專利名稱：建立無線通信連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在源設(shè)備和多個(gè)目標(biāo)設(shè)備之一間建立無線通信連接的方法。更進(jìn)一步的，本發(fā)明涉及適于執(zhí)行這樣方法的通信設(shè)備和具有這種通信設(shè)備的病人監(jiān)視系統(tǒng)。
經(jīng)由特設(shè)(ad hoc)建立的無線通信連接的電子設(shè)備之間的信息交換提供了越來越廣泛的應(yīng)用，在其中標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議諸如，舉例而言，藍(lán)牙提供了在不同制造商的設(shè)備之間通信的可能性。關(guān)于管理現(xiàn)存通信連接的藍(lán)牙應(yīng)用的描述可在例如EP 1 133 119 A2中查找到。能夠與之建立特設(shè)無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備具體地包括固定或移動(dòng)計(jì)算機(jī)(膝上型電腦，個(gè)人數(shù)字助理PDA，等)、移動(dòng)電話、芯片卡、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備、和病人監(jiān)視系統(tǒng)，在病人監(jiān)視系統(tǒng)中，個(gè)體監(jiān)視設(shè)備被指配給病人并且能被醫(yī)生通過控制設(shè)備來掃描。
在現(xiàn)有技術(shù)水平中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用于搜索這種連接的源設(shè)備和多個(gè)目標(biāo)設(shè)備之一間的無線通信連接的建立，其中源設(shè)備以預(yù)定范圍(典型的對(duì)于藍(lán)牙來說為10m)發(fā)射搜索信號(hào)，在該范圍內(nèi)的所有目標(biāo)設(shè)備都對(duì)該搜索信號(hào)做出響應(yīng)。然后從已發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)設(shè)備中選擇期望與之建立通信連接的目標(biāo)設(shè)備。該選擇通常需要用戶來操作，當(dāng)涉及到相對(duì)較多的已發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備時(shí)這將會(huì)非常麻煩和復(fù)雜。
為此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供簡(jiǎn)化無線通信連接建立的手段。
本目的通過權(quán)利要求1中限定的方法，權(quán)利要求8中限定的通信設(shè)備，和權(quán)利要求10中限定的病人監(jiān)視系統(tǒng)被解決。有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被限定。
根據(jù)本發(fā)明的方法被用于在一個(gè)尋求建立無線通信連接且在下文中被稱作“源設(shè)備”的設(shè)備和在下文中被稱作“目標(biāo)設(shè)備”的多個(gè)其他設(shè)備之一間建立這樣一種無線通信連接。
在本方法中，用于建立通信連接的信號(hào)的有效范圍被保持如此小以便這些信號(hào)僅將源設(shè)備連接到最少數(shù)目的目標(biāo)設(shè)備。在本文中，“有效范圍”由信號(hào)的發(fā)射功率(“主動(dòng)范圍(active range)”)和接收機(jī)的接收靈敏度(“被動(dòng)范圍(passive range)”)來確定。
通常，通過在上文中描述的方法所獲得的最少數(shù)量的目標(biāo)設(shè)備為1，即，在源設(shè)備和恰好一個(gè)目標(biāo)設(shè)備之間建立通信連接而用戶不必主動(dòng)的加入到該連接建立中。僅在特殊情況下需要用戶選擇，該特殊情況是指多個(gè)目標(biāo)設(shè)備位于相同的有效范圍內(nèi)，并且在其中沒有產(chǎn)生自動(dòng)選擇。然而，在這種情況下，該方法仍舊具有用戶僅需要從相對(duì)小數(shù)量中做出選擇的優(yōu)點(diǎn)。更進(jìn)一步地，通過該方法建立一個(gè)經(jīng)由最短距離達(dá)到(reach)源設(shè)備的、與目標(biāo)設(shè)備的連接。在許多情況下，這恰好是想要為其建立通信連接的目標(biāo)設(shè)備。這種情況的示例為病人監(jiān)視系統(tǒng)掃描或兩個(gè)PDA之間的數(shù)據(jù)交換(來訪者卡，地址等)。
根據(jù)本方法的優(yōu)選實(shí)施例，源設(shè)備信號(hào)的(主動(dòng))范圍特別地被用于連接的選擇性建立。該方法包括下列步驟。
a)首先，源設(shè)備發(fā)射搜索信號(hào)，該信號(hào)的主動(dòng)范圍(發(fā)射功率)逐步增大直到搜索信號(hào)達(dá)到第一相關(guān)目標(biāo)設(shè)備。
b)當(dāng)搜索信號(hào)達(dá)到第一目標(biāo)設(shè)備后，建立與已達(dá)到的目標(biāo)設(shè)備的通信連接。典型地，該過程以這種方式來實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)設(shè)備對(duì)搜索信號(hào)的接收進(jìn)行響應(yīng)以便源設(shè)備檢測(cè)出在搜索信號(hào)當(dāng)前范圍內(nèi)目標(biāo)設(shè)備的存在。然后以已知的方式建立與目標(biāo)設(shè)備的一個(gè)穩(wěn)定的通信連接。特別地，可以交換用于源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備的明確標(biāo)識(shí)碼以便隨后的通信能夠通過使用地址和發(fā)送者代碼而在參與設(shè)備間被明確處理。
因?yàn)樵谶B接建立期間主動(dòng)范圍被保持得盡可能小，所以參與設(shè)備的能量消耗也被最小化，當(dāng)使用便攜式設(shè)備時(shí)這尤其有利。更進(jìn)一步地，其它設(shè)備僅受到所發(fā)射的無線電信號(hào)的最小干擾。如已經(jīng)記載的，目標(biāo)設(shè)備可通過相對(duì)于搜索信號(hào)接收的答復(fù)信號(hào)來進(jìn)行響應(yīng)。優(yōu)選地，答復(fù)信號(hào)的主動(dòng)范圍依照(例如，等于)源設(shè)備的搜索信號(hào)的當(dāng)前使用范圍被選擇。這樣，確保了目標(biāo)設(shè)備以至少達(dá)到源設(shè)備所需要的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行答復(fù)。因此避免了增加的能量消耗以及由被選擇為過大的答復(fù)范圍所引起的對(duì)其它設(shè)備的干擾。為了能夠依照搜索信號(hào)的范圍來調(diào)整答復(fù)信號(hào)強(qiáng)度，搜索信號(hào)優(yōu)選地包括關(guān)于它被發(fā)射的強(qiáng)度的信息。
根據(jù)該方法的另一個(gè)可選擇的實(shí)施例，目標(biāo)設(shè)備信號(hào)的有效范圍特別地被用于連接的選擇性建立。該方法包括下列步驟。
a)源設(shè)備發(fā)射搜索信號(hào)。
b)目標(biāo)設(shè)備通過有效范圍小于搜索信號(hào)有效范圍的答復(fù)信號(hào)來響應(yīng)接收的搜索信號(hào)。
c)與其答復(fù)信號(hào)(有效地)達(dá)到源設(shè)備的目標(biāo)設(shè)備的通信連接被建立。
該方法還確保了與位置距離源設(shè)備盡可能近的最少數(shù)量的目標(biāo)設(shè)備的通信連接被建立。
在上文所描述的方法中，目標(biāo)設(shè)備的答復(fù)信號(hào)的有效范圍優(yōu)選地被增大直到(來自任何一個(gè)目標(biāo)設(shè)備的)第一答復(fù)信號(hào)達(dá)到源設(shè)備。這樣，下一個(gè)目標(biāo)設(shè)備被重復(fù)確定。
搜索信號(hào)和/或答復(fù)信號(hào)的有效范圍在所述方法中可通過改變發(fā)射設(shè)備的發(fā)射功率(主動(dòng)范圍)被特別地改變。然而，另外地或替代地，該范圍還可以通過改變接收設(shè)備的接收靈敏度(被動(dòng)范圍)而被改變，因?yàn)檫@在功能上能夠?qū)е孪嗤慕Y(jié)果。
根據(jù)本方法的又一個(gè)實(shí)施例，來自源設(shè)備和/或與之建立通信的所達(dá)到目標(biāo)設(shè)備的通信信號(hào)的有效范圍在該連接建立之后被增大。這意味著源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間的真正通信被實(shí)現(xiàn)，例如，具有更大的發(fā)射功率以及因此具有比通信連接建立更大的主動(dòng)范圍。這樣，保證了更堅(jiān)固和更穩(wěn)定的通信連接，以便在源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間的距離(有效)增加的情況下通信連接不會(huì)立即中止。在這個(gè)連接中，通信連接的建立典型地被認(rèn)為是源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備一通過交換標(biāo)識(shí)碼來確保明確的相互通信地址就結(jié)束。
原則上，通信連接可通過任何一種適當(dāng)?shù)臒o線信號(hào)載體諸如，舉例而言，紅外光或超聲波來建立。然而，優(yōu)選地是基于無線電信號(hào)。然后真正的通信連接可具體地根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議建立。
本發(fā)明還涉及用于維持兩個(gè)設(shè)備間無線通信連接的通信設(shè)備，該通信設(shè)備包括一個(gè)控制單元和一個(gè)與之連接的通信模塊，而控制單元適合于根據(jù)在上文中描述類型的方法來控制通信模塊。這意味著，在與另一個(gè)設(shè)備建立連接期間，所使用的信號(hào)的有效范圍被保持得如此之小以至于它們僅能將源設(shè)備與最少數(shù)量的目標(biāo)設(shè)備相連接。更特別地，控制單元可能引起通信模塊在增大的范圍(發(fā)射功率)內(nèi)發(fā)射搜索信號(hào)以及與搜索信號(hào)最先達(dá)到的(目標(biāo))設(shè)備建立通信連接。該通信設(shè)備優(yōu)選地以還能夠執(zhí)行上述方法的變體的方式被實(shí)現(xiàn)。例如，通信模塊特別地可適于借助于無線電信號(hào)的無線通信以及使用藍(lán)牙協(xié)議。更進(jìn)一步地，控制單元可適于在與(目標(biāo))設(shè)備的通信連接被建立后增大通信模塊的發(fā)射范圍。
該通信設(shè)備的控制單元特別地可通過具有相關(guān)存儲(chǔ)器的微處理器來實(shí)現(xiàn)，該存儲(chǔ)器包括有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序的指令實(shí)現(xiàn)在上文中所描述類型的方法。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及一種病人監(jiān)視系統(tǒng)，它具有指配給每個(gè)病人的多個(gè)監(jiān)視設(shè)備以及(至少)一個(gè)包括在上文中描述類型的設(shè)備的控制設(shè)備。這種病人監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備典型地包括一個(gè)或多個(gè)連接到病人的傳感器，利用這些傳感器，例如，ECG、呼吸、血液值等等可被監(jiān)控。該控制設(shè)備典型地可被醫(yī)務(wù)人員隨身帶著以便于讀取、指示和/或存儲(chǔ)由監(jiān)視設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)或者配置監(jiān)視設(shè)備。在病人監(jiān)視系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的方法特別有利，因?yàn)樵诙鄶?shù)情況下希望在控制設(shè)備和在空間上最近的監(jiān)視設(shè)備間建立通信連接。通過自動(dòng)地建立該連接，醫(yī)務(wù)人員免除了復(fù)雜選擇過程的負(fù)擔(dān)。
在下文中本發(fā)明將參考附圖以示例方式被闡明。


圖1概略地示出了病人監(jiān)視系統(tǒng)中通信連接的建立；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖1概略地示出了一個(gè)病人監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)監(jiān)視設(shè)備11、12、13，每一個(gè)被指配給一個(gè)病人并通過傳感器記錄病人的生理數(shù)據(jù)。特別地該監(jiān)視設(shè)備可以是移動(dòng)的，即它們可以由病人在床外或移動(dòng)期間隨身攜帶?？刂圃O(shè)備20可以是，例如，由醫(yī)生在其巡視期間隨身攜帶的PDA，能夠以無線方式掃描監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)。為此，通信連接必須在控制設(shè)備20(作為源設(shè)備)和期望的監(jiān)視設(shè)備12(作為目標(biāo)設(shè)備)之間建立。這種情況的特點(diǎn)便是被尋址的目標(biāo)設(shè)備12是在空間上最接近于控制設(shè)備20的設(shè)備，因?yàn)閽呙枋窃趲в锌刂圃O(shè)備20的醫(yī)生站在相關(guān)病人的床前時(shí)被執(zhí)行的。
為了建立與(最近的)監(jiān)視設(shè)備12的期望的通信連接而不需要醫(yī)生復(fù)雜的交互，在根據(jù)本發(fā)明的方法中源設(shè)備20發(fā)射搜索信號(hào)21，其中搜索信號(hào)具有起始于最小值并不斷增大的發(fā)射功率或范圍Rd。發(fā)射功率的增大速度依賴于所使用的無線電技術(shù)以及特別地依賴于設(shè)備的答復(fù)速度。對(duì)于藍(lán)牙來說，發(fā)射功率可能例如每2.56S增大10％。對(duì)于IEEE802.11b協(xié)議來說，該增加會(huì)更快。第一個(gè)目標(biāo)設(shè)備-期望的監(jiān)視設(shè)備12-一進(jìn)入搜索信號(hào)21的范圍，它就利用一個(gè)確認(rèn)接收到搜索信號(hào)的信號(hào)來答復(fù)。該答復(fù)優(yōu)選地被給以一個(gè)相對(duì)較小的范圍，例如，搜索信號(hào)的當(dāng)前范圍Rd，以便于目標(biāo)設(shè)備12附近最少數(shù)量的設(shè)備被干擾。
源設(shè)備20接收到第一個(gè)被達(dá)到的目標(biāo)設(shè)備12的答復(fù)信號(hào)，并且因此啟動(dòng)與目標(biāo)設(shè)備12的通信連接22的標(biāo)準(zhǔn)建立。特別地藍(lán)牙協(xié)議可被用于此目的。在該連接被建立并保證了源設(shè)備20和目標(biāo)設(shè)備12之間的明確通信后，源設(shè)備20和目標(biāo)設(shè)備12優(yōu)選地增大它們的實(shí)際數(shù)據(jù)被發(fā)射的發(fā)射范圍Rc。這樣，確保了所建立的通信連接保持穩(wěn)定，在距離和/或發(fā)射條件改變時(shí)也是如此。
當(dāng)病人床邊的目標(biāo)設(shè)備11、12、13中的遙測(cè)裝置處于備用/查詢掃描模式時(shí)，或當(dāng)其在這兩種狀態(tài)間改變時(shí)，它被以短距離標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于接收到的查詢消息21的答復(fù)僅以小的發(fā)射功率被發(fā)射，以便僅在最近的鄰近區(qū)域內(nèi)的設(shè)備能夠接收該消息。當(dāng)病人床邊的遙測(cè)裝置存在于現(xiàn)有的通信連接中并不時(shí)地改變到查詢掃描狀態(tài)時(shí)，連接中的數(shù)據(jù)分組優(yōu)選地還能夠以最大發(fā)射功率被發(fā)送，但是對(duì)于查詢消息的答復(fù)僅能以小功率被發(fā)射。
因而一個(gè)采用上文中描述的方法的發(fā)現(xiàn)規(guī)程是可能的，其中發(fā)現(xiàn)在空間上最近的目標(biāo)設(shè)備以及通過該規(guī)程來建立一個(gè)穩(wěn)定的通信連接。在發(fā)現(xiàn)規(guī)程期間被限制到必要值的范圍Rd具有附加的優(yōu)點(diǎn)，即能量消耗和對(duì)其它設(shè)備的干擾被最小化。
圖2概略地示出了在無線芯片卡上實(shí)現(xiàn)的電子單元的(邏輯)配置，該無線芯片卡可被嵌入到圖1的設(shè)備11、12、13、20中用于執(zhí)行在上文中描述的方法。無線芯片卡基本上相應(yīng)于藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。
無線芯片卡可被在邏輯上分成由應(yīng)用4和上部藍(lán)牙棧5(HCI接口以上的藍(lán)牙層)組成的軟件層1以及由基帶處理器6和RF模塊7組成的硬件/固件層2。軟件層1和硬件層2按照藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)通過HCI接口相耦合。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，該HCI接口3應(yīng)以這種方式被擴(kuò)展，就是RF模塊7的發(fā)射功率可通過來自軟件層1的指令而受到影響。
參考標(biāo)記列表1軟件層2硬件層3HCI接口4應(yīng)用程序5上部藍(lán)牙棧6基帶處理器7RF模塊11，12，13 目標(biāo)設(shè)備20 源設(shè)備21 搜索信號(hào)22 通信連接Rd搜索信號(hào)范圍Rc通信信號(hào)范圍
權(quán)利要求
1.一種在源設(shè)備(20)和多個(gè)目標(biāo)設(shè)備(11，12，13)之一間建立無線通信連接的方法，其中用于建立所述通信連接的信號(hào)的有效范圍被維持得如此小以至于這些信號(hào)僅將所述源設(shè)備連接到最少數(shù)量的目標(biāo)設(shè)備(12)。
2.如權(quán)利要求1中所要求的方法，其特征在于a)所述源設(shè)備(20)發(fā)射搜索信號(hào)(21)，該搜索信號(hào)的范圍(Rd)被增加，直到它們達(dá)到第一目標(biāo)設(shè)備(12)；b)建立與已經(jīng)被達(dá)到的目標(biāo)設(shè)備(12)的通信連接(22)。
3.如權(quán)利要求1或2中所要求的方法，其特征在于a)所述源設(shè)備(20)發(fā)射搜索信號(hào)(21)；b)目標(biāo)設(shè)備(12)通過答復(fù)信號(hào)對(duì)所述搜索信號(hào)(21)的接收進(jìn)行響應(yīng)，該答復(fù)信號(hào)具有比所述搜索信號(hào)的范圍(Rd)更小的范圍；c)建立與其答復(fù)信號(hào)已經(jīng)達(dá)到所述源設(shè)備的目標(biāo)設(shè)備(12)的通信連接(22)。
4.如權(quán)利要求3中所要求的方法，其特征在于在步驟b)中發(fā)射的答復(fù)信號(hào)的范圍被增加，直到第一答復(fù)信號(hào)達(dá)到所述源設(shè)備(20)。
5.如權(quán)利要求1到4中任何一個(gè)所要求的方法，其特征在于所述搜索信號(hào)和/或答復(fù)信號(hào)的有效范圍通過改變所述接收設(shè)備的接收靈敏度而被改變。
6.如權(quán)利要求1到5中任何一個(gè)所要求的方法，其特征在于所述源設(shè)備(20)和/或所達(dá)到的目標(biāo)設(shè)備(12)的通信信號(hào)的范圍(Rc)在該通信連接(22)已建立后被增加。
7.如權(quán)利要求1到6中任何一個(gè)所要求的方法，其特征在于所述無線通信連接(22)通過無線電信號(hào)被建立，以及優(yōu)選地依照藍(lán)牙協(xié)議操作。
8.一種用于操作無線通信連接的通信設(shè)備(11，12，13，20)，該通信設(shè)備包括一個(gè)控制單元(1)和一個(gè)與其相連接的通信模塊(2)，該控制單元適合于根據(jù)如權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)所要求的方法來控制所述通信模塊。
9.如權(quán)利要求8中所要求的通信設(shè)備，其特征在于該控制單元(1)包括一個(gè)微處理器和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)所要求的方法的計(jì)算機(jī)程序。
10.一種病人監(jiān)視系統(tǒng)，它包括有連接到每個(gè)病人的多個(gè)監(jiān)視設(shè)備(11，12，13)以及一個(gè)包括有權(quán)利要求8或9中所要求的通信設(shè)備的控制設(shè)備(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在一個(gè)源設(shè)備(20)和在空間上最接近的目標(biāo)設(shè)備(12)間建立無線通信連接的方法。源設(shè)備(20)以不斷增大的范圍(R
文檔編號(hào)A61B5/00GK1784838SQ200480012527
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者A·格迪克, K·克拉邦德, G·米施 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司