с первичного канала на вторичный канал. Устройство-концентратор выбирает устройства на основе соответствующих приоритетов и планирований. После выбора 20 устройств, на вторичном канале выбранным устройствам выделяются 22 гарантируемые временные интервалы (GTS) для замены соответствующих выделенных гарантируемых временных интервалов (GTS) на первичном канале. Дополнительно, выбранным устройствам предписывается 24 переключение на вторичный канал. Как только выбранные устройства завершили переключение, соответствующие выделенные гарантируемые временные интервалы (GTS) высвобождаются 26 на первичном канале и устройство-концентратор возобновляет мониторинг 12 рабочего цикла первичного канала.

Если рабочий цикл первичного канала не превышает предельное значение рабочего цикла, то выполняется определение 28 касательно того, существует ли вторичный канал и меньше ли полный рабочий цикл (то есть сумма рабочих циклов первичного и вторичного каналов) предельного значения рабочего цикла. Если нет, то устройство-концентратор продолжает осуществлять мониторинг 12 рабочего цикла первичного канала. Если да, то устройство-концентратор выделяет 30 гарантируемые временные интервалы (GTS) на первичном канале для замены гарантируемых временных интервалов (GTS) на вторичном канале. Дополнительно, устройствам вторичного канала предписывается 32 переключение на первичный канал. Как только устройства вторичного канала завершили переключение, работа на вторичном канале прекращается 34 и устройство-концентратор продолжает осуществлять мониторинг 12 рабочего цикла первичного канала. Прекращение включает в себя удаление данных о том, что вторичный канал находится в маячковых сигналах первичного канала.

Несмотря на то, что предшествующее обсуждение было ограничено двумя каналами, следует понимать, что могут использоваться дополнительные каналы. В этом отношении канал в диапазоне для сетей MBAN, обычно включающий в себя предельное значение рабочего цикла, используется в качестве первичного канала и один или более каналов в одном или более других диапазонах могут использоваться в качестве вторичных каналов. Как упомянуто выше, маячковые сигналы первичного канала включают в себя данные, позволяющие осуществлять передачу во вторичные каналы, а активные периоды на первичном и вторичном каналах не перекрываются для обеспечения работы устройства-концентратора подобно принципу работы множественного доступа (TDMA) с временным разделением. На ФИГ. 5 показаны основанные на маячковом сигнале структуры суперкадров для K > 2 каналов, а также объединенная структура суперкадров. На ФИГ. 5 первичный канал соответствует каналу 1, а вторичные каналы соответствуют каналам 2-K. Дополнительно, маячковые сигналы обозначены аббревиатурой «BP».

Схема многоканальной связи обычно является частью управления (MAC) доступом к среде и протоколов прикладного уровня радиоустройств сети MBAN. Она совместима с протоколами IEEE 802.15.4 и 802.15.6 и может быть реализована в качестве встроенного микропрограммного обеспечения или программного обеспечения радиоустройств сети MBAN. Дополнительно, схема многоканальной связи может использоваться для основанной на сетях MBAN системе мониторинга состояния пациента, в которой сети MBAN могут работать в специальном диапазоне для сетей MBAN, промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне на 2,4 ГГц и/или даже других радиочастотных (RF) диапазонах. Она также может использоваться для других беспроводных применений (например, беспроводные ионно-имплантированные устройства), которым необходимо работать в специальном диапазоне с предельными значениями рабочего цикла.

Как показано на ФИГ. 6, медицинское учреждение 50 включает в себя одну или более систем 52 сети MBAN, реализующих схему многоканальной связи. Каждая из систем 52 сети MBAN связана с пациентом 54 и развернута для захвата физиологических данных пациента 54. Дополнительно, каждая из систем 52 сети MBAN включает в себя одно или более сенсорных устройств 56, 58 и устройство-концентратор 60, действующее в качестве согласующего устройства, осуществляющего связь по сети MBAN 62 системы 52 сети MBAN.

Сеть MBAN 62 является маломощной близкодействующей беспроводной сетью, функционирующей в специальном диапазоне для сетей MBAN, таком как диапазон от 2360 мегагерц (МГц) до 2400 МГц в США, и предложенный в Европе диапазон от 2483,5 МГц до 2500 МГц. Диапазон для сетей MBAN включает в себя предельное значение рабочего цикла, такое как предложенное в Европе 10%-ое предельное значение для рабочего цикла. Сеть MBAN 62 дополнительно работает в одном или более других диапазонах, таком как промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон на 2,4 ГГц, при приближении к предельному значению рабочего цикла диапазона для сетей MBAN. Диапазон для сетей MBAN и другие диапазоны разделены на каналы, которыми управляет устройство-концентратор 60. Сеть MBAN 62 является сетью любого типа, но обычно она является одной из сети MBAN Института Инженеров по Электронике и Электротехнике (IEEE) 802.15.6 и сети MBAN IEEE 802.15.4j.

Сенсорные устройства 56, 68 захватывают физиологические данные пациента 54, такие как частота сердцебиения, частота дыхания, кровяное давление, электрокардиографические (ЭКГ (ECG)) сигналы и т.д., в реальном времени и пересылают данные в устройство-концентратор 60 по сети MBAN 62. Сенсорные устройства 56, 58 обычно размещаются снаружи пациента 54. Например, сенсорные устройства 56, 58 могут быть нательными и/или носимыми сенсорными устройствами. Однако, в некоторых вариантах осуществления, сенсорные устройства 56, 58 дополнительно или альтернативно размещаются в пациенте 54 и/или вблизи пациента 54.

Каждое из сенсорных устройств 56, 58 включает в себя контроллер 64, 66, блок 68, 70 для осуществления связи и по меньшей мере один датчик 72, 74 для измерения по меньшей мере одного физиологического параметра пациента 54. Контроллер 64, 66 захватывает физиологические данные с использованием датчика 72, 74 и передает захваченные физиологические данные в устройство-концентратор 60 с использованием блока 68, 70 для осуществления связи. Контроллер 64, 66 обычно передает захваченные физиологические данные после их приема. Однако, в некоторых вариантах осуществления, контроллер 64, 66 буферизирует или иным образом хранит захваченные физиологические данные по меньшей мере в одном запоминающем устройстве 76, 78 хранения сенсорного устройства 56, 58 и передает буферизированные физиологические данные только тогда, когда их количество превышает пороговую величину. Контроллер 64, 66 дополнительно реализует схему многоканальной связи посредством содержащегося модуля 80, 82. Модуль 80, 82 обычно является программным модулем, хранящимся в запоминающем устройстве для хранения программ контроллера 64, 66 и исполняемым процессором контроллера 64, 66. Блок 68, 70 для осуществления связи осуществляет связь с устройством-концентратором 60 по сети MBAN 62 с использованием каналов, которыми управляет устройство-концентратор 60. Управление каналами осуществляется на основе соответствующих уровней 84, 86 приоритета сенсорных устройств 56, 58, хранящихся в соответствующих запоминающих устройствах 76, 78 хранения.

Как правило, захваченные физиологические данные передаются непосредственно в устройство-концентратор 60 с использованием блока 68, 70 для осуществления связи. Однако в некоторых вариантах осуществления, захваченные физиологические данные передаются в устройство-концентратор 60 опосредованно. Например, сенсорные устройства 56, 58 могут передать физиологические данные в носимый пациентом блок, например, с помощью осуществляемой через тело связи. Носимый пациентом блок может затем передать физиологические данные со всех сенсорных устройств 56, 58 в устройство-концентратор 60.

Устройство-концентратор 60 осуществляет одно или более из следующего: 1) сбор физиологических данных с сенсорных устройств 56, 58; 2) управление сенсорными устройствами 56, 58 (например, действует в качестве координатора персональной сети (PAN)) и каналами в соответствии со схемой многоканальной связи; 3) локальная обработка собранных физиологических данных, обычно в реальном времени; и 4) перенос собранных физиологических данных в систему 88 мониторинга состояния пациента медицинского учреждения 50. Устройство-концентратор 60 обычно размещается поблизости от пациента 54. Дополнительно, устройство-концентратор 60 обычно является одним из локального блока прикроватного наблюдения, сотового телефона, телевизионной абонентской приставки или другого беспроводного устройства.

Контроллер 90 устройства-концентратора 60 управляет блоком 92 для осуществления связи посредством сети MBAN устройства-концентратора 60 для настройки сети MBAN 62, присоединения/отсоединения сенсорного устройства 56, 58 и других устройств к/от сети MBAN 62, управления каналами диапазона для сетей MBAN и других диапазонов и так далее. Контроллер 90 выполняет вышеупомянутое в соответствии со схемой многоканальной связи посредством содержащегося модуля 94. Модуль 80, 82 обычно является программным модулем, хранящимся в запоминающем устройстве для хранения программ контроллера 64, 66 и исполняемым процессором контроллера 64, 66. Дополнительно, контроллер 90 собирает захваченные физиологические данные с сенсорных устройств 56, 58 с использованием блока 92 для осуществления связи посредством сети MBAN. Блок 92 для осуществления связи посредством сети MBAN осуществляет связь с сенсорными устройствами 56, 58 с использованием сети MBAN 62 и предоставляет контроллеру 90 интерфейс к сети MBAN 62.

В некоторых вариантах осуществления физиологические данные, собранные контроллером 90, переносятся в систему 88 мониторинга состояния пациента посредством контроллера 90. Как правило, контроллер 90 немедленно переносит собранные физиологические данные в систему 88 мониторинга состояния пациента после их приема. Альтернативно, в некоторых вариантах осуществления, контроллер 90 буферизирует или иным образом хранит собранные физиологические данные в запоминающем устройстве 96 хранения устройства-концентратора 60 и переносит буферизированные физиологические данные только тогда, когда их количество превышает пороговую величину.

Контроллер 90 переносит собранные физиологические данные в систему 88 мониторинга состояния пациента по сети 98 связи, такой как проводная Ethernet-сеть, Wi-Fi-сеть или сеть сотовой связи третьего поколения (3G) или четвертого поколения (4G), с использованием блока 100 для осуществления транзитной связи. Транзитная сеть 98 связи обычно является дальнодействующей по сравнению с сетью MBAN 62. Когда транзитная сеть 98 связи включает в себя беспроводной интерфейс, то она включает в себя одну или более транзитных точек доступа 102 для беспроводной связи. Блок 100 для осуществления транзитной связи осуществляет связь с системой 88 мониторинга состояния пациента с использованием транзитной сети 98 связи и предоставляет контроллеру 90 интерфейс к транзитной сети 98 связи.

В некоторых вариантах осуществления контроллер 90 локально обрабатывает собранные физиологические данные с использованием механизма 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений. Механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений обычно является программным обеспечением, исполняемым процессором контроллера 90. Механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений предоставляет ориентированную на пациента персонализированную услугу по мониторингу на основе собранных физиологических данных. В некоторых вариантах осуществления механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений также предоставляет ориентированную на пациента персонализированную услугу по мониторингу на основе других относящихся к пациенту медицинских данных (например, электронной истории (EMR) болезни, лабораторного отчета и т.д.), доступных в одном или более репозиториях 106 данных пациентов транзитной сети 98 связи. Механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений использует данные пациента (то есть собранные физиологические данные и/или другие относящиеся к пациенту медицинские данные) для оценивания и предсказывания состояния пациента и/или генерирования интеллектуальных сигналов тревоги по мере необходимости.

В случае обнаружения состояния тревоги механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений генерирует предупреждающие сообщения, такие как звуковые и/или визуальные предупреждающие сообщения с использованием, например, пользовательского устройства 108 вывода (например, устройства отображения) устройства-концентратора 60. Дополнительно или альтернативно механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений передает сообщение о тревоге в удаленную систему или устройство, в частности, систему 88 мониторинга состояния пациента, с использованием сети MBAN или блок 92, 100 для осуществления транзитной связи с целью разрешения удаленной системе или устройству обрабатывать упомянутые сигналы тревоги и/или оповещения практикующих врачей.

Репозитории 106 данных пациентов хранят медицинские данные пациентов для пациентов 54 медицинского учреждения 50 в одном или более запоминающих устройствах 110 хранения репозиториев 106 данных пациентов. Примеры данных пациентов включают в себя электронные истории (EMR) болезней, данные медицинских карт, лабораторные отчеты, физиологические данные и другие связанные с пациентом данные. В некоторых вариантах осуществления репозиторий 106 данных пациентов также хранит другие медицинские данные, полезные для алгоритмов поддержки принятия клинических решений механизмов поддержки (CDS) принятия клинических решений, таких как механизм 104 поддержки (CDS) принятия клинических решений, в запоминающих устройствах 110 хранения. Примеры таких других медицинских данных включают в себя медицинские сведения, демографические и/или географические медицинские данные и так далее.

Каждый из репозиториев 106 данных пациентов включает в себя блок 112 для осуществления связи и контроллер 114. Блок 112 для осуществления связи позволяет контроллеру 114 осуществлять связь с транзитной сетью 98 связи, а контроллер 114 делает данные в запоминающих устройствах 110 хранения доступными для внешних устройств и/или систем по транзитной сети 98 связи.

Система 88 мониторинга состояния пациента осуществляет одно или более из следующего: 1) прием физиологических данных, перенесенных в нее устройствами-концентраторами 60 систем 52 сетей MBAN по транзитной сети 98 связи; 2) анализ принятых физиологических данных; 3) хранение принятых физиологических данных в запоминающем устройстве 116 хранения системы 88 мониторинга состояния пациента или во внешней системе; и 4) предоставление одной или более из услуг по мониторингу, диагностике и лечению в реальном времени на основе принятых физиологических данных. Система 88 мониторинга состояния пациента обычно имеет доступ к репозиториям 106 данных пациентов для содействия выполнению вышеупомянутых задач. Дополнительно, система 88 мониторинга состояния пациента является удаленной по отношению к системам 52 сетей MBAN и обычно центральной по отношению к системам 52 сетей MBAN.

Контроллер 118 системы 80 мониторинга состояния пациента управляет блоком 120 для осуществления связи системы 88 мониторинга состояния пациента для приема физиологических данных от систем 52 сетей MBAN. Блок 120 для осуществления связи осуществляет связь с транзитной сетью 98 связи и предоставляет контроллеру 118 интерфейс к транзитной сети 98 связи. Принятые физиологические данные обычно хранятся в запоминающем устройстве 116 хранения системы 88 мониторинга состояния пациента.

В некоторых вариантах осуществления контроллер 118 локально обрабатывает принятые физиологические данные с использованием механизма 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений. Механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений обычно является программным обеспечением, исполняемым процессором контроллера 118. Механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений предоставляет ориентированную на пациента персонализированную услугу наблюдения на основе собранных физиологических данных. В некоторых вариантах осуществления механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений также предоставляет ориентированную на пациента персонализированную услугу наблюдения на основе других относящихся к пациенту медицинских данных (например, электронной истории (EMR) болезни, лабораторного отчета и т.д.), доступных в репозиториях 106 данных пациентов. Механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений использует данные пациента (то есть собранные физиологические данные и/или другие относящиеся к пациенту медицинские данные) для оценивания и предсказания состояния пациента и/или генерирования интеллектуальных сигналов тревоги по мере необходимости, для всех или подгруппы пациентов, для которых принимаются физиологические данные.

В случае обнаружения состояния тревоги механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений генерирует предупреждающие сообщения, такие как звуковые и/или визуальные предупреждающие сообщения с использованием, например, пользовательского устройства 124 вывода (например, устройства отображения) системы 88 мониторинга состояния пациента. Дополнительно или альтернативно механизм 122 поддержки (CDS) принятия клинических решений передает сообщение тревоги в удаленную систему или устройство с использованием блока 120 для осуществления связи для разрешения удаленной системе или устройству обрабатывать упомянутые сигналы тревоги и/или оповещения практикующих врачей.

Для простоты была описана только одна система 88 мониторинга состояния пациента. Однако, в некоторых вариантах осуществления, используется множество систем наблюдения за пациентами. В таких вариантах осуществления системы 52 сетей MBAN медицинского учреждения 50 назначаются доступным системам наблюдения за пациентами с использованием любой схемы, разработанной для распределения систем 52 сетей MBAN по системам наблюдения за пациентами. Например, каждая из систем мониторинга состояния пациента может быть назначена зоне обслуживания медицинского учреждения 50, и каждая из систем 52 сетей MBAN может быть назначена системе мониторинга состояния пациента, соответствующей зоне обслуживания, внутри которой находится система 52 сети MBAN.

Как показано на ФИГ. 7, предложен способ 150 поддержания сети MBAN 62. Сеть MBAN 62 включает в себя концентратор или согласующее устройство 60, управляющее устройствами 56, 58, обычно сенсорными устройствами, сети MBAN 62 посредством выполнения способа 150. Согласно способу 150 концентратор или согласующее устройство 60 осуществляет связь 152 с управляемыми устройствами 56, 58 по одному или более каналам связи. Упомянутые один или более каналов связи включают в себя первичный канал с предельным значением рабочего цикла, обычно в специальном диапазоне для сетей MBAN, и могут включать в себя один или более вторичных каналов, обычно в промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне.

Каждое из управляемых устройств, 56, 58 назначается 154 одному из упомянутых одного или более каналов на основе уровня приоритета. В этом отношении, каждое из управляемых устройств 56, 58 имеет предварительно назначенный уровень приоритета, и первичный канал имеет минимальный допустимый уровень приоритета, управляемый концентратором или согласующим устройством 60 на основе рабочего цикла первичного канала. В случае, при котором минимальный допустимый уровень приоритета является нулевым, все из управляемых устройств 56, 58 назначаются первичному каналу. В случае, при котором минимальный допустимый уровень приоритета является ненулевым, высокоприоритетные устройства назначаются первичному каналу, а низкоприоритетные устройства назначаются одному или более вторичным каналам. Управляемые устройства 56, 58 с соответствующими уровнями приоритета ниже минимального допустимого порогового уровня являются низкоприоритетными устройствами, а управляемые устройства 56, 58 с соответствующими уровнями приоритета выше минимального допустимого порогового уровня являются высокоприоритетными устройствами. Высокоприоритетные устройства могут осуществлять связь на вторичных каналах, тогда как низкоприоритетные устройства могут осуществлять связь только на вторичных каналах.

Рабочие циклы всех каналов, на которых работает концентратор или согласующее устройство 60, постоянно подвергаются мониторингу 156. В ответ на превышение рабочим циклом первичного канала предельного значения рабочего цикла, некоторые из устройств, назначенных первичному каналу, переводятся 158 на вторичный канал. В случае, при котором концентратор или согласующее устройство 60 не работают на вторичном канале, сначала начинается работа на вторичном канале. В случае сокращения полного рабочего цикла упомянутых одного или более каналов до значения ниже предельного значения рабочего цикла, все устройства 56, 58, назначенные вторичным каналам, переводятся 160 на первичный канал. Дополнительно, работа на вторичных каналах прекращается.

Используемое в данном документе запоминающее устройство включает в себя одно или более из следующего: машиночитаемый носитель долговременного хранения; магнитный диск или другой магнитный носитель хранения информации; оптический диск или другой оптический носитель хранения информации; запоминающее устройство (RAM) с произвольным доступом, постоянное запоминающее устройство (ROM) или другое электронное запоминающее устройство, или микросхему или набор функционально взаимно соединенных микросхем; сервер в Интернете/внутренней сети (Интранете), из которого хранящиеся команды могут быть извлечены через Интернет/внутреннюю сеть (Интранет) или местную сеть; или так далее. Дополнительно, используемый в данном документе процессор включает в себя одно или более из микропроцессора, микроконтроллера, блока (GPU) графической обработки, специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) и т.п.; контроллер включает в себя по меньшей мере одно запоминающее устройство и по меньшей мере один процессор, причем процессор исполняет исполняемые процессором команды в запоминающем устройстве, или включает в себя специализированное аппаратное обеспечение, реализующее способ; блок для осуществления связи включает в себя приемопередатчик; пользовательское устройство ввода включает в себя одно или более из координатного манипулятора типа «мышь», клавиатуры, устройства отображения с сенсорным экраном, одной или более кнопок, одного или более переключателей, одного или более тумблеров и т.п.; и устройство отображения включает в себя одно или более из жидкокристаллического устройства отображения, светодиодного устройства отображения, плазменного устройства отображения, проекционного устройства отображения, устройства отображения с сенсорным экраном, и т.п.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и осознания предыдущего подробного описания специалисты в данной области техники смогут выработать видоизмененные и альтернативные варианты. Предполагается, что настоящее изобретение должно рассматриваться в качестве включающего в себя все такие видоизмененные и альтернативные варианты, поскольку они охватываются объемом прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентными вариантами.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат – обеспечение работы сетей MBAN (62) с высокой скоростью передачи данных в пределах предельного значения для рабочего цикла. Для этого система (52) и способ поддерживают сеть MBAN (62). С устройствами (56, 58) сети MBAN (62) осуществляют связь (152) по одному или более каналам сети MBAN (62). Упомянутые один или более каналов включают в себя первичный канал, а каждое из устройств (56, 58) назначено одному из упомянутых одного или более каналов. Дополнительно, за рабочим циклом каждого из упомянутых одного или более каналов осуществляется постоянный мониторинг (156). В ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала устройство (56, 58) из устройств (56, 58) переводится (158) на вторичный канал. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система (52) поддержания медицинской нательной сети (MBAN) (62), содержащая:

по меньшей мере один контроллер (90), выполненный с возможностью:

осуществления связи с устройствами (56, 58) сети MBAN (62) по одному или более каналам сети MBAN (62), причем упомянутые один или более каналов включают в себя первичный канал, имеющий минимально допустимый уровень приоритета, а каждое из устройств (56, 58) назначено одному из упомянутых одного или более каналов, при этом каждое устройство имеет приоритет;

постоянного мониторинга рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов и

перевода одного устройства (56, 58) из указанных устройств (56, 58) на вторичный канал из одного или более каналов на основании уровня приоритета устройства относительно минимально допустимого уровня приоритета в ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала,

причем упомянутый по меньшей мере один контроллер (90) дополнительно выполнен с возможностью осуществления связи с устройствами (56, 58) по каждому из первичного и вторичного каналов с использованием основанной на маячковом сигнале структуры суперкадра;

при этом обеспечена возможность неперекрывания периодов активной передачи на первичном и вторичном каналах, а

маячковые сигналы первичного канала включают в себя данные относительно структуры суперкадра вторичного канала.

2. Система (52) по п. 1, в которой контроллер (90) дополнительно выполнен с возможностью:

начала работы на вторичном канале в ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала.

3. Система (52) по п. 1, в которой упомянутый по меньшей мере один контроллер (90) дополнительно выполнен с возможностью:

перевода всех устройств (56, 58), назначенных вторичному каналу из упомянутых одного или более каналов, на первичный канал в ответ на сокращение полного рабочего цикла упомянутых одного или более каналов до значения ниже предельного значения рабочего цикла, причем упомянутые один или более каналы включают в себя вторичный канал.

4. Система (52) по п. 3, в которой упомянутый по меньшей мере один контроллер (90) дополнительно выполнен с возможностью:

прекращения функционирования вторичного канала в ответ на сокращение полного рабочего цикла упомянутых одного или более каналов до значения ниже предельного значения рабочего цикла, причем упомянутые один или более каналы включают в себя вторичный канал.

5. Система (52) по п. 1, в которой обеспечена возможность совместного использования структурами суперкадров первичного и вторичного каналов общего идентификатора (ID) сети и коротких адресов устройств.

6. Система (52) по п. 1, в которой первичный канал включает в себя канал, выделенный для использования сетью MBAN с предельным значением рабочего цикла, в которой вторичный канал включает в себя канал, выделенный для общего использования.

7. Способ (150) поддержания медицинской нательной сети (сети MBAN), включающий этапы, на которых:

осуществляют связь (152) с устройствами (56, 58) сети MBAN (62) по одному или более каналам сети MBAN (62), причем упомянутые один или более каналов включают в себя первичный канал, имеющий минимально допустимый уровень приоритета, и вторичный канал, а каждое из устройств (56, 58) назначено одному из упомянутых одного или более каналов, при этом каждое устройство имеет уровень приоритета;

осуществляют постоянный мониторинг (156) рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов и

переводят (158) одно устройство (56, 58) из указанных устройств (56, 58) на вторичный канал на основании уровня приоритета устройства относительно минимально допустимого уровня приоритета в ответ на достижение или превышение предельного значения рабочего цикла рабочим циклом первичного канала;

причем при осуществлении связи с устройствами (56, 58) по каждому из первичного и вторичного каналов используют основанную на маячковом сигнале структуру суперкадра;

при этом обеспечена возможность неперекрывания периодов активной передачи на первичном и вторичном каналах, а

маячковые сигналы первичного канала включают в себя данные относительно структуры суперкадра вторичного канала.

8. Способ (150) по п. 7, согласно которому дополнительно

переводят (160) все устройства (56, 58), назначенные вторичному каналу из упомянутых одного или более каналов, на первичный канал в ответ на сокращение полного рабочего цикла упомянутых одного или более каналов до значения, ниже предельного значения рабочего цикла, причем упомянутые один или более каналы включают в себя вторичный канал.

9. Способ (150) по п. 8, согласно которому дополнительно:

прекращают работу на вторичном канале в ответ на сокращение полного рабочего цикла упомянутых одного или более каналов до значения, ниже предельного значения рабочего цикла, причем упомянутые один или более каналы включают в себя вторичный канал.

10. Способ (150) по п. 7, в котором первичный канал включает в себя канал, выделенный для использования сетью MBAN с предельным значением рабочего цикла, и при этом вторичный канал включает в себя канал, выделенный для общего использования.

11. Способ по п. 7, в котором

осуществляют постоянный мониторинг рабочего цикла каждого из упомянутых одного или более каналов и переводят устройство (56, 58) из указанных устройств (56, 58) на вторичный канал в ответ на превышение рабочим циклом первичного канала предельного значения рабочего цикла.

12. По меньшей мере один контроллер (90), выполненный с возможностью выполнения способа (150) по п. 7.