CN102342170A

CN102342170A - 对无线传感器网络的改进

Info

Publication number: CN102342170A
Application number: CN2010800103898A
Authority: CN
Inventors: 赛义德·阿贝迪; 欣德·谢布
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: KR20110127249A; WO2010100446A1; EP2227063A1; KR101373916B1; EP2227063B1; US9681492B2; CN102342170B; JP2012519994A; TWI423714B; JP5472326B2; TW201127175A; US20120082036A1

Abstract

一种在无线传感器网络中分配资源的方法，该网络具有包括使用多个具有传感器的网络设备对患者进行医疗监控的功能，该方法包括步骤：通过网络中的网络设备感测患者的生命参数；辨认关于参数的紧急情况的存在；网络设备向网络的协调器发送对流式传输的请求；协调器连同来自网络中的其他设备的任何其他请求一起接收(S12)该请求；以及协调器通过调度如下分配中的一个来批准(S14、S16)每个请求：用于处于紧急条件的网络设备的具有最高优先级的流式传输分配；用于未处于紧急条件的感测生命参数的网络设备的具有中等优先级的流式传输分配；以及用于未感测患者的任何生命参数并且未处于紧急条件的网络设备的具有最低优先级的流式传输分配。可以相对于患者的一个或更多个医疗参数来限定紧急条件。该方法可以应用于例如，使用根据IEEE 802.15.6操作的MBAN在医院中监控患者。

Description

对无线传感器网络的改进

技术领域

本发明涉及无线传感器网络，具体地但非排他地，涉及包括设置在人或动物身体上或其周围或者植入其中的无线通信传感器的体域网(bodyarea networks)。

背景技术

近来已提出了各种无线传感器网络。特别地，所谓的体域网或BAN是用于相对近距离输送信息的无线个人局域网(WPAN)的示例。

不同于无线局域网(WLAN)，经由WPAN实现的连接牵涉很少或者不牵涉基础设施。这一特征允许针对范围广泛的设备实现小型的、功率高效的、廉价的解决方案。特别感兴趣的是如下医疗BAN(MBAN)的可能性，其中使用传感器监控患者的状态。主要使用传感器用于向数据接收装置(data sink)馈送感测数据的BAN是无线传感器网络(WSN)的示例；然而，MBAN中也可以包括更多的活跃设备，诸如致动器。

标准IEEE 802.15.4限定了关于低数据速率WPAN的物理层(PHY)和介质接入控制(MAC)子层规范。IEEE 802.15.4具有与关于高数据速率WPAN的标准IEEE 802.15.3的一些相似性。文献IEEE Std802.15.4-2006和IEEE Std 802.15.3-2003的整体内容通过引用合并于此。

IEEE 802.15.4中设想的类型的WPAN适合于诸如工业监控的应用，但是并未提供MBAN所需的某种数据可靠性，也未提供用于可靠地流式传输数据的任何机制。

在医疗应用中，需要在增加可靠性和工艺自动化并且减少人为错误的同时减少与人力相关联的成本。传感器可以提供所需的智能，并且已广泛地用在医疗设备中。这包括医院康复护理、家庭护理、加护病房和高级外科手术。许多不同类型的传感器用于医疗应用，包括用于脉搏、体温等的外部传感器、与体液接触的传感器、在导管(经过切口)中使用的传感器、用于外部药膏的传感器、具有无线传感器的一次性皮肤贴以及可植入传感器。

医院或内科病房中的患者周围的传感器的WPAN可以提供多个临床益处，包括患者移动性、监控灵活性、将监控延伸到当前未监控的护理区域中、减少临床失误以及减少总监控成本。身体佩戴的传感器可以包括单个患者身体上的各种传感器类型。它们需要有能力快速施加到患者的身体或者从患者的身体移除。

对于个体，这些传感器可以具有每个患者低至1-2kbps的位速率，而对于总体，它们可能需要10kbps的位速率。小至几米的范围可能是充足的。然而，医疗WSN应用是临床环境中的任务关键应用。在对WSN或MBAN的要求中有如下要求：关于有限制的数据损失和有限制的延时的牢固的无线链路、关于患者和传感器密度的容量、与其他无线电装置共存、关于连续操作天数的电池寿命以及关于身体佩戴的设备的小外形。可以通过利用诸如时域和频域中的分集和错误控制技术的技术来满足这些要求，这些技术包括前向纠错(FEC)和自适应重复请求(ARQ)、关于传感器信息速率的低占空周期TDMA以及更高效的小型天线。

因此正在致力于限定另一标准IEEE802.15.6，其旨在限定特别用于医疗应用的体域网的性质。IEEE802.15.6的关键要求之一是关于医疗应用的高可靠性，其一个方面涉及诸如传感器数据的数据的流式传输，其具有特定的QoS保证以确保可靠的接收。这对于紧急情况更加重要，其中患者的生命取决于医疗WSN应用中的无线链路的可靠性。诸如IEEE802.15.4的现有标准已被设计用于不考虑这些紧急救生情形的商业应用。

因此，需要提供一种特别用于医疗应用的用于BAN的流式传输机制并且确保BAN中的流式传输数据的服务质量(QoS)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于与无线传感器网络中的其他网络设备一起使用的协调器，包括：

收发器部件，被布置为接收由至少一个网络设备发起的对流式传输的请求；以及

调度部件，被布置为通过根据网络中的条件确定的程度分配网络资源来批准请求，这些条件包括发起请求的网络设备是否处于紧急条件。

这样，在可能有许多网络设备竞相对可用资源提出需求的网络中，协调器能够在流式传输请求的批准中向处于紧急条件的网络设备提供优先。

这里，“紧急条件”通常指的是无线传感器网络监控的实体的某个参数。例如，在无线传感器网络(部分地或专用地)用于医疗监控的情况下，

“紧急”可能意味着正被监控的患者的生命参数(医疗参数)的某些危急条件。

可以在发起设备自身处或者在网络中的其他位置(例如，在协调器处，或者在可能包括进行人判决的某个更高的层级处)确定紧急条件的存在。至少在前者的情况下，优选地，调度部件响应于请求中接收到的紧急条件的声明。就是说，例如，请求可以包括用于以信号形式通知紧急状态的存在的一个或更多个位。这样的位还可以用于当正被监控的参数不再处于危急水平时以信号形式通知紧急条件的解除。可替选地，协调器可以以其他方式了解紧急情况；例如协调器自身可以确定关于提出请求的网络设备的紧急情况的存在。

本发明的一个重要的潜在应用是医疗监控。因而，紧急条件可能牵涉关于正被发起请求的网络设备的传感器感测的患者的生命参数的医疗紧急情况。优选地，在该情况下，协调器考虑的其他条件包括提出请求的网络设备是否是医疗设备。然而，如火警或安全设备的情况中的那样，紧急条件还可以牵涉其他类别的参数。

在协调器中，优选地，调度部件被布置为通过调度任何如下类型的分配来批准请求：

用于医疗设备或者紧急条件下的非医疗设备的具有最高优先级的流式传输分配；

用于非紧急条件下的医疗设备的具有中等优先级的流式传输分配；以及

用于非紧急的非医疗设备的具有最低优先级的流式传输分配。

这里，流式传输分配的“优先级”可以包括确定去往或来自网络设备的传送的延迟时间、去往或来自网络设备的数据管道的尺寸以及相对来自其他网络设备的请求的优先中的至少一个。

协调器可以用在诸如IEEE802.15.6的基于帧的系统中，并且因而被布置为以帧为单位与网络设备进行无线通信。在该系统中，典型地在帧中进行包括对带宽的请求的所有通信，每个帧具有帧报头，并且帧是对较大的超帧的时间分割。在该超帧的没有竞争的时段中分配流。在接收到包含收发器部件的请求的帧时，调度部件响应于帧报头中包括的流式传输请求。

更具体地，可以通过将流索引设置成为未指配的流保留的值来指示请求。为了批准请求，调度部件可以将流索引的值设定为指示所请求的流式传输分配的类型并且收发器部件可以传送在其帧报头中包含流索引的帧。

在网络中没有足以批准新的流式传输分配的可用资源的情况下，优选地调度部件被进一步布置为在必要时取走分配给网络中的现有流的网络资源以批准从紧急条件下的网络设备发起的请求。这种取走网络资源可以包括减少针对现有流的分配和终止现有流中的至少一个。例如在MBAN包括可以安全地缩减其服务的各种非医疗设备的情况下，其还可能牵涉同时减少或终止多个现有流。

另一方面，在某个时间之后可以解除现有的紧急条件。在该情况下，优选地，调度部件被进一步布置为向其他网络设备重新分配以前被分配给紧急的网络设备所请求的流的资源。

根据本发明的第二方面，提供了一种用在无线传感器网络中的网络设备，包括：

传感器，用于感测网络监控的实体的参数；

紧急情况辨认部件，用于辨认关于参数的紧急条件；以及

请求部件，响应于辨认部件辨认紧急条件，向网络中的协调器传送对流式传输的请求。

关于紧急情况辨认部件自身的一种可能是根据传感器感测的数据来检测紧急条件的存在，并且至少在该情况下，对流式传输的请求优选地包括紧急条件的指示。可替选地，协调器向紧急情况辨认部件通知紧急条件。在协调器已了解影响给定网络设备的紧急条件的情况下，可能不需要在请求中明确地指示紧急情况。

优选地，假设根据IEEE 802.15.4组织的基于帧的网络，请求部件被布置为通过如下方式传送请求：传送具有包含流索引的帧报头的帧和/或传送MAC命令帧，该流索引被设定为表示未指配的流的预先布置的值，在该MAC命令帧中命令帧标识符表明信道时间请求。

例如在具有星形拓扑的网络中，该网络设备可以直接向协调器传送请求；可替选地，可以经由一个或更多个中间网络设备来路由请求，诸如在对等配置中将发生的那样。

根据本发明的第三方面，提供了一种无线传感器网络，其包括至少一个如上文限定的协调器以及多个均如上文限定的网络设备。如已提到的，该网络可以应用于诸如医院的医疗环境中的一个或更多个患者的医疗监控。

在所有上述情况下，正被监控的实体可以是生命体(人或动物)但是也可以是诸如工厂或设施的工业实体。关于无线设备的紧急条件指的是使用该设备感测或记录其数据的参数达到某个危急的水平或范围；例如，MBAN的情况下的医疗参数，或者可替选地，与安全或保安应用的情况下的火灾或入侵检测相关的参数。

此外，在上文中，“对流式传输的请求”包括例如通过增加位速率来修改现有流的请求。

根据本发明的第四方面，提供了一种在无线传感器网络中分配资源的方法，该网络具有包括使用多个具有传感器的网络设备对患者进行医疗监控的功能，该方法包括步骤：

通过网络中的网络设备感测患者的生命参数；

辨认关于参数的紧急情况的存在；

网络设备向协调器发送对流式传输的请求；

协调器连同来自网络中的其他设备的任何其他请求一起接收该请求；以及

协调器通过调度如下分配中的一个来批准每个请求：

用于处于紧急条件的网络设备的具有最高优先级的流式传输分配；

用于未处于紧急条件的感测生命参数的网络设备的具有中等优先级的流式传输分配；以及

用于未感测患者的任何生命参数并且未处于紧急条件的网络设备的具有最低优先级的流式传输分配。

本发明的另外的方面提供了软件，该软件在被协调器的处理器或者无线传感器网络的网络设备执行时，分别提供根据上文限定的第一或第二方面的协调器或网络设备。该软件可以存储在计算机可读介质上。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实现本发明，现将参照仅作为示例的附图，在附图中：

图1图示了IEEE 802.15.4WPAN中的协议层；

图2图示了IEEE 802.15.4WPAN的可能PHY频带；

图3图示了WPAN的星形和对等拓扑；

图4示出了有信标功能的IEEE 802.15.4WPAN中的超帧的结构；

图5至8图示了IEEE 802.15.4WPAN中的网络设备和协调器之间的可能数据传输模式；

图9A示出了用于IEEE 802.15.4WPAN中的数据帧的帧格式；

图9B示出了用于IEEE 802.15.4WPAN中的MAC命令帧的帧格式的一部分；

图10是用于将流式传输的QoS映射到应用类型和紧急或非紧急情形的表格；

图11是本发明的实施例中的用于对数据的流式传输进行分类的过程中的步骤的流程图；

图12至19是用于在BAN中在网络设备之间分配流的情形的示意图；

图20是分别用于在紧急或非紧急情形中调度流的根据本发明的实施例的过程的流程图；

图21示出了本发明的实施例中的所提出的用于IEEE 802.15.6的修改帧格式；以及

图22示出了根据本发明的另一实施例修改的MAC命令帧中的命令帧标识符的值的表格。

具体实施方式

在说明本发明的实施例之前，将首先给出IEEE 802.15.4的预期与当前开发的IEEE 802.15.6标准和/或包括MBAN的体域网相关的部分的一些背景说明。

图1按照分层OSI模型示出了标为100的IEEE 802.15.4WPAN的一般架构，其中经由包含无线电收发器及其低级控制的PHY层接入物理介质。如所示出的，在图2中图示了用于PHY的两个可替选的频带101、102。较低频带101提供以868.3MHz为中心的单个20kb/s信道，和/或以915MHz为中心的均为40kb/s的十个信道。较高频带102提供均为250kb/s并且以2.44GHz的频率为中心的16个信道。使用这些频带中的哪个频带将取决于本地管制要求。

对PHY的接入由图1中的105指示的MAC(介质接入控制)子层提供。在此之上并且在WPAN 100外部，提供允许从其他网络接入WPAN的LLC(链路层控制)；这可以根据IEEE 802.2标准或者另一类型。最后，在LLC上方的上层109包括用于提供网络配置、操纵和报文路由的网络层，以及提供预期整体功能的应用层。

MAC子层的一个任务是控制网络拓扑。星形和对等拓扑是通信网络中的两种已知拓扑，并且此两者在IEEE 802.15.4中均有所提供。在这两种情况下，拓扑区别两个基本类别的网络节点：设备和协调器。如图3中所示，在星形拓扑中，许多设备11与中心协调器10直接通信；而在对等配置中，通过用作中继器的中间设备11-2和11-3，沿着一个或更多个跳跃进行设备11-1与通信器的通信。协调器用作针对上层的接入点；在WSN的情况下，它用作传感器收集的数据的接收装置。假设各设备的通信范围可能极为有限(几米)，对等拓扑允许覆盖较大的面积。拓扑可以是动态的，随着设备被添加或者离开网络而改变。

例如在MBAN的情况下，在每个患者地点(比如医院病床)提供协调器，与单个患者身上的设备交换信号的情形中，星形网络将是适合的。在提供一个协调器以服务于许多个患者(协调器可能位于医院病房中的固定点)的情况下，对等拓扑将是更适合的拓扑。因此，尽管设备11通常是移动的，但是协调器可以是移动的或固定的。对等网络还可以更适合快速改变的环境，在这些环境中需要快速地设立或改变网络，或者允许网络的自组织和自修复。自修复可以包括例如在现有协调器已失效或者离开网络的情况下建立新协调器。

可以在诸如医院的同一位置设立多个星形和/或对等网络，每个网络具有其自己的协调器。在该情况下，各个协调器将有必要协作以便于避免相互干扰并且允许数据的共享或核对。在IEEE 802.15.4中，这些网络被称为集群，并且预备为群集建立整体协调器以及划分和合并群集。

WPAN中的节点可以由能力变化的单元构成。通常，协调器的任务将需要具有一些处理能力的相对有能力的装置以及能够同时处置来自多个源的传送的收发器。这从而使得充分的电力供应将是必要的(在一些情况下，它可以由干线供电)。另一方面，网络中的其他设备可能具有更有限的处理能力以及仅获取电池电力，并且甚至可能如此简单以至于不能用作中继跳跃。功率可用性极低的设备可以在多数时间关机并且仅偶尔“唤醒”，以例如向另一节点传送传感器数据。因此，IEEE 802.15.4标准区别“完全功能”和“精简功能”设备。电力的可用性对于MBAN是特定的问题，在MBAN中其中传感器可能植入身体并且因此不能具有大型的或者可再充电的电池。

在IEEE 802.15.4中设想的两种类型的WPAN是有信标功能的和无信标功能的。

在有信标功能的网络中，协调器周期性地传送信标并且设备周期性地监听该信标以与网络同步并且接入信道。信道接入根据协调器限定的如图4中所示的超帧结构，以在“超帧”内依次传送的“帧”为单位。每个超帧30包括两个部分：活跃和不活跃。活跃部分被划分成竞争接入时段CAP36，其跟随有可选的用于保证接入的无竞争时段CFP 37；超帧的该部分在本发明的实施例中用于分配具有服务质量要求的流。

如图4中的竖直划分所指示的，超帧被划分成16个等间距的时隙，每个时隙能够承载来自协调器或者来自设备的数据帧。因此，考虑与一个协调器相关联的设备，在超帧内的每个连续的时隙期间每次仅有一个设备可以与协调器通信。用于协调器传送的信标帧(参见下文)的时隙31首先到达。此后，在CAP内提供若干个时隙32，遵循已知的CSMA-CA算法，允许有竞争的针对或来自设备的数据传送。简言之，在CSMA-CA中，每当设备希望在CAP内传送时，其等待随机的时段。如果在随机退避之后，发现信道闲置，则设备传送其数据。如果在随机退避之后，发现信道忙，则设备在尝试再次接入信道之前等待另一随机时段。

接下来是CFP的保证时隙GTS 33，并且如所示出的，这些时隙中的每个时隙可以在不止一个基本时隙上延伸。在不活跃时段期满之后，下一超帧由发送另一信标帧31的协调器标记。设备可以在超帧的不活跃时段34期间变成休眠。因此，通过延长不活跃时段34的长度，可以尽可能多地节约设备的电池电力。

在无信标功能的网络中，除非(例如，出于网络发现的目的)请求协调器传送用于同步的信标，否则协调器无需这样做。信道接入不受超帧结构限制并且设备是异步的，通过CSMA-CA执行所有数据传输。它们可以根据诸如传感器-MAC的某个协议而遵循其自己的休眠模式。

对于MBAN应用，协调器在正被监控的一个或更多个身体外部。它可以是PDA(个人数字助理)、移动电话、床边监控器站或者甚至是临时用作协调器的有充分能力的传感器。如上文所提到的，有信标功能的网络中的协调器负责向网络设备提供同步和信道接入。超帧的开始和结束也由协调器限定。协调器具有两个主要特征，即潜在地与其他网络通信以及获取充分供电，例如通过简单地更换充电电池。

还可以提供中心护理和监控单元用于可能包含若干个协调器的网络的整体监督。这可以采取具有监控设备的房间的形式，这些监控设备能够从多个患者接收连续的或偶发的紧急数据流。护士或医疗专家将典型地驻扎在该中心单元，他/她连续地观看和监控患者的数据。他们将响应于患者的条件改变而采取行动。中心护理和监控单元可以无线地连接到某一或每个协调器(在该情况下其可以被视为或者不被视为MBAN的一部分)，或者可以具有针对每个协调器的有线连接(在该情况下其通常将被视为在MBAN外部)。

图5至图8图示了IEEE 802.15.4网络中的设备和协调器之间的数据传输。在IEEE 802.15.4中限定了三个基本类型的传输：

(i)去往作为接收者的协调器的数据传输，设备(发送者)向该接收者传送它的数据-在星形和对等拓扑中均使用；

(ii)来自作为发送者的协调器的数据传输，其中设备接收数据-在星形和对等拓扑中均使用；以及

(iii)两个对等设备之间的数据传输-仅在对等网络中使用。

图5和图6分别示出了关于有信标功能和无信标功能的情况的来自设备(网络设备11)和协调器(协调器10)的传输。差别在于：在有信标功能的情况下，设备1必须在使用CFP中的CSMA-CA或者使用CAP中的GTS发送数据(数据帧42)之前等待从协调器接收信标帧41；而在无信标功能的情况下通常没有信标帧并且设备11使用CSMA-CA来随意发送数据帧42。在任一情况下，协调器通过传送可选的确收帧或ACK 43来对数据的成功接收进行确收。下文更详细地说明了这些不同类型的帧。

如果接收者出于任何原因而不能处置接收到的数据帧，则不能对报文确收。如果发送者在某一时段之后未接收到确收，则它认为传送不成功并且重试帧传送。如果在若干次重试之后仍未接收到确收，则发送者可以选择终止事务或者再试。当无需确收时，发送者认为传送成功。

图7和图8图示了从协调器10到设备11的数据传输。当协调器希望向有信标功能的WPAN中的设备传输数据(图7)时，它在信标帧41中指示数据报文未决。设备周期性地监听信标帧，并且如果报文未决，则通过CSMA-CA传送请求数据的数据请求(MAC命令帧)44。协调器10通过传送确收帧43对数据请求的成功接收进行确收。然后使用时隙化的CSMA-CA或者如果可能则紧接于确收之后发送未决数据帧42。设备11可以通过传送可选的确收帧43对数据的成功接收进行确收。事务现在完成。在成功完成数据事务时，从信标中的未决报文列表移除报文。

在无信标功能的情况下，具有准备好用于特定设备11的数据的协调器10必须等待有竞争地发送的来自相关设备的数据请求44。在接收这样的请求时，协调器发送确收帧43(如果情况是这样，这也可以用于表明未准备好数据)，其跟随有数据帧42，响应于该数据帧42，设备11可以发送另一确收帧43作为回报。

为求简化，上述过程仅考虑了设备和协调器之间的数据传输的上述情况(i)和(ii)，但是在对等网络中，如已提到的，通常将经由牵涉一个或更多个中间节点的机制(iii)进行数据传输，而这增加了冲突的风险和牵涉的延迟。

如图5至图8中所指示的，IEEE 802.15.4网络中的通信以帧为单位进行，这以时分方式划分可用资源，并且牵涉四个不同类型的帧：

-信标帧41，由协调器使用以传送信标

-数据帧42，用于所有数据传输

-确收帧43，用于确认成功帧接收

-MAC命令帧44，用于处置所有MAC对等实体控制传输，诸如数据请求。

四个帧类型中的每个帧类型的结构极为相似，并且在图9A中借助示例针对数据帧42加以示出。在图中，两个水平条分别表示MAC子层和PHY层。时间从左向右进展，并且在相关字段上方示出了帧的每个连续字段的时间长度(以八位组的形式)。每个帧包括具有特定顺序的字段的序列，从左向右按照PHY传送这些字段的顺序示出这些字段，其中在时间上首先传送最左侧的位。每个字段内的位从0(最左和最低有效)至k-1(最右和最高有效)编号，其中字段的长度为k位。

将经由数据帧42传送的数据始发自上层。数据净荷被传递到MAC子层并且被称为MAC服务数据单元(MSDU)。MAC净荷以MAC报头MHR为前缀并且附有MAC脚注MFR。MAC报头MHR包含帧控制字段、数据序列号(DSN)、寻址字段和可选的辅助安全报头。MFR包括16位帧校验序列FCS。MHR、MAC净荷和MFR一起形成MAC数据帧(即MPDU)。MPDU作为变成PHY净荷的PHY服务数据单元PSDU被传递到PHY。PHY净荷以包含前导序列和帧首定界符(SFD)的同步报头SHR以及包含PHY净荷的长度(以八位组为单位)的PHY报头PHR为前缀。前导序列和数据SFD使得接收器能够实现符号同步。SHR、PHR和PHY净荷一起形成PHY分组(PHY协议数据单元PPDU)。

除了MAC净荷总是具有不同的功能，确收帧不具有MAC净荷之外，信标帧41、确收帧43和MAC命令帧44具有相似的结构。此外，信标帧41、确收帧43和MAC命令帧44在MAC子层中始发而未牵涉到上层。

MAC命令帧44在结构上与图9B中示出的结构极为相似，其中仅示出了MAC子层。在该情况下，净荷包括用于识别MAC命令帧表示的命令的类型的命令帧标识符440。

尽管网络设备有可能使用上述数据传输模式在许多个超帧上发送数据以便实现一种类型的流式传输，但是在IEEE 802.15.4中没有关于其中数据传输以某个保证QoS水平在若干个超帧上持续的流式传输的明确规定。然而，在包括IEEE Std 802.15.3规范的高速率WPAN的其他类型的通信网络中提供了流式传输。通常，流可以是“同步的”(其中传送周期性地进行，即在相对于诸如超帧起点的已知参考的某个预定的定时处进行)或者异步的(其中传送可以在任何时间进行)。

在概述了本发明的背景之后，现将参照图10至21描述一些实施例。

尽管根据图5至8的非流式数据传送可能足以用于某些WPAN应用，但是在前面提到的MBAN情形中，期望医疗无线传感器能够流式传输医疗数据；换言之，能够在延伸的时间段上以或多或少稳定的位速率传送它们的传感器数据(或者可能从其他位置接收数据/命令)。特别是MBAN中的每个网络设备的传感器数据的预期存储能力有限的情况。然而，考虑传感器设备的有限能力，在MBAN中承载流式传输数据需要对现有标准进行某些改变。根据IEEE 802.15.4类型的超帧结构，仅有CFP 37可用于流式传输。本发明的实施例提供了用于使医疗紧急流式传输数据区别于其他非紧急应用的方法，和用于实现分类的协议，以及适合IEEE802.15.6的新的控制格式。本发明的实施例进一步提供了用于在牵涉多个设备时对医疗流式传输数据进行调度的方法。

本发明解决了例如，经由设置在患者身体中或身体上或身体周围的传感器的MBAN来监控患者的情形。MBAN可以具有除了严格医疗用途以外的其他用途(或者可以是具有这些其他用途的网络的一部分)，但是假设在感测诸如心率的一个或更多个参数(可能指示患者的生命威胁情形)时牵涉至少一些传感器。例如，所感测的参数可能达到超过危急阈值的值，或者落在可接受范围外部。

进一步假设在相对于至少一个感测到的参数辨认该生命威胁情形时，MBAN(更确切地，相关传感器、它们的协调器或者某种更高级的控制器)声明监控危急参数的传感器的“紧急”状态。在下文中，这被称为“紧急”的相关网络设备。“关于设备的紧急条件”意味着牵涉设备的紧急情况，例如该设备是危急参数的传感器，或者是从该传感器接收数据的协调器。

声明该紧急状态的方式不在本申请的范围内，而是同一申请人的共同未决申请的主题。假设提供了确定BAN中的设备是否处于紧急情况，将期望使针对这些设备的流式传输服务优先。就是说，对于正在紧急条件下感测某一参数的BAN中的任何网络设备，期望允许该设备可靠地向协调器流式传输其传感器数据(不论其是否已通过流式传输或非流式传输技术传送传感器数据)。

图10示出了与医疗和非医疗设备相关联的流式传输应用的分类以及它们在是否紧急方面的状态。这里“医疗设备”指的是患者的医疗监控中所牵涉的系统元件，诸如用于生命参数的传感器。非医疗设备的示例可以是患者使用的娱乐系统。

根据高带宽无线通信系统，服务质量(QoS)的概念是熟悉的，但是迄今为止其并未应用于诸如所提出的由IEEE 802.15.6监管的网络的低速率WPAN和体域网。在图10的分类中，定义了具有三个QoS水平的四个流式传输等级1至4：用于来自任何紧急设备的数据的流式传输的最高QoS水平(等级1和2)；用于来自非紧急医疗设备的数据的流式传输的中间水平(等级3)；和用于来自非医疗设备的数据的流式传输的最低水平(等级4)。注意，流式传输等级1和2在QoS和位速率方面是等同的但是等级1(医疗紧急情况)优先于非医疗紧急情况(等级2)。在一些实现方案中可以不使用等级2，但是在其他实现方案中(可能其中医疗感测与安全或入侵监控组合)非医疗设备也可以有紧急状态功能。

使用该分类，图11示出了用于针对不同应用分配不同的流式传输位速率的调度机制。在将描述的过程中，假设BAN中的协调器与若干个网络设备一起负责该调度任务。然而，在该任务中有可能通过在BAN中提供的或者针对BAN提供的某种形式的更高级的控制，诸如中央监控单元，来协助或者指挥协调器。

如本领域的技术人员已知的，本实施例使用“数据管道”的概念作为在网络中的两个点之间设立的流的导管。

首先假设，对数据管道的请求，或者换言之对用于数据传送和/或接收的资源或时隙的某种分配的请求，从另一网络设备到达协调器10(步骤S11)。注意，该请求可以是对全新流的请求，或者是修改已设立的流的请求。随后(S12)协调器判定该请求是否是流式传输请求(持续地分配诸如每个超帧中的带宽的请求)。如果不是(S13)，则协调器遵循在没有流式传输的情况下向网络设备分配资源的过程。如果是(S14)，则协调器接下来判定该请求是否来自医疗设备。如果不是(S15)，则协调器使用图10中示出的最低QoS水平来设立流。如果是(S16)，则协调器继续考虑网络设备是否是紧急的。可以通过许多方法来使协调器了解这一点，但是这些方法不在本发明的范围内。例如，从网络设备接收到的并且包含对数据管道的请求的帧可以使用特殊的紧急帧类型来指示紧急状态。如果网络设备不是紧急的(S17)，则协调器设定图10中引用的中间QoS水平。另一方面，如果网络设备是紧急的，则设定关于数据管道的最高QoS水平(S18)。随后，使用该管道流式传输数据；例如，可以在每个超帧中发送一个帧(CTA)，或者可以在每个超帧中分配多个帧，或者可以在每n个超帧中允许一个帧，每个帧占用CFP 37中的一个或更多个时隙。

因此，如图11的流程图中所示，向具有紧急情况并且希望发送流式传输数据的医疗设备提供最高优先级。

现将参照图12至19说明根据本发明的实施例的，用于调度关于网络设备的流的各种情形中的协调器10的动作。

可用于协调器服务于所有其关联的网络设备的资源(无线带宽)可以被视为提供具有固定尺寸的整体“数据管道”。该数据管道的尺寸可以例如由已参照图4讨论的每个超帧的CFP 37的时长来确定。就是说，可以使用CFP中的GTS设立同步流。

在该实施例中，假设协调器处的可用流式传输数据管道被划分为三个主要的块：用于医疗紧急情况的数据管道、用于医疗非紧急情况的数据管道和用于非医疗应用的数据管道。当特定数目的医疗流式传输应用设备进入紧急状态时，其他两个类型的流受到限制或者中断，直到进一步的通知。

图12示出了当协调器根据不同设备的危险程度进行管理以按照这些设备对流式传输的需要来协调这些设备时的典型情形。就是说，非医疗网络设备13正在使用现有的流式传输数据管道(以浅阴影示出)向(或从)协调器10流式传输数据，而非紧急医疗设备11D正在经由另一现有管道(以中度阴影示出)进行流式传输。假设协调器从当前紧急的医疗设备11A接收请求，指示设备11A需要将其传感器数据流式传输到协调器，用于允许更密切地监控给定的医疗参数。

协调器10考虑剩余的数据管道。如果可用数据管道是足够的，则如图13中所示(深阴影)协调器可以为网络设备11A分配紧急数据管道。较之其他数据管道，所分配的数据管道是高优先级数据管道，并且被示出为相对宽，指示具有高于其他管道的数据速率的“粗的”数据管道。设备11A随后开始使用该数据管道发送传感器数据。例如，其可以利用宽数据管道来比以前更频繁地获取读数并且将其流式传输到协调器，用于允许医疗参数的密切监控。

然而，注意，紧急的网络设备11A可能不总是需要宽的数据管道。根据正被感测的医疗参数，可能仅流式传输数量有限的数据(例如，患者的脉搏速率)并且在该情况下相对窄的管道将足够用。在该情形下，分配的优先级(例如，确保提供每个超帧中的带宽)将比数量更重要。

现在假设另一医疗设备11B也进入紧急状态。这可能在如下情况下发生，例如，除了医疗设备11A监控的参数之外，由于患者的条件的某种劣化，医疗设备11B监控的生命参数变得危急。如图14中所示，设备11B向协调器10发送流式传输请求。协调器10再次评估剩余的迄今为止未被其他设备占用的可用流式传输管道。如果有足够的资源可用，则以与图13中相同的方式简单地批准流式传输请求。另一方面，如果资源不足，则协调器确定为了新处于紧急情况的医疗设备，哪些非医疗网络设备应停止流式传输并且放弃它们的数据管道。

如图15中所示，它随后向一个或更多个非医疗设备13发送信号(控制帧)以临时停止它们的流式传输。如图16中所示，一个或一些非医疗设备停止它们的流式传输并且管道被分配给医疗紧急设备：就是说，图15中示出的协调器10和网络设备13之间的浅阴影的细管道由协调器10和医疗设备11B之间的较宽的深阴影管道替换。

尽管以上说明为了简单起见停止数据管道，但是应当注意，还可以通过限制现有的流(其随后以较低的位速率继续)来使得资源可用。

在极端情况下，如果超帧中存在未被分配给任何紧急流式传输医疗设备，但是分配给非医疗设备或非紧急医疗设备的资源，则协调器可以额外将这些资源分配给紧急医疗设备以便于减少流式传输延迟。另一方面，如果针对紧急流式传输设备的现有分配已提供了可接受的QoS和延迟分布，则不需要从非紧急应用取走资源。例如，如果紧急流式传输应用具有低的位速率(例如，由于传感器的性质)并且对于所需的QoS和延迟仅需要20％的数据管道，则不需要将整个管道的50％分配给该设备，否则将导致非紧急设备的不需要的延迟和分组丢失。

如图17中所示，现在考虑更多的医疗设备11C进入紧急情况并且需要流式传输数据管道的情形。

协调器遵循与上述过程相似的过程。如果不再有任何非医疗管道将停止，则协调器转向任何非紧急的医疗设备并且要求它们临时放弃它们的流式传输数据管道以接纳新的紧急设备。这里“要求”可以牵涉由协调器向相关设备发送请求(或命令)；协调器可以简单地切断去往这些设备的流而无需许可，但是协调器优选地通知受影响的设备以维持网络中的协调并且避免数据损失。如图18中所示，数据管道被分配给新的紧急设备。

可以预期，网络感测到的一个或更多个参数的紧急条件仅具有临时的时长。例如，在医疗监控的情况下，一旦以信号形式通知了紧急条件并且由网络设备对相关参数密切观察一段时间之后，患者可以由医护人员照顾以便于使他们的条件稳定。或者，在监控工业设施的情况下，可以采取一些行动来纠正紧急情况的起因。如图19中所示，当紧急情况解除时，设备可以返回某个不同的管道布置。可以看到医疗设备11B和11C退出紧急情况并且可用的数据管道在它们之间进行划分。它们接收直径较小(即，位速率较小)的管道。

图20描述了关于所提出的紧急应用的详细的信令协议。该流程图分为两部分：上半部分(步骤S21至S27)涉及响应于新的紧急条件而采取的行动，而下半部分(步骤S31至S36)涉及紧急情况解除时的过程。

在开始时，假设医疗网络设备11B(这里还被称为传感器)进入紧急情况(S21)。这意味着，如已提到的，正由网络设备感测的某个参数已达到某种危急值。从现在起相关网络设备被称为“紧急的”。

在步骤S22中，紧急的网络设备11B向协调器10发送流式传输请求。假设前面概述的诸如IEEE 802.15.4的基于帧的系统，该请求可以具有帧报头中的长为一个八位组的子字段的形式。

在步骤S23中，协调器10考虑是否有足够的资源可用，并且如果是，则简单地批准所需的分配。如果否，即不存在足以立即批准该请求的自由资源，则协调器10要求一个或更多个非医疗设备13停止流式传输。协调器可以在进一步继续之前等待来自非医疗设备13的某种形式的确收。

在后，在步骤S25中，协调器10再次检查是否有足够的资源可用。如果现在答案是“是”，则批准网络设备11B的数据管道。如果答案仍然是“否”，即如果终止非医疗流仍未释放足够的资源，则协调器10向当前非紧急的一个或更多个医疗设备11D发送(S26)停止流式传输的请求/命令。最后，协调器批准(S27)针对设备11B的所请求的流式传输分配。

假设在某一时间之后设备11B发现其自身(步骤S31)不再处于紧急条件，换言之“退出”紧急情况。协调器10以某种方式了解该事实。例如，协调器可以判定每个网络设备是否紧急，而每个网络设备(传感器)可能过于简单以至于不能自行判定这一点。可替选地，协调器10可以接收来自网络设备11B自身或者来自更高级的控制单元的通知。随后协调器计划(S32)如何重新分配设备11B不再需要的资源。在步骤S33中，协调器10向设备11B、11D和13中的每个发送更新的流式传输管道尺寸的通知。在这样做时，协调器将考虑使用图10的表格确定的优先级和图11的流程图。

在步骤S34中，假设某个其他的非医疗设备13提出了对流式传输分配的新请求。协调器10确定(S35)是否有足够的自由资源可用，并且如果“否”，则不批准数据管道(由于非医疗设备被视为具有最低优先级，使得不需要改变针对紧急或非紧急医疗设备的现有分配)。然而，如果在步骤S35中是“是”，则协调器批准所请求的分配(S36)。

图21图示了通常与图9中示出的IEEE 802.15.4帧格式42对应的帧格式42’(仅MAC层)。该格式是对IEEE 802.15.4帧格式的一种可能的修改，以适应不同类型的QoS并且使其适合IEEE 802.15.6。新限定的一个八位组的流式传输索引52负责承载与数据流式传输的性质和所需的位速率相关的信令信息。流索引52可以取如下表中示出的值：

注意，上表允许除了医疗设备之外，非医疗设备也可以处于紧急情况的可能性。这里，网络设备向协调器发送具有被设定为表中的任何值的流索引的请求。如果流索引被设定为值0x00，则这意味着该设备请求新的流。协调器还接收紧急条件的指示(即紧急位)。随后，基于其可用资源，协调器将流索引指配为同一表中的任何值，返回始发设备。如果所指配的流索引值被设定为0x00，则这意味着协调器不向始发设备分配资源。根据表格解释其他值。

假设设备已建立了流，设备将发送被设定为表中的除了0x00之外的任何值的流索引。在该情况下，从设备始发的针对协调器的请求中的流索引意味着设备希望修改现有的流。如果协调器发送被设定为0x00的流索引，则这意味着流的协调器终止。

换言之，向每个流提供数字(流索引)并且借助其中设定该数字的范围，协调器确定流的类型。保留的字段0x00用于未指配的流并且将由网络设备使用以从协调器请求创建新的同步流。网络设备使用流索引的其他值，如协调器在数据流的设立期间动态指配的值，以及如上表中示出的值。协调器为BAN中的每个同步流分配唯一的流索引值。通过重新指配流索引，协调器可以以上文参照图12至19解释的方式重新分配资源。

作为用于将本发明的新型特征集成到已提出的帧结构的另一技术，可以使用MAC命令帧的命令帧标识符(返回参照图9B)。记得MAC命令帧包括命令帧标识符字段440，图22示出了使用在IEEE 802.15.4规范中保留的两个位值，添加关于信道时间请求的新的帧标识符0x0c和关于信道时间响应的新的帧标识符0x0d。

为了使设备从协调器请求流，将附加的MAC命令引入到15.4的MAC命令帧的表格中，该MAC命令与IEEE 802.15.3中提供的相似，被称为信道时间请求(CTRq)。协调器将使用从15.3引入的信道时间响应作为MAX命令帧来响应该请求。

上述协议仅牵涉传感器和协调器。然而，如先前提到的，MBAN可以被实现使得若干个协调器向某种形式的中心监控器报告，这可以是自动的或者在人为监督下。例如，该中心监控器可以位于在医院中监视若干个患者的护士长的桌子上。在该情形下，针对和来自中心监控器并且涉及紧急网络设备的数据传输(例如，来自紧急网络设备的感测到的数据，协调器将该数据中继到中心监控器)也可以以相同的方式进行流式传输。此外，如已提到的，该中心监控器可以协助(甚或接管)协调器的调度任务。

尽管以上描述仅提到无线传感器网络中的传感器和协调器，可能包括中心监控器，但是对于MBAN，可以包括这些类型以外的其他设备。潜在地，干预患者护理的某种装置，诸如药物计量器或者其他致动器设备可以在协调器和/或任何中心监控器的无线控制下布置在网络中。因此，本发明实现的流式传输不限于传感器数据，而且可以是从协调器到该致动器设备的控制值的流，以例如向患者递送药物以使如心率的生命参数稳定。

典型地，上文提到的紧急条件将是患者的医疗条件，因为这被视为本发明的重要应用。然而，这不是唯一可能的应用。传感器可以用于监控非医疗情形下的生命体。例如，可以使用传感器BAN来监控处于风险之中的任何人(示例：老人或虚弱的人、或者孩子；处于危险环境中的人，等等)。在该情况下，紧急条件将表示诸如事故的某种形式的物理威胁，并且可以再次使用流式传输来改进与监控紧急情况相关的与传感器的通信的可靠性。例如，流可以包含来自生命体上佩戴的相机的实时视频。

此外，本发明不限于用在生命体上。存在BAN人或其他生命体以外的许多可能性。一种可能性是能够检测诸如任务关键工业环境(例如，发电站)中的许多潜在情形的工业紧急情况的WSN。这可以应用于工厂环境中的多个控制点。例如，我们可以考虑工厂的加热装置中的温度传感器或者食品生产线的压力阈值。此外，如所提到的，非医疗设备可以用于安全和保安目的，在例如检测到烟或者人入侵到安全区域时声明紧急情况。正如医疗紧急情况，以上流式传输和QoS措施可以应用于这些系统中的紧急情况。因此，权利要求中的术语“实体”将被解释为涵盖除了生命体以外的任何这样的工业环境。

因此，本发明的实施例可以具有任何如下特征：

*在调度流式传输序列和它们的所分配的数据速率(即数据管道有多粗)时牵涉紧急状态。

*基于优先级的新型的调度机制，特别设计用于在存在非医疗应用和非紧急医疗应用的情况下调度流式传输数据管道。

*用于流式传输数据的新的请求机制，其使得紧急医疗应用的最高优先级处置成为可能。

*通过引入用于IEEE 802.15.4的新的流式传输请求字段，相关的新型的用于IEEE 802.15.6的控制帧结构。

*依赖于三个等级的数据速率和延迟，流式传输的QoS针对应用性质(医疗或非医疗)和潜在紧急情况的潜在映射。

*当存在紧急流式传输数据时减慢并且甚至临时停止非医疗流式传输的概念。

工业适用性

本发明的实施例可以提供一个或多个如下优点：

(a)许多涌现的无线传感器医疗应用有潜力用于数据流式传输。特别是紧急情况中的医疗数据的流式传输是挑战性的任务。当前的专利方案保证在紧急情况下提供安全的数据管道。所提出的流式传输调度机制确保可以在紧急和非紧急医疗服务之间公平地划分可用数据速率。

(b)所提出的调度机制是动态的，意味着响应于解除紧急条件，非紧急流式传输可以继续或者回到较高的数据速率，提供了考虑医疗情形的严重性的资源的公平分配。

(c)避免高度危急的紧急应用的流式传输数据的差的质量，减少了人为错误，并且潜在地挽救了可能经历紧急条件的患者的生命。

(d)改进了医疗系统中的紧急响应的人力成本和效率。

(e)通过促进紧急情况中的来自传感器的传感器数据的可靠传送，改进了医疗MBAN系统中对紧急情况的了解。

本发明的实施例可以具有在通过使用MBAN促进紧急管理时发挥的重要作用。可以注意以下情形：

(i)通过使用在全球数以亿计的具有心脏问题的患者身体上的形成MBAN的无线传感器，可以在医院中或者在家里监控这些患者。MBAN可以针对这样的患者提供额外移动性。然而，对于在诸如异常心脏功能的情形或者诸如心脏病发作的更严重情况下的这组患者，至关重要的是确保可靠的通信信道以确保不会遗漏紧急或警报信号。本发明提供了安全的紧急触发机制，通过发送即时ACK或“紧急确收”使得所有牵涉的实体了解紧急情况

(ii)全球数以亿计的人受糖尿病困扰。近来已经考虑用于葡萄糖测量的可植入或者非入侵式方法。MBAN可以用于24小时监控患者的葡萄糖水平信息。存在如下情形：患者的葡萄糖水平脱离图表并且需要针对患者的紧急地理定位以及其他必要的紧急医疗手术。

(iii)MBAN可以用于在数据丢失可能威胁生命的重病特别护理中监控患者的同时收集感测到的数据。

(iv)改进了医疗系统中的紧急响应的人力成本和效率。

(v)改进了医疗MBAN系统中对紧急情况的了解。

(vi)通过使紧急响应处理自动化来减少人力成本。

(vii)虽然主要设想用于低数据速率应用，但是MBAN可以应用于流式传输视频/音频数据的传输，其中个别分组的损失是关键的并且影响质量。错误数据可能对紧急情况下的疾病诊断具有负面影响。

(viii)对于医疗诊断，MMR或者X射线图像需要很清晰以便于医生适当地对患者进行诊断。因此，可靠数据传送同样是必需的。

总而言之，本发明可以提供用于在无线传感器网络中分配资源的技术，该网络具有包括使用多个具有传感器的网络设备对患者进行医疗监控的功能，该方法包括步骤：通过网络中的网络设备感测患者的生命参数；辨认关于参数的紧急条件的存在；网络设备向网络的协调器发送对流式传输的请求；协调器连同来自网络中的其他设备的任何其他请求一起接收(S12)该请求；以及协调器通过调度如下分配中的一个来批准(S14、S16)每个请求：用于处于紧急条件的网络设备的具有最高优先级的流式传输分配；用于未处于紧急条件的感测生命参数的网络设备的具有中等优先级的流式传输分配；以及用于未感测患者的任何生命参数并且未处于紧急条件的网络设备的具有最低优先级的流式传输分配。可以相对于患者的一个或更多个医疗参数来限定紧急条件。该方法可以应用于例如，使用根据IEEE 802.15.6操作的MBAN在医院中监控患者。

本发明可以采取新型传感器、协调器或者用于它们的硬件模块的形式，并且可以通过替换或者修改传感器和/或协调器的处理器执行的软件来实现。

因此，本发明的实施例可以在硬件中实现，或者被实现为在一个或更多个处理器上或者在其组合上运行的软件模块。本发明也可以实施为用于实现这里描述的技术中的部分技术或者所有任何技术的一个或更多个设备或者装置程序(例如计算机程序和计算机程序产品)。实施本发明的这些程序可以存储在计算机可读介质上或者可以例如具有一个或更多个信号的形式。这些信号可以是可从互联网网站下载的数据信号，或者是在载体信号上提供的数据信号，或者是具有任何其他形式的数据信号。

虽然上文的描述已涉及作为示例的IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6，但是本发明可以应用于任何类型的基于帧的无线传感器网络或MBAN(不论其是否根据IEEE 802.15.6操作)，以及其他类型的BAN(即使在这些BAN并非医疗体域网的情况下仍需要改进紧急情形中的通信的可靠性)。

Claims

1.一种用于与无线传感器网络中的其他网络设备一起使用的协调器，包括：

收发器部件，被布置为接收由所述网络设备中的至少一个发起的对流式传输的请求；以及

调度部件，被布置为通过根据所述网络中的条件确定的程度分配网络资源来批准所述请求，所述条件包括发起所述请求的所述网络设备是否处于紧急条件。

2.根据权利要求1所述的协调器，其中所述调度部件响应于在所述请求中接收到的或者由其他部件独立接收到的紧急条件的声明。

3.根据权利要求1或2所述的协调器，用在生命体的医疗监控中牵涉的无线传感器网络中，其中所述条件进一步包括请求网络资源的网络设备是否是医疗设备。

4.根据权利要求3所述的协调器，其中所述紧急条件牵涉关于正被发起所述请求的网络设备的传感器感测的生命参数的医疗紧急情况。

5.根据权利要求3或4所述的协调器，其中所述调度部件被布置为通过调度任何如下类型的分配来批准所述请求：

用于紧急条件下的设备的具有最高优先级的流式传输分配；

关于非紧急条件下的非医疗设备的具有最低优先级的流式传输分配。

6.根据权利要求5所述的协调器，其中流式传输分配的优先级确定去往或来自所述网络设备的传送的延迟时间、去往或来自所述网络设备的数据管道的尺寸以及相对来自其他网络设备的请求的优先中的至少一个。

7.根据权利要求5或6所述的协调器，被布置为以帧为单位与所述网络设备进行无线通信，其中在所述收发器部件接收到包含所述请求的帧时，所述调度部件响应于帧报头中包括的流式传输请求。

8.根据权利要求7所述的协调器，其中所述调度部件被布置为设定指示所请求的流式传输分配的类型的流索引，并且所述收发器部件被布置为传送在其帧报头中包含所述流索引的帧。

9.根据前述权利要求中任一项所述的协调器，其中所述调度部件被进一步布置为在必要时取走分配给网络中的现有流的网络资源以批准从紧急条件下的网络设备发起的所述请求。

10.根据前述权利要求中任一项所述的协调器，其中所述调度部件被进一步布置为，响应于所述网络设备解除其紧急条件，向其他网络设备重新分配已被分配给该网络设备请求的流的资源。

11.一种用在无线传感器网络中的网络设备，包括：

传感器，用于感测由网络监控的实体的参数；

紧急情况辨认部件，用于辨认关于所述参数的紧急条件；以及

请求部件，响应于所述辨认部件辨认紧急条件，向所述网络中的协调器传送对流式传输的请求。

12.根据权利要求11所述的网络设备，其中所述紧急情况辨认部件自身根据所述传感器感测的数据来检测所述紧急条件的存在，并且所述的对流式传输进行修改的请求包括所述紧急条件的指示。

13.根据权利要求12所述的网络设备，其中所述请求部件被布置为通过如下方式传送所述请求：传送具有包含流索引的帧报头的帧和/或传送介质接入控制MAC命令帧，所述流索引被设定为表示未指配的流的预先布置的值，在所述MAC命令帧中命令帧标识符表明信道时间请求。

14.一种无线传感器网络，包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的协调器以及多个根据权利要求11、12或13所述的网络设备。

15.一种在无线传感器网络中分配资源的方法，所述网络具有包括使用多个具有传感器的网络设备对患者进行医疗监控的功能，所述方法包括步骤：

通过所述网络中的网络设备感测所述患者的生命参数；

辨认关于所述参数的紧急条件的存在；

所述网络设备向所述网络的协调器发送对流式传输的请求；

所述协调器连同来自所述网络中的其他设备的任何其他请求一起接收所述请求；以及

所述协调器通过调度如下分配中的一个来批准每个所述请求：

用于未感测所述患者的任何生命参数并且未处于紧急条件的网络设备的具有最低优先级的流式传输分配。