[发明专利]用于体上和离体通信的收发机设备

说明书

技术领域

本发明涉及收发机设备，具体地说，本发明涉及具有收发机的收发机设备，其中所述收发机提供用于实现体上和/或离体收发机之间的优化的通信的天线系统。本发明特别适合于，虽然不是唯一地，依据下面标准来使用：标题为“Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPANs)”的IEEE 802第15.4部分，或者标题为“Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for Wireless Personal Area Networks(WPANs)used in or around a body”的IEEE 802第15.6部分，这些标准与利用低传送速率在短距离无线网络中的通信有关。

背景技术

长期以来已经知道用于获得诸如ECG、SpO2和血压之类的医学或生理的数据的硬连线传感器。在最近的时候，人们致力于通过无线通信网络的方式，在不使用导线或电缆的基础上，将这种类型的传感器彼此链接，或者链接到数据宿。在本领域普通技术人员的世界中，无线传感器网络以体域网(BAN)的名称公知。在该情况下发生的是由传感器获得与病人有关的生理数据，并通过短距离RF服务的方式，将上述数据发送至位于短距离之外的病人监控器或者安装在医院中的无线网络。在该情况下，有利的是，作为使用无线传感器的结果，对于病人来说，在他或她的身体上用于支持的电缆要少很多。在过去，常规的传感器通过各自的电缆，向病人监控器发送它们的数据。免除这些大量的电缆，使病人获得了更多行动的自由。例如，用此方式病人可以容易地从他或者她的病床上起来。但是，在该情况下，不得不考虑即使在病人起床或者在医院中四处行走的情况下，网络也需要高可靠性地向病人信息系统提供数据的事实。

IEEE 802.15.4标准针对体域网(BAN)提供了规范。该标准具体描述了这种类型的网络的物理层和媒体访问控制层。根据该标准，以信道形式指定了通信链路，其中该信道被分成超帧。这些超帧包括多个时隙。超帧以信标数据集开始，并通过信标数据集来进行同步。可以将这些超帧细分为活动部分和非活动部分，随后，收发机设备可以在非活动部分期间切换到节能模式。

上面提及的标准描述了短距离RF技术，其是针对于收发机设备之间0.2m和10m之间的典型距离来开发的。

对于无线传感器领域中的多种应用来说，主要考虑的是收发机设备的低能耗。以此方式，例如，本申请的申请人开发了用于在多个生物医学传感器的帮助下，监控病人的健康状况的无线通信系统。多种生物医学传感器被链接到体上无线网络中。收发机设备彼此进行通信，并与它们周围的世界进行通信，以获得并发送关于病人的健康状况的数据。每一个收发机设备包括一个或多个传感器、和处理单元以及通信单元。在本文中，该通信单元还被称为收发机。

需要确保在无需更换电池或者对电池进行充电的情况下通过尽可能小类型的电池的方式来对这种类型的网络的收发机设备提供能量达多个星期或者多个月。存储在电池中的有限数量的能量必须足够覆盖这些传感器的操作，即，获得测量值和通过收发机的通信。

本发明的一个目的在于通过对发送和接收条件进行优化，指定在开始段中所详细描述的类型的布置和处理，减少将收发机操作在发送模式和接收模式所需的能量量。

根据本发明，通过根据权利要求1的特征的在开始段中所提及的类型的设备来实现该目的。本发明包括对收发机的媒体访问控制(MAC)协议进行处理的收发机设备。所述收发机具有用于体上通信的第一天线系统，以及另外的用于离体通信的第二天线系统。

用于体上通信的收发机设备还能够保留一个或多个数据有效载荷，并且在该时间，向所述收发机分配用于体上通信的第一天线系统。

此外，该收发机设备还能够为离体通信保留一个或多个数据有效载荷，并在该时间间隔中，向所述收发机分配用于离体通信的第二天线系统。

其有利结果在于，最佳适合的天线系统分别可用于接近身体的通信和远离身体的通信。通过分配体上数据有效载荷和离体数据有效载荷，减小网络中由天线系统的非最佳选择所造成的冲突是可能的。