ローミングしながらデバイスをテストする既知の方法の一つは、「徘徊(walk−around)」テストとして知られているものであり、デバイスをネットワーク内を通って物理的に移動させるものである。しかしながら、これは時間がかかるものであり、それほど多くのデータは得られない。徘徊テストを使用してデバイスの負荷テストを行うのは特に困難である。他のテスト方法は、特別な機器を用いてローミングイベントを強制的に起こし、又はシミュレートする。例えば、シールド又はアンテナ減衰器を使用して、APの信号を弱め、それによってローミングイベントを始動させる。しかしながら、これは追加的な特別な機器を必要とし、時間がかかり、やはりそれほど多くのデータが得られない。
一態様によると、非一時的記憶媒体は、ローミングテスト方法を行うために複数の無線アクセスポイント(AP)を制御する無線ローカルエリアネットワークコントローラ(WLC)と通信しているコンピュータによって読み取り可能及び実行可能な命令を記憶し、ローミングテスト方法は、(i)複数のAPのうち、1つの作動中AP(active AP)を除いた全てを作動停止させる動作と、(ii)無線医療用テスト対象デバイス(DUT)を作動中APに接続する動作と、(iii)ローミングイベントを始動させる動作であって、DUTを、動作(i)の作動中APとは異なる第2のAPに接続する動作と、第2のAPを作動中APとする動作と、を含む動作によってローミングイベントを始動させる動作と、を含む。
別の態様によると、ローミングテスト方法は、(i)複数の無線アクセスポイント(AP)のうち、1つの作動中APを除いた全てを作動停止させる動作と、(ii)無線医療用テスト対象デバイス(DUT)を作動中APに接続する動作と、(iii)ローミングイベントを始動させる動作であって、DUTを、複数のAPのうちの動作(i)の作動中APとは異なる第2のAPに接続するステップと、動作(i)の作動中APを作動停止させ、それによって第2のAPを作動中APとするステップと、を含む、ローミングイベントを始動させる動作と、を備える。
更に別の態様によると、無線医療用通信テストシステムは、複数の無線アクセスポイント(AP)と、複数のAPを介し、電気電子技術者協会(IEEE)802.11準拠の通信を使用して情報を送信及び受信するように構成され、更にローミング情報をログ記録するように構成された無線医療用テスト対象デバイス(DUT)と、複数のAPを制御するように構成された無線ローカルエリアネットワークコントローラ(WLC)と、WLCを介して、複数のAPのうちの1つの作動中APを除いた複数のAPのうちの全てのAPを作動停止させ、それによってDUTが作動中APに接続する動作と、WLCを介して、APを制御して、作動中APから作動中APとは異なる第2のAPへとDUTがハンドオフされるローミングイベントを始動させる動作と、DUT及びWLCの少なくとも一方から取得された、始動されたローミングイベントに関する情報を記憶する動作と、を含む動作を行うようにWLCを制御するように構成されたコンピュータと、を備える。
本明細書において説明される手法の1つの利点は、特別な機器を使用することなく、及び無線モバイルテスト対象デバイスを移動させることなく、ローミングテストデータを収集することである。
別の利点は、多くのデータが収集され得ることである。換言すれば、負荷テスト(そこでは、例えば、数千のローミングイベントについてのデータが望ましい)のためのデータが収集され得ることである。
更に別の利点は、短時間でデータが収集されることである。
本発明は、様々コンポーネント及びコンポーネントの配置、並びに様々なステップ及びステップの配置の形態を取り得る。図面は、好ましい実施形態を例示する目的のためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
本明細書において開示されるのは、無線通信システムにおいて動作する無線医療用テスト対象デバイス(DUT)のローミング特性をテストするための手法である。開示される手法は、高周波シールド又はアンテナ減衰器などの如何なる特別な機器も必要とせず、及び1つの無線アクセスポイント(AP)の近傍から別のAPの近傍へのDUTの移動を伴うこともないので有利である。それどころか、開示される手法は、容易にコンピュータで実施可能であり、1つのAPから別のAPへのDUTのハンドオフを起こすためにAPを選択的に作動及び作動停止させるために、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)コントローラ(WLC)を制御することを伴う。APの作動/作動停止は、使用可能にすること/使用不可能にすることによって行われ得、APは効果的にオン/オフされる。
代替的に、APの作動/作動停止は、APの送信電力を調節することによって行われてもよい。APの送信電力を減少させることによって、APから離れるDUTの移動が、(実際にはDUTは静止したままであるにもかかわらず)シミュレートされる。逆に、APの送信電力を増加させることによって、APに向かうDUTの移動が、(やはり実際にはDUTは静止したままであるにもかかわらず)シミュレートされる。従って、ローミングテストを行うためのこの手法は、DUT及びAPの設定パラメータのローミング性能への影響のテストを可能にし、例えば、どの電力レベル(又は相対電力レベル)においてハンドオフが始動されるか、又は、どの電力レベルにおいて通信が完全に失われるかを判定することができる。
開示される手法は、APを制御するためにWLCと通信しているコンピュータ(例えば、WLCを制御するサーバコンピュータ)によって実現され得る。IEEE802.11基準などの従来の無線電子データ通信プロトコルの下で、ローミングイベントに関するデータは、従来、WLC及びDUTの両方において無線通信ログ記録に記憶される。ローミング統計などを取得するために、これらのログ記録は、コンピュータによって、そのWLCとの通信リンクを介して又はローミングテスト中に若しくはローミングテスト後にDUTをコンピュータに物理的に(例えば、物理的USBケーブルを使用して)接続することによって、適切に取得される。
テスト中にはAPは通常の無線通信トラフィックには使用され得ず、テストを行うために病院ネットワークのAPをオフラインにすることは、通常の場合実際的ではないため、開示される技法は、概して、運用中の病院環境においては行うことができないことに留意されたい。しかしながら、開示される技法は、「テストベッド(testbed)」環境において、例えば、専用の「テストベッド」無線ネットワークを使用して無線医療用デバイスの無線通信サブシステムの性能をテストするために使用され得る。開示される技法は、病院が活発に運用されていないとき(例えば、新しい病院が患者に対するサービスを開始する前に、その病院の無線通信ネットワークをテストするとき)、又は、病院ネットワークの一部分をオフラインにすることによって(例えば、単一の階又はケアユニットなどの無線ネットワークを、この単一の階又はケアユニットなどのAPだけをテストのためにオフラインにすることによって、開示される技法を使用してテストすることが想定される)、実際の病院環境において用いられるものとも企図される。
図1を参照すると、医療施設ネットワーク1は、着用式患者モニタ2を含む。着用式患者モニタ2は、複数の無線アクセスポイント(AP)6のいずれかに無線接続することができる。着用式患者モニタ2は、患者のデータを収集し、例えば、心電図(ECG)データ、SpO2データなどの生理学的データが収集され得る。また、着用式患者モニタ2は、収集されたデータ並びにアラーム履歴及びアラーム設定などの他の情報の容易な閲覧を可能にするタッチスクリーンを含み得る。着用式患者モニタ2は、ナースステーションとの音声又は音声/映像通信(例えば、患者が「会話」ボタンを押すことによって彼又は彼女のナースと会話することを可能にする)などの他の機能を提供することが企図される。着用式患者モニタ2は、任意選択的に、USBポート4又は他の物理的データ通信ポートを、データを転送する(例えば、サーバコンピュータ10へと、着用式患者モニタ2のUSBポート4をコンピュータ10のUSBポート14に接続する不図示のUSBケーブルを介して転送する)ために含む。着用式患者モニタ2の一例は、IntelliVue MX40(商標)(Koninklijke Philips N.V.,Eindhoven,the Netherlandsから入手可能)である。
MX40(商標)を説明のための例とすると、患者モニタ2は、患者の首から支持されるポーチ内に配置されるように設計され、様々な患者監視センサ(例えばECG電極)に接続され得る。患者モニタ2は、固有の無線ネットワークを使用して、又は使用可能な無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)(例えば、電気電子技術者協会(IEEE)802.11無線ネットワーク)を使用して、中央ステーション(通常はナースステーション)と無線で通信する。命に関わるデータが通信されているので、通信リンクは信頼性の高いものである必要がある。もしも無線リンクが消失したならば、患者モニタ2はアラームを発し、ナースステーションにおいてアラームが発報し、アラームの原因を判定するために、歩行している患者は追跡され、見つけ出されなければならない。それ故、患者モニタ2及びAP6とのその接続を含めて、無線通信システムを徹底的にテストすることが望ましい。ローミングイベント異常は、分散無線通信システムにおいてはよくある不具合状態であるので、ローミング性能をテストすることは特に重要であり、十分な統計を集めるために、多くのローミングイベント、例えば2,000回〜3,000回のローミングイベントがいくつかのテストプロトコルにおいて行われる、いわゆる「負荷テスト(stress test)」の実行を含むことが好ましい。
図1に戻ると、複数のAP6は、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)コントローラ(WLC)8によって制御される。またWLC8は、サーバコンピュータ10によって制御される。例えば、典型的な病院環境において、電子病院サービス(例えば、入院記録、電子患者記録など)は、病院サーバ10に維持され、病院全体のパーソナルコンピュータ、タブレット若しくはスレートコンピュータ、又は他のデバイスの間での通信は、LANを介して、AP6及びWLC8を備える無線LANによって提供される無線接続性によって、サーバ10に接続する。加えて、デスクトップコンピュータなどのいくつかの据え置き型のデバイスが、追加的に又は代替的に、有線イーサネット(登録商標)(図1には不図示)などの有線LANを介してサーバコンピュータ10に接続し得る。概略的に示されたサーバコンピュータ10は、実際には、相互接続/分散されたコンピューティング資源の様々な構成及びアーキテクチャを備え得る。例えば、サーバは部分的に又は全体的にクラウドベースであってよく、LANを介して又は場合によりインターネットも介して相互接続されたコンピュータを備える。慣習的に、情報技術(IT)職員が、サーバコンピュータ10介してWLC8とやりとりすることによるAP6及びWLC8のパラメータ設定などの操作を含む無線ローカルエリアネットワークの維持を行っている。
開示されるローミングテスト技法を実現するために、サーバコンピュータ10は、ローミングテストモジュール12を更に含み、これは、例えば、図2において説明されるローミングテスト方法を行うためにサーバコンピュータ10によって読み取り可能及び実行可能なスクリプト又は他のソフトウェアを備え得る。WLC8と直接的に又はサーバコンピュータとの接続を介して間接的に通信している別のコンピュータ(不図示)上にローミングテストモジュール12を実現することも代替的に企図される。例えばAPをオン又はオフにすること(本明細書において、APを「使用可能にする」又は「使用不可能にする」とも称される)によって、及び/又はAPの送信電力を設定することによってAP6を制御するために、ローミングテストモジュール12を実行中のコンピュータ(示されているようなサーバコンピュータ10であるか、又はWLC8と通信している別のコンピュータであるかに関わらず)は、WLC8を制御することができる。この制御は、APによって使用される動作周波数の設定、他の通信プロトコルパラメータの設定など、無線通信システムの他のパラメータにまで拡張されることも企図される。
図2を参照すると、例示的なローミングテスト方法が説明され、これは、特にはWLC8を制御してAP6を制御するためにローミングテストモジュール12を実現するスクリプト又は他のソフトウェアを実行することによって、図1のシステムによって適切に行われる。ローミングテストのための準備において、DUT2は、いずれかのAPが正常に動作しているならばそのAPがDUT2と通信可能になるように、AP6のセットの十分に近くに接近される。言い換えるなら、DUT2は、ローミングテストに関与する各AP6の有効通信距離内にある。効果的なテストのために、DUT2とこのように通信可能なAPが少なくとも2つなければならない。テスト中に、DUT2はあちこちに移動されず、静止したままである。また、DUT2は、そのローミング特性がテストされるべき802.11準拠の無線プロトコル又は他の通信プロトコルを介して無線で通信が可能であるように設定される。このことは、DUT2は(もしもそのような機能を有するなら)いわゆる「航空機」モードから解除され、無線通信を作動され、AP6及びWLC8を備える無線通信システムにログインされることを意味する。無線通信システムへのログインは、AP6との通信を可能にするために必要な任意のパスワードベースのログイン又は他の認証を行うことを含む。これらの準備動作が完了した後に、動作20において、ローミングテストモジュール12が起動される。次に、動作22において、1つを除いた全てのAP6が使用不可能とされる。これにより着用式患者モニタ2がどのAP6に接続されるかが制御される。というのは、唯一の使用可能なAP6への接続が強制されるからである。次に、接続されたAP6及び/又はWLC8において行われる動作24において、着用式患者モニタ2とAP6との間の接続が評価される。この評価は、最低限、成功した接続確立(又は、例えばローミングイベントが失敗した場合には、接続の欠如)を記録することを含む。任意選択的に、接続の評価は、接続されたAPの送信電力、通信周波数若しくは他の設定、APにおけるDUT2からの信号強度、又はテストデータ通信のデータ転送速度などの他のパラメータを記録することを含んでもよい。同時に、動作32において、接続は、DUT2において、テスト対象デバイス(DUT)ログ記録30にログ記録されもする。DUTログ記録は、最低限、成功した接続確立(又は接続の欠如)と、接続されたAPの識別子(identification)とを記録する。DUTにおけるログ記録は、DUT2の無線通信インターフェースの送信電力、通信周波数若しくは他の設定、DUT2におけるAP信号の強度、又はテストデータ通信のデータ転送速度などの他の情報を記録してもよい。
例示のために、AP6のセットのうち、動作22において作動中であってDUTに接続されたAPは「作動中AP」と称される。動作24、32はAP6/WLC8及びDUT2のそれぞれにおけるこの接続の特性を記録する。ログ記録24、32の両方が取得されることが好ましいが、ローミングテストによって集められるデータとして、これらのログ記録の一方だけ、つまり、AP/WLCログ記録24だけ又はDUTログ記録32だけを取得することも代替的に企図されることに留意されたい。
次に、動作26において、動作22において接続された作動中APを作動停止させ、動作22において接続された作動中APとは異なる第2のAP(以後、「第2のAP」と称される)を作動させることによって、ローミングイベントが始動される。作動/作動停止動作は、様々なやり方で行われ得る。1つの手法において、現在の作動中APを使用不可能にし、同時に第2のAP6を使用可能にすることによって、ローミングイベントが始動される。(この手法は、本明細書において「強制的ローミング」イベントと称される)。別の始動手法においては、患者モニタ2が第2のAPによって提供されるより強い信号へと切り替えられるまで、作動中APは使用可能なままその送信(Tx)電力が低められ、及び/又は「ローミング対象物」、すなわち第2のAPのTx電力が高められる(この手法は、本明細書において「便宜的(opportunistic)ローミング」イベントと称される)。強制的ローミング及び便宜的ローミングの他に、ローミングイベントを始動させる別の手法が可能であることを、当業者は理解されよう。
動作26は、ローミングイベント、すなわち、動作22において接続された作動中APから第2のAPへのDUT2のハンドオフを生成する。というのは、前者の作動停止及び後者の作動が、IEEE802.11準拠の無線通信プロトコルの自動化されたローミングアーキテクチャに従って(又は、テスト対象の別の分散無線通信プロトコルの自動化されたローミングアーキテクチャに従って)、DUT2を十分な信号を有する唯一の使用可能なAPへと切り替えさせるからである。他のAPは(動作22により)作動中ではないので、ハンドオフは必ず、今や作動停止された動作22の作動中APから今や作動された第2のAPへのものになる。更には、このハンドオフは全体的に、WLC8を介してAP6を制御するコンピュータ10によって引き起こされるものであり、DUT2を物理的に移動させたり、又はRFシールド又はアンテナ減衰器などの補助的な機器を用いたりすることを伴わない。動作22の作動中APから第2のAPへの着用式患者モニタ2のハンドオフは、動作34において、新しいローミング接続としてDUTログ記録30にログ記録され、及び、動作24と類似の動作においてAP/WLCにおいてもログ記録される。ログイン動作24、32、34は、典型的には、それぞれのデバイスによって自動的に行われることに留意されたい。例えば、Linux(登録商標)を実行中の、802.11を装備した多くのモバイルデバイスの既存の特徴は、全てのローミングイベントのイベントログ記録を維持するWPA_CLIフロントエンドである。別のオペレーティングシステムを実行中の無線802.11準拠の通信インターフェースは、典型的には、類似の無線通信ログ記録プロセスを含んでいる。
もしも更なるローミングテストが所望されるなら、動作28において、方法は動作22に戻り得る。このことは、現在の作動中AP、これは動作26を説明した際に「第2のAP」とラベリングされたAPであるが、を除いた全てのAPを使用不可能にすることを伴う。代替的に、もしも動作26が以前の作動中APを使用不可能にする(すなわち、動作22において作動されたAPを使用不可能にする)ことを伴うなら、動作26が完了したときのシステムの状態は、正確にただ1つのAP(つまり、始動動作26を説明した際に「第2のAP」とラベリングされたAP)が作動中であり、従って、処理フローは、次のローミングイベントを行うために直接的に動作26に戻り得る。テストされるべき全てのローミングイベントが行われた後、患者モニタ2はUSBポートを介してコンピュータに接続され、WPA_CLIイベントログ記録(又は他のDUT無線通信ログ記録)が読み出され(動作40)、AP/WLCログ記録に記録されたWLCイベントと又はローミングテストモジュール12によってAPに送信された命令と時間同期される(動作42)。これによって、WLCの制御下においてAP6によって行われた動作及びモバイル患者モニタにおいて発生した応答の両方を含んだローミングテストの詳細な記録がもたらされる。USB接続に代わって、任意の他の種類の接続(例えば無線)が使用されてよい。これは、動作44において、ローミングテスト結果を生成する。一態様において、DUTログ記録30及びWLCログ記録はどちらもそれぞれ個々にローミングテスト結果を分析するために十分である。
本明細書において説明されたローミングテストシステムは、例えばWLC8と通信しているコンピュータ10上で実行されるスクリプトとして、ソフトウェアにおいて全体的に実現され得る。患者モニタは静止したままである。加えて、本明細書において説明されたローミングテストシステムは、負荷テスト(何千ものローミングイベントを行い、統計を記録する)、新しい802.11チップセットの性能テスト、ハンドオフを始動させるために必要となるDUTにおける相対AP信号強度の判定など、様々な目的に使用され得る。特に、負荷テストは3,000回から4,000回のローミングイベントを伴う場合がある。病院環境においてこれを使用することは、スクリプト動作はテスト中にほとんどのAPを使用不可能にするので、典型的には、802.11無線ネットワークをオフラインにすることを伴う。上記の説明は802.11無線ネットワークを参照してなされたが、本明細書において説明されたシステム及び方法は、任意の他の種類のネットワーク及びプロトコルに適用可能であることは理解されよう。同様に、説明のための例は、例えば例示的な無線患者モニタ2のような医療用デバイスに関するが、開示される技法は、ポータブルコンピュータ又はタブレット若しくはスレートコンピュータなどの他の無線デバイスのローミングを含む無線通信をテストするためにも使用され得る。
本明細書において開示されるシステム及び方法は、開示される技法を行うために電子データ処理デバイス(コンピュータ10など)によって読み取り可能及び実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体によって具現化され得ることが更に理解されよう。そのような非一時的記憶媒体は、ハードドライブ若しくは他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくは他の光学的記憶媒体、RAIDディスクアレイなどのクラウドベースの記憶媒体、又はフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性電子記憶媒体などを備え得る。
当然のことだが、前述の説明を読み、理解することで、修正及び改変が当業者には思う浮かぶことであろう。本発明は、添付の請求項の範囲又はその均等物の範囲内にある限りにおいて、全てのそのような修正及び改変を含むとして解釈されるものと意図される。