CN114513539B - 一种基于ran组网架构的医疗系统及医疗数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于RAN组网架构的医疗系统及医疗数据传输方法。系统包括：远程医疗终端、上行接入网设备、5G核心网、下行接入网设备和医院设备，上行接入网设备和下行接入网设备部署有uRLLC切片和eMBB切片。远程医疗终端基于上行接入网设备的uRLLC切片，将uRLLC医疗数据发送至5G核心网，并基于上行接入网设备的eMBB切片，将eMBB医疗数据发送至5G核心网，uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据携带有指示对应接收的切片的标识。5G核心网将接收到的来自远程医疗终端的uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据发送至下行接入网设备，由下行接入网设备将uRLLC医疗数据发送至接入下行接入网设备中标识匹配的uRLLC切片的医院设备，并将eMBB医疗数据发送至接入下行接入网设备中标识匹配的eMBB切片的医院设备。

Description

一种基于RAN组网架构的医疗系统及医疗数据传输方法

技术领域

本文件涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于RAN组网架构的医疗系统及医疗数据传输方法。

背景技术

基于移动通信、大数据、人工智能等技术的快速发展，移动医院可以承载更为先进的医疗设备、可以实施更加智能的诊疗手段，例如超超高清视频专家在线诊疗、危重急救护理、人工智能影像诊断、临床检验大数据分析。然而，传统移动医院依靠4G通讯系统已不能支持这些先进医疗方式的实现，严重制约了移动医院的发展。一方面是因为传统的4G通讯系统传输速率较低，不支持在线诊疗所需要的超高清视频实时传输；另一方面是因为4G技术不能满足高速、低延迟、高可靠性以及大容量连接的医疗应用需求。

因此，如何基于未来5G网络实现医疗数据传输具有非常重要的意义。

发明内容

本发明实施例目的是提供一种基于RAN组网架构的医疗系统及医疗数据传输方法，能够根据uRLLC切片和eMBB切片的特点，有针对性地传输医疗数据，满足高速、低延迟、高可靠性以及大容量连接的医疗应用需求。

为了实现上述目的:

第一方面，本发明实施例提供一种基于RAN组网架构的医疗系统，包括：远程医疗终端、上行接入网设备、5G核心网、下行接入网设备和医院设备，所述上行接入网设备和所述下行接入网设备部署有uRLLC切片和eMBB切片；其中：

所述远程医疗终端基于所述上行接入网设备的uRLLC切片，将产生的uRLLC医疗数据发送至所述5G核心网，以及，基于所述上行接入网设备的eMBB切片，将eMBB医疗数据发送至所述5G核心网，所述uRLLC医疗数据携带有指示所述下行接入网设备中对应接收的uRLLC切片的标识，所述eMBB医疗数据携带有指示所述下行接入网设备中对应接收的eMBB切片的标识；

所述5G核心网将接收到的来自所述远程医疗终端的uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据发送至所述下行接入网设备，以由所述下行接入网设备将uRLLC医疗数据发送至接入所述下行接入网设备中标识匹配的uRLLC切片的医院设备，以及将eMBB医疗数据发送至接入所述下行接入网设备中标识匹配的eMBB切片的医院设备。

第二方面，本发明实施例提供一种医疗数据传输方法，包括：

将预先分类的uRLLC医疗数据，通过上行接入网设备的uRLLC切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的uRLLC切片的医院设备进行接收，其中，uRLLC医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的uRLLC切片的标识；以及，

将预先分类的eMBB医疗数据，通过上行接入网设备的eMBB切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的eMBB切片的医院设备进行接收，其中，eMBB医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的eMBB切片的标识，uRLLC医疗数据所需的带宽资源占用量低于eMBB医疗数据传输所需的带宽资源占用量。

本发明实施例的系统，按照实际的远程医疗需求，将需要稳定可靠传输的医疗数据分类为uRLLC医疗数据，由配置的uRLLC切片进行传输，将需要大宽带的医疗数据分类为eMBB数据，由配置的eMBB切片进行传输，显然，通过有针对地选择不同业务类型的切片来传输适合的医疗数据，可以做到在一个远程医疗场景下，远程医疗终端产生的所有医疗数据基本都能够按照医疗需求传输至医院侧，能够有效辅助医疗人员作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于RAN组网架构的医疗系统的第一种架构示意图。

图2为本发明实施例提供的医疗系统的第二种架构示意图。

图3为本发明实施例提供的医疗系统针对切片配置的逻辑示意图。

图4为本发明实施例提供的医疗系统的工作流程示意图。

图5为本发明实施例提供的医疗数据传输方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

医疗领域对快速援助和治疗的需求一直是社会高度关注的问题。因此，越来越需要不同领域专家之间密切交流、协调协作，也需要确保医院工作人员、患者、医疗设备三者之间的流动性。一些偏远地区由于受自然灾害、严重军事纠纷或道路事故影响，导致医疗设施不可用或医疗资源有限，而移动医院通过利用蜂窝网络，可以为那些身处偏远地区的患者带来便利，为他们提供及时全面的诊断和医疗。

近年来，随着移动通信、大数据、人工智能等技术的快速发展，移动医院可以承载更为先进的医疗设备、可以实施更加智能的诊疗手段，例如超超高清视频专家在线诊疗、危重急救护理、人工智能影像诊断、临床检验大数据分析。而如前文所述，传统移动医院依靠4G通讯系统已不能支持这些先进医疗方式的实现，严重制约了移动医院的发展。

国际电信联盟对于5G定义的三个业务场景分别是增强型移动宽带(EnhancedMobile Broadband，eMBB)，其特征是具有大带宽以支持高数据率，例如超高清视频流；以高可靠性和超低时延服务为特征的超可靠和低时延通信(ultra-reliable low latencycommunications，uRLLC)；大规模机器类型通信(massive Machine Type ofCommunication，mMTC)，其特征是由大量物联网设备提供的具有高连接密度要求的服务。而这些特性刚好支持先进移动医院系统的高要求，为移动医院的高质量医疗数据传输提供了有效技术途径。5G网络的高宽带功能保证了大量医疗数据的高速处理、超高清流媒体视频和图像数据的高可靠性传输；5G支持高密度连接，可以同时连接大量的医疗设备和仪器、可穿戴设备和摄像机；并且5G可以实时传输设备产生的医疗数据来保证伤患的治疗，避免出现网络拥塞现象；5G网络的低延迟特性可以辅助实现虚拟现实的医疗应用，使远程站点和医疗中心的医生们可以像在同一个房间一样协作工作，也就是说，远程手术画面和伤患的生命体征可以实现几乎没有延迟地从远程站点实时传输到医疗设备或医疗中心的屏幕监视器。因此，研发5G通信与移动医疗技术融合的行业终端与系统具有必要性和急迫性。

5G网络的特性填补了4G的空白，给予了医疗领域诸多潜在支持，成为移动医院系统中的有效传输手段。作为支持多样化5G服务的关键基础，网络切片是一种网络架构，通过在公共网络基础架构上部署和运行多个虚拟化和逻辑网络来实现。5G网络切片技术通过虚拟化将一个物理网络划分为多个虚拟逻辑网络(切片)，每个虚拟网络对应一个不同的应用场景。根据不同的业务需求，提供不同的网络资源，以最合适的方式将不同的应用场景连接到网络，提高网络资源的利用率。网络切片与5G相结合可以同时支持上文所述的eMBB、mMTC和uRLLC这三种业务场景的服务。

为此，本申请提出的一种基于无线接入网(Radio Access Network，RAN)组网架构的医疗系统，能够利用5G的网络切片技术，对不同业务要求的医疗数据实现有针对性的传输，从而支持远程医疗应用。

图1是本发明实施例基于RAN组网架构的医疗系统的结构示意图，包括：远程医疗终端101、上行接入网设备102(如上线传输线路的网关、基站等)、5G核心网103、下行接入网设备104(如下线传输线路的网关、基站等)和医院设备105。在RAN组网架构下，上行接入网设备102和下行接入网设备104可以针对上文所介绍的uRLLC业务类型和eMBB业务类型部署专用的网络切片，即uRLLC切片和eMBB切片。其中：

所述远程医疗终端101可以但不限于包括救护车和移动医疗站点等医院外的异地医疗节点，或者是这类异地医疗节点中的医疗设备，能够基于上行接入网设备102的uRLLC切片，将产生的uRLLC医疗数据发送至所述5G核心网103，以及，基于上行接入网设备102的eMBB切片，将eMBB医疗数据发送至所述5G核心网103。

本发明实施例中，eMBB医疗数据是指传输需要占用大量带宽资源的数据，例如：患者的高清视频采集数据，这类医疗数据与eMBB业务类型的大带宽传输特性相符，因此被定义为eMBB医疗数据。uRLLC医疗数据是指需要稳定可靠传输的数据，例如：患者的生命体征数据(体温、心率、血压、血氧饱和度、心电图等数据)，这类医疗数据与uRLLC与eMBB业务类型的超可靠和低时延通信的传输特性相，因此被定义为uRLLC医疗数据。uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据需要携带有指示下行接入网设备中对应接收的切片的标识。

可以看出，uRLLC医疗数据所需的带宽资源占用量要低于eMBB医疗数据传输所需的带宽资源占用量。

之后，所述5G核心网103将接收到的来自远程医疗终端101的uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据发送至所述下行接入网设备104，从而通过下行接入网设备104将uRLLC医疗数据发送至医院中相对应的医院设备105。例如：下行接入网设备104根据接收到的uRLLC医疗数据中的标识，确定自身部署的相匹配的目标uRLLC切片，并将uRLLC医疗数据转发至接入该目标uRLLC切片的医院设备105中；同理，下行接入网设备104根据接收到的eMBB医疗数据中的标识，确定自身部署的相匹配的目标eMBB切片，并将eMBB医疗数据转发至接入该目标eMBB切片的医院设备105中。

这里以eMBB医疗数据为例，上文介绍了eMBB医疗数据可以包括高清视频采集数据，因此可以针对视频医疗业务，配置eMBB切片，患者的高清视频采集数据则可以由下行接入网设备104发送至医院中接入eMBB切片的图像显示器中，以向医疗人员呈现患者的高清视频；或者，这里以uRLLC医疗数据为例，上文介绍了uRLLC医疗数据可以包括心电图数据，因此可以针对心电远相关的远程医疗业务，配置uRLLC切片，患者的心电图数据则可以由下行接入网设备104发送至医院中接入uRLLC切片的心电监护仪中。本申请实施例中，医院设备的5G通信模块会配置用于接收其所属医疗数据的切片的标识，可以按照切片的标识接入下行接入网设备104相匹配的切片的网络。

基于上述内容可知，本发明实施例的系统，按照实际的远程医疗需求，将需要稳定可靠传输的医疗数据分类为uRLLC医疗数据，由配置的uRLLC切片进行传输，将需要大宽带的医疗数据分类为eMBB数据，由配置的eMBB切片进行传输，显然，通过有针对地选择不同业务类型的切片来传输适合的医疗数据，可以做到在一个远程医疗场景下，远程医疗终端产生的所有医疗数据基本都能够按照医疗需求传输至医院侧，能够有效辅助医疗人员作业。

在上述基础之上，本发明的系统还可以引入上行无线电云中心106负责对上行接入网设备102中各业务类型的uRLLC切片和eMBB切片的配置。例如：uRLLC医疗数据和eMBB的传输信道，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的最大比特率、调度优先级和数据块利用率，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的无线资源控制策略、容量配置策略以及切片操作无线电资源管理策略等。

同理，引入下行无线电云中心107主要负责对下行接入网设备104中各业务类型的uRLLC切片和eMBB切片的配置。例如：uRLLC医疗数据和eMBB的传输信道，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的最大比特率、调度优先级和数据块利用率，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的无线资源控制策略、容量配置策略以及切片操作无线电资源管理策略等。

具体地，上行无线电云中心106和下行无线电云中心107可以实现对各自接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片进行动态的带宽资源分配，从而以医疗角度出发，在有限的带宽资源条件下，对uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据进行有优先区别的传输。

即，上行无线电云中心106用于监控上行接入网设备102中的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，并根据监控到的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，对上行接入网设备102的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源进行调整。例如：在上行接入网设备102的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值。

同理，下行无线电云中心107用于监控下行接入网设备104中的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，并根据监控到的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，对下行接入网设备104的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源进行调整。例如：在下行接入网设备104的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中。

同时，为了避免uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据在同一时间抢占资源，本发明实施例的远程医疗终端101可以分时的方式，来发送uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据。

在实际应用中，本发明的系统可以以业务为粒度，来配置负责传输的uRLLC切片或eMBB切片。也就是针对一个业务，上行接入网设备102和下行接入网设备104各自配置相对应的uRLLC切片或eMBB切片。

因此，在一种可行的实现方式中，上行接入网设备的uRLLC切片和下行接入网设备的uRLLC切片一一对应，均采用所属的业务标识来作为切片的标识。通过切片的标识，下行接入网设备104可以

下行接入网设备104的uRLLC切片负责接收来自上行接入网设备1042中相对应的uRLLC切片的uRLLC医疗数据。同理，下行接入网设备104的uRLLC切片一一对应，下行接入网设备104的uRLLC切片负责传输来自上行接入网设备102中相对应的uRLLC切片的uRLLC医疗数据。

下面结合实际的应用场景，对本发明的系统进行详细介绍。

受5G网络切片发展的启发，本发明的应用场景提出了一种严格满足5G网络切片参数要求的用于移动医院系统的医疗数据传输技术。该医疗数据传输技术使用了网络切片技术，而该网络切片技术专用于医疗数据传输和接收，同时也应用于具有eMBB和uRLLC切片设计的5G蜂窝网络中的无线接入网络。该网络切片技术具有超高传输可靠性、超高吞吐量超低延迟，因此，可以提供更有效的远程监测和诊断，可以对于来自受自然灾害或道路事故影响的远程站点的患者进行实时健康状况监测和预处理。

图2是医疗系统的总体架构示意图。移动医院系统中的视频传输涉及两类医疗数据。第一类医疗数据是救护车内的4K格式视频流。摄像头从救护车内采集视频并传输到医疗中心，以便对那些有在线治疗需要的患者进行可靠监控。同时，该视频传输系统允许位于医院的医生在视觉上虚拟地进入整个救护车内部，通过观察患者并远程提供预处理的实时指导，实现与救护车上的同事协作第二类医疗数据主要包括患者的生命体征(体温、心率、血压、血氧饱和度、心电图等)、图像以及一些患者远程手术的实时视频，这类医疗数据在医疗行业工作中称为临床数据，这些数据也是用于实时监测、指导和预处理。需要说明的是，本应用场景不关注视频编码和解码的改进，也不关注临床数据的无损压缩和加密，这里不对未涉及改进的现有技术再举例赘述。

假定远程站点与医疗中心位于相距较远的两个地方，为了简单起见，考虑两个不同的小区(小区1和小区2)5G蜂窝网络，只考虑两个小区主要是基于远程站点和医疗中心之间的最终距离，传输的医疗数据包括患者以4K格式录制的视频和其他数据，如体温、血压、血氧饱和度、心电图等。假设救护车不移动并且在小区1内，小区1用于上行链路场景以将医疗数据传输到基站1，再通过小区2中的基站2将数据转发到医疗中心。这里可以将基站2到医疗中心的数据传输视为系统的下行链路场景。

本应用场景在每个小区的无线接入网上应用网络切片进行数据传输，获得更高的网络资源利用率和吞吐量。提出的技术包括在网络的每个小区内共享同一云无线接入网络的两种类型的切片：专用于上行链路中的4K视频传输及其在下行链路中用于接收的eMBB切片，以及专用于上行链路中的其他医疗数据传输及其在下行链路中用于接收的uRLLC切片。参考图2，eMBB切片专用于救护车内4K诊断视频传输和接收，uRLLC切片专用于临床数据传输和远端监控患者的非高清视频数据接收。主要目标是在切片间有效地共享带宽资源，以实现更高的传输速度和更低的医疗数据延迟。

为了方便理解，这里只考虑上行链路和下行链路的每个部分中的两个用户设备，可以分别用

和

(k＝1,2,3……K)表示从上行链路eMBB切片和uRLLC切片传输数据的用户设备。同样地，分别用

和

表示在下行链路eMBB切片和uRLLC切片中接收数据的用户设备。

在上行链路场景中，安装在救护车内部的4K摄像头用于从移动医院系统的远程位置记录病人的健康状况，录制的视频被分配给eMBB切片，并传输到5G医疗网关

该网关将视频数据传输到基站1，并最终到达医院中接入基站2的eMBB切片的医院设备。同样地，在uRLLC切片中，另一个5G医疗网关

从一些医疗设备和监控摄像头发送临床数据和监控视频数据，并最终到达医院中接入基站2的uRLLC切片的医院设备。在这两种情况下，5G医疗网关定期收集数据，以建立与云无线接入网络的连接。

为了灵活地将无线电资源分配给不同的切片，无线电云中心配置了软件定义网络(Software Defined Network，SDN)。SDN由切片应用程序和逻辑集中控制器组成。控制器实时负责切片过程，切片应用程序通过北向接口与控制器交互来负责切片过程。切片应用程序由两个不同的模块组成，第一个模块称为“eMBB应用程序”，存储eMBB相关的流量信息，包括来自患者的4K视频流；第二个模块是指“uRLLC应用程序”，存储包括其他医疗数据在内的uRLLC相关的流量信息。每个数据类别的流量概况可以通过一个名为无线接入网信息库的数据库获得，该数据库位于SDN控制器内。要分配给每个切片的资源数量由“切片应用程序”通过每个模块来标识。小区的基站1链接到远程无线电单元，该远程无线电单元通过前传链接到无线电云中心。无线电云中心通过南向接口连接到软件定义网络控制器，通过交换机连接到5G核心网。在下行链路中，基站2将医疗数据转发给各自扇区内的用户设备。即，4K视频数据被转发到医疗中心中属于eMBB切片的适当医院设备，并且其他临床医疗数据也被转发到医疗中心属于uRLLC切片的适当医院设备。

其中，无线资源池的配置和操作对于实现5G无线接入网切片非常重要，该无线资源池被分配给无线接入网节点用于交付不同服务。无线接入网节点的带宽占用以更灵活的方式被安排到多个传输信道中。对于要在单个小区的上行链路和下行链路中实现复用的两种类型的切片，且这两种类型的切片需要同时实现无线电资源的有效利用，因此需要考虑以下方面：

1)如何将特定于某一切片的无线电接口协议适配于同一小区。

2)如何管理分配给小区内用户设备的无线电资源，以便于每个切片可以提供预先建立的容量级别。

3)如何在每个切片的基础上优化无线资源管理策略和配置。

为了解决上述问题，本应用场景提出了一种基于无线协议的无线接入网络切片配置，该配置框架如图3所示。它涉及一组跨无线接入网三层节点(第一层、第二层、第三层)的协议功能。两个切片中的每一个切片都将使用各自单独的第三层和第二层，并使用公共的第一层。该框架还包括用作每个切片上下文实例化基线的无线接入网切片描述符，以及以其功能为特征的所有层的切片描述符。基于不同切片的专用服务，使用特定序号为每个无线接入网片分配通用标识序号。

第三层切片描述符用于指定已运行切片的容量分配、无线资源控制(RadioResource Control，RRC)能力集以及切片操作无线电资源管理(Radio ResourceManagement，RRM)策略。无线电资源管理功能包括无线电许可控制(Radio AdmissionControl，RAC)、无线电承载控制(Radio Bearer Control，RBC)和连接移动性控制(Connection Mobility Control，CMC)，其中连接移动性控制用于激活和维护无线电协议站的数据传输服务。

第二层切片描述符通过定义每个终端设备的聚合最大比特率(AggregatedMaximum Bit Rate，AMBR)来指定层能力集、切片调度优先级和数据资源块(Data ResourceBlocks，DRB)利用率。数据资源块分组传输在第二层媒体访问控制(Medium AccessControl，MAC)子层中以及在来自第一层的一些传输信道上被调度和复用。

两个无线接入网切片被配置为共享相同的逻辑信道，例如广播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCH)、寻呼控制信道(Paging Control Channel，PCCH)和公共控制信道(Common Control Channel，CCCH)，这些信道将用于跨第三层和第二层的医疗数据传输。此外，专用业务信道(Dedicated TraffiCChannel，DTCH)和专用控制信道(Dedicated Control Channel，DCCH)将用于将第二层的4K视频流链接到eMBB切片中的QoS流，并将第二层的临床数据链接到uRLLC切片中的QoS流。

第一层切片描述符指定无线电资源分配和第一层传输服务能力，该服务通过优化的传输信道在第一层与第二层之间传输。例如，在eMBB切片中，优化的传输信道在第一层和第二层之间传输4K视频流；在uRLLC切片中，优化的传输通道在第一层和第二层间传输临床数据。

图4是本应用场景的流程示意图。本应用场景主要目的是分配上行链路eMBB切片和uRLLC切片所需的网络资源，以便以高吞吐量、高可靠性和低延迟来传输医疗数据，该技术基于软件定义网络作为切片调度器，基于软件定义网络控制器做出的调度决策进行资源块的分配，然后，“切片应用程序”在考虑eMBB和uRLLC服务需求的情况下远程做出调度决策，如图2所示。“eMBB应用程序”和“uRLLC应用程序”将通过北向接口向软件定义网络控制器发送服务请求，例如，当需要传输救护车内4K视频时，“eMBB应用程序”将被初始化，所请求的资源量需要确保负责传输的5G医疗网关具有非常高的传输吞吐量。同样，当需要传输临床数据时，“uRLLC应用程序”将请求一定的资源量，为负责传输的5G医疗网关提供保证超高可靠、高吞吐量和极低延迟传输。然后，软件定义网络控制器将通过分别向“eMBB应用程序”或“uRLLC应用程序”分配一定的资源量以满足各自切片中QoS目标所需，为进一步做出调度决策做准备。软件定义网络分配的资源包括切片的大小(要使用的资源块的数量)及其持续时间(传输时间间隔的数量)。软件定义网络控制器做出调度决策的详细方案见下文。

进一步地，为了实现带宽资源的灵活性调控，可以进行以下传输配置：

第一，救护车内4K视频和临床数据分时传输。第二，当救护车内4K视频正在传输时，假设eMBB切片处于峰值会话，并且假设在该时段内uRLLC片处于常规会话，在这种情况下，eMBB切片将被视为优先切片。第三，在传输临床数据时，假设uRLLC切片处于峰值会话，并假设eMBB切片在此期间处于常规会话，在这种情况下，uRLLC切片将被视为优先切片。这样做的目的是，保证在有需要的情况下，以不影响其他服务(普通数据)的方式，在高峰会话中将额外的资源块分配给优先切片。

在传输时间间隔tti内分配给特定切片的资源块数量(单位带宽资源)为ω^allocated(tti,s)，该切片在tti的传输期间需要传输的资源块的数量为ω^required(tti,s)，每个切片的大小将动态调整。如果在优先切片中ω^allocated(tti,s)<ω^required(tti,s)，则“切片应用程序”将利用另一个切片(非优先切片)ω^allocated(tti,s)的剩余部分来将其传输到优先切片。这样的话，非优先切片的未使用资源被利用并分配到优先切片。综上所述，要实现超高的吞吐量、超低的延迟和超高可靠性，一旦触发每个切片的峰值会话，将(在需要时)向其分配更多资源。此外本发明提出的资源分配方式保证了两个切片中其他服务的性能，理由如下：

1)当切片的峰值会话由于4K视频或临床数据传输而被触发时，当前切片会获得额外的资源，而其他服务不会受到影响。

2)当被传输切片的资源百分比不会受到其他服务的影响，因为它在该时间间隔tti内不是优先切片(不传输任何医疗数据)，并且其传输的资源百分比未被使用。

本发明的重点在于解决移动医院系统中的数据传输可靠性、速度和延迟问题。本发明使用具有切片技术的5G蜂窝网络来进一步增强移动医院系统在传输可靠性、吞吐量和延迟方面的性能。总的来说，本发明将远程患者监测、预处理和手术技术有所改进，还将改善医疗设施有限的偏远地区处理突发卫生事件的方式，使这些地区的医疗队能够更快地做出反应，提供更好的护理，来拯救更多的生命。

此外，对应于图1所示的医疗系统，本发明实施例还提供一种医疗数据传输方法。图5是本发明实施例医疗数据传输方法的流程示意图，包括：

S501，将预先分类的uRLLC医疗数据，通过上行接入网设备的uRLLC切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的uRLLC切片的医院设备进行接收，其中，uRLLC医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的uRLLC切片的标识；以及，

S502，将预先分类的eMBB医疗数据，通过上行接入网设备的eMBB切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的eMBB切片的医院设备进行接收，其中，eMBB医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的eMBB切片的标识，uRLLC医疗数据所需的带宽资源占用量低于eMBB医疗数据传输所需的带宽资源占用量。

显然，本申请实施例的方法按照实际的远程医疗需求，将需要稳定可靠传输的医疗数据分类为uRLLC医疗数据，由配置的uRLLC切片进行传输，将需要大宽带的医疗数据分类为eMBB数据，由配置的eMBB切片进行传输，显然，通过有针对地选择不同业务类型的切片来传输适合的医疗数据，可以做到在一个远程医疗场景下，远程医疗终端产生的所有医疗数据基本都能够按照医疗需求传输至医院侧，能够有效辅助医疗人员作业。

此外，在上述基础之上，还可以基于医疗需求角度出发，在有限的带宽资源条件下，对uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据进行有优先区别的传输。即，本申请实施例的方法还包括：

将上行接入网设备和/或下行接入网设备中处于峰值会话的uRLLC切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，所述峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值；

和/或，将上行接入网设备和/或下行接入网设备中处于峰值会话的eMBB切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中。

在实际应用中，本申请实施例可以将医疗数据按照业务类型进行划分，得到不同业务类型的医疗数据。比如：针对患者的高清视频采集数据划分一个业务类型，针对患者的生命体征数据作为另一种业务类型；甚至，针对患者的高清视频采集数据，又进一步将来自救护车的部分细分成一种业务类型，将来自移动医疗站点的部分细分成另一种业务类型。

之后，根据各业务类型对于数据传输的带宽要求，设置各业务类型的医疗数据是采用uRLLC切片传输，还是采用eMBB切片传输。比如前文所介绍的，高清视频采集数据需要占用较大的带宽资源，则采用eMBB切片进行传输。

对于每个业务类型，上行接入网设备和下行接入网设备可以配置专属的切片负责传输医疗数据。每个业务类型的切片会设置有该业务类型的标识以进行区分，从而实现各业务类型之间医疗数据的隔离传输。

同时，本申请实施例也可以以业务类型为粒度，来监控eMBB切片和uRLLC的流量，从而及时定位出其中处于峰值会话的业务类型的切片，以进行负载均衡的带宽资源调控。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。此外，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于RAN组网架构的医疗系统，其特征在于，包括：远程医疗终端、上行接入网设备、5G核心网、下行接入网设备和医院设备，所述上行接入网设备和所述下行接入网设备部署有uRLLC切片和eMBB切片；其中：

所述远程医疗终端基于所述上行接入网设备的uRLLC切片，将产生的uRLLC医疗数据发送至所述5G核心网，以及，基于所述上行接入网设备的eMBB切片，将产生的eMBB医疗数据发送至所述5G核心网，所述uRLLC医疗数据携带有指示所述下行接入网设备中对应接收的uRLLC切片的标识，所述eMBB医疗数据携带有指示所述下行接入网设备中对应接收的eMBB切片的标识；

所述5G核心网将接收到的来自所述远程医疗终端的uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据发送至所述下行接入网设备，以由所述下行接入网设备将uRLLC医疗数据发送至接入所述下行接入网设备中标识匹配的uRLLC切片的医院设备，以及将eMBB医疗数据发送至接入所述下行接入网设备中标识匹配的eMBB切片的医院设备；

还包括：

上行无线电云中心，所述上行无线电云中心具体用于：在所述上行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，所述峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值；

下行无线电云中心，所述下行无线电云中心具体用于：在所述下行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，所述峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值；

所述远程医疗终端分时传输uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述上行无线电云中心，用于监控所述上行接入网设备中的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，并根据监控到的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，对所述上行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源进行调整；

和/或，

所述下行无线电云中心，监控所述下行接入网设备中的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，并根据监控到的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源利用率，对所述下行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片的带宽资源进行调整。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述上行无线电云中心还用于对所述上行接入网设备部署：uRLLC医疗数据和eMBB的传输信道，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的最大比特率、调度优先级和数据块利用率，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的无线资源控制策略、容量配置策略以及切片操作无线电资源管理策略；

和/或，

所述下行无线电云中心还用于对所述下行接入网设备部署：uRLLC医疗数据和eMBB的传输信道，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的最大比特率、调度优先级和数据块利用率，每个uRLLC切片和每个eMBB切片的无线资源控制策略、容量配置策略以及切片操作无线电资源管理策略。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述远程医疗终端包括救护车和/或移动医疗站点。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述uRLLC医疗数据所需的带宽资源占用量低于所述eMBB医疗数据传输所需的带宽资源占用量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述uRLLC医疗数据包括患者的生命体征数据，所述eMBB医疗数据包括患者的高清视频采集数据。

7.一种医疗数据传输方法，其特征在于，包括：

将预先分类的uRLLC医疗数据，通过上行接入网设备的uRLLC切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的uRLLC切片的医院设备进行接收，其中，uRLLC医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的uRLLC切片的标识；以及，

将预先分类的eMBB医疗数据，通过上行接入网设备的eMBB切片发送至5G核心网，使得接入下行接入网设备中对应的eMBB切片的医院设备进行接收，其中，eMBB医疗数据携带有指示下行接入网设备中对应接收的eMBB切片的标识， uRLLC医疗数据所需的带宽资源占用量低于eMBB医疗数据传输所需的带宽资源占用量；

在上行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，所述峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值；

在下行接入网设备的uRLLC切片和eMBB切片中处于峰值会话的切片设置为优先切片，并将剩余的其他非优先切片中的闲置带宽资源配置到优先切片中，其中，所述峰值会话是指在单位监控时间或单位监控次数内，切片的平均带宽资源利用率达到预设带宽资源利用率阈值；

所述远程医疗终端分时传输uRLLC医疗数据和eMBB医疗数据。

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