JP2020088617A - 無線中継器、無線通信システム及び生体情報モニタリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】無線中継器を介した第一端末と第二端末との無線通信において、送信途中のデータが消失する場合があっても通信トラフィックの増加を抑制できるようにする。【解決手段】無線中継器２は、第一端末１から中継を要する第一データを無線で受信することが可能な第一受信手段と、受信した第一データをバッファ２１ａに格納する格納手段と、第二端末３から第二データを無線で受信することが可能な第二受信手段と、バッファ２１ａに格納されている第一データ及び受信した第二データをネットワークコーディングして第三データを生成する符号化手段と、符号化手段が生成した第三データを第一端末１及び第二端末３へ無線で送信することが可能な送信手段と、少なくとも第二端末３から第三データを受信した旨の応答を受けたか否かを判断する判断手段と、を備え、格納手段は、少なくとも応答を受けたと判断するまで、第一データをバッファ２１ａに格納し続ける。【選択図】図４

Description

本発明は、無線中継器、無線通信システム及び生体情報モニタリングシステムに関する。

無線通信規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８では、通信トラフィックを抑制するために「１時間当りの送信時間の総和を３６０秒以下」とすることが規定されている。このため、本通信規格に準拠した無線通信機器は、一時間あたりの送信データ量が、実際に送受信することのできる実力値が最大１／１０に抑制される。
本通信規格に準拠した親機、無線中継器及び子機を用いて無線ネットワークを構築する場合、無線中継器は親機から子機に送信されるデータと子機から親機へ送信されるデータを全て転送する必要があるため、子機、親機よりも通信トラフィックが増大してしまう。

こうした課題に対応するために、例えば特許文献１に記載されたような通信方式が提案されている。具体的には、データの送信方向（端末Ａから端末Ｃ、端末Ｃから端末Ａ）に応じて異なる通信方式による無線通信を行ない、無線中継器である端末Ｂにおいて受信したデータを中継する際に、端末Ａから受信したデータαと端末Ｃから受信したデータβをネットワークコーディングし、生成されたネットワークコーディングデータγを端末Ａ及び端末Ｃへそれぞれ送信する、というものである。
このようにすることで、無線中継器におけるデータの転送回数を低減することができる。

特開２０１５−１６２８７８号公報

特許文献１に記載されたような、ネットワークコーディングを用いた従来の通信技術においては、データの保留期間が定められており、無線中継器は、データを受信してからその保留時間を経過すると、受信したデータをダミーデータとネットワークコーディング処理することが記載されているが、バッファから当該パケット処理を削除するタイミングについては記載されておらず、また、受信先が複数であった際の挙動についても記載されていない。
一方、無線通信においては、何らかの理由で送信途中のデータが消失してしまうことがある。例えば、親機からのデータが無線中継器から子機へ転送される途中で消失すると、無線中継器は消失したデータを子機へ再送することができないため、親機から無線中継器へデータを再送してもらわなければならず、通信トラフィックが増大してしまう可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、無線中継器を介した第一端末と第二端末との無線通信において、送信途中のデータが消失する場合があっても通信トラフィックの増加を抑制できるようにすることを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明は、
第一端末から中継を要する第一データを無線で受信することが可能な第一受信手段と、
前記受信手段が受信した前記第一データをバッファに格納する格納手段と、
第二端末から第二データを無線で受信することが可能な第二受信手段と、
前記バッファに格納されている前記第一データ及び前記第二受信手段が受信した前記第二データをネットワークコーディングして第三データを生成する符号化手段と、
前記符号化手段が生成した第三データを前記第一端末及び前記第二端末へ無線で送信することが可能な送信手段と、
少なくとも前記第二端末から前記第三データを受信した旨の応答を受けたか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記格納手段は、少なくとも前記判断手段が前記応答を受けたと判断するまで、前記第一データをバッファに格納し続けることを特徴とする。

本発明によれば、送信途中のデータが消失する場合があっても通信トラフィックの増加を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムを表すブロック図である。 図１の無線通信システムが備える無線中継器を表すブロック図である。 図１の無線通信システムが備える第一端末（第二端末）を表すブロック図である。 図１の無線通信システムが行う無線通信の流れの一部を表すシーケンス図である。 従来の無線通信システムが行う無線通信の流れの一部を表すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る生体情報モニタリングシステムを表すブロック図である。 図６の生体情報モニタリングシステムが保持する看護情報保持テーブルを示す表である。 図６の生体情報モニタリングシステムが備える無線中継器が実行する中継処理を示すフローチャートである。 図６の生体情報モニタリングシステムが備える携帯端末が実行する送受信処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、下記実施形態や図面に例示したものに限定されるものではない。

〔無線通信システム〕
まず、本実施形態に係る無線通信システム（以下システム１００）の概略構成について説明する。図１は、システム１００を表すブロック図である。

システム１００は、図１に示すように、第一端末１と、無線中継器２と、第二端末３と、を備えている。
なお、本発明は、各機器が用いる電波の周波数帯に関係なく適用可能であるが、本実施形態に係るシステム１００の構成は、無線通信規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８に準拠したものとなっている。すなわち、システム１００を構成する各機器１〜３は、９２０ＭＨｚ帯の電波を用いて通信を行うようになっている。
また、図１には、第二端末３を一つだけ図示したが、システム１００に備えられる第二端末３は、複数でもよい。

第一端末１は、無線通信における親機となる機器であり、無線中継器２と無線で通信することが可能となっている。
この第一端末１の具体的構成については後述する。

無線中継器２は、第一端末１及び第二端末３とそれぞれ無線で通信することで、第一端末１と第二端末３との通信を中継することが可能となっている。
この無線中継器２の具体的構成については後述する。

第二端末３は、無線通信における子機となる機器であり、無線中継器２と無線で通信することが可能となっている。
この第二端末３の具体的構成についても後述する。

このように構成された本実施形態に係る無線通信システム１００は、第一端末１から一又は複数の第二端末３へのデータの送信、及び一又は複数の第二端末３から第一端末１へのデータの送信を、無線中継器２を介して行うことが可能となっている。

〔無線中継器〕
次に、上記無線通信システム１００が備える無線中継器２の具体的構成について説明する。図２は、無線中継器を表すブロック図である。

無線中継器２は、図２に示すように、中継制御部２１と、中継記憶部２２と、中継通信部２３と、を備えている。
なお、本実施形態においては、無線中継器２に計時部を備えるようにしてもよい。

中継制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。中継制御部２１のＣＰＵは、中継記憶部２２に記憶されている各種プログラムを読出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、無線中継器２各部の動作を集中制御するようになっている。
また、中継制御部２１は、第一端末１や第二端末３から受信したデータを一時的に格納するためのバッファ２１ａを有している。

中継記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成され、中継制御部２１が実行する各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター等を記憶している。
なお、本実施形態においては、受信したデータの一時的な格納を中継制御部２１のバッファ２１ａで行うこととしたが、中継記憶部２２に格納するようにしてもよい。

中継通信部２３は、ネットワークインターフェース等により構成され、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等の通信ネットワークを介して無線で接続された第一端末１及び第二端末３との間で各種データや各種信号の送受信を行うようになっている。

このように構成された本実施形態に係る無線中継器２の中継制御部２１は、自らを中継経路とする第二端末３を設定する機能を有している。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における設定手段をなす。

また、中継制御部２１は、第一端末１から中継を要する第一データを無線で受信する機能を有している。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における第一受信手段をなす。

また、本実施形態における中継制御部２１は、受信した第一データのヘッダーを解析するようになっている。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における解析手段をなす。

また、中継制御部２１は、第二端末３から第二データを無線で受信する機能を有している。
本実施形態においては、ペイロードが除かれた第四データを受信することも可能となっている。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における第二受信手段をなす。

また、中継制御部２１は、少なくとも第二端末３から後述する第三データを受信した旨の応答を受けたか否かを判断する機能を有している。
システム１００が複数の第二端末３を備える場合には、設定した全ての第二端末３から応答を受けたか否かを判断することになる。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における判断手段をなす。

また、中継制御部２１は、受信した第一データをバッファ２１ａに格納する機能を有している。
本実施形態における中継制御部２１は、少なくとも応答を受けたと判断するまで、第一データをバッファ２１ａに格納し続けるようになっている。
本実施形態においては、全ての第二端末３から第三データを受信した旨の応答を受けたと判断した後に、第一データをバッファ２１ａから削除するようになっている。
また、本実施形態においては、ヘッダーを解析した解析結果が特定結果となった第一データのみをバッファ２１ａに格納するようになっている。このようにすることで、重要性の低い第一データの格納を抑制し、バッファ２１ａの容量が不足してしまうのを防ぐことができる。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における格納手段をなす。

また、中継制御部２１は、バッファ２１ａに格納されている第一データ及び受信した第二データをネットワークコーディングして第三データを生成する機能を有している。
具体的には、第一データと第二データの排他的論理和を求める（ＸＯＲ演算を行う）。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における符号化手段をなす。

また、中継制御部２１は、生成した第三データを第一端末１及び第二端末３へ無線で送信する機能を有している。
中継制御部２１は、このような機能を有することにより、本発明における送信手段をなす。
なお、無線中継器２に計時部を備える場合には、中継制御部２１に、第三データを送信してからの時間を計時する機能を持たせるとともに、第三データを送信してから所定時間経過するまでに第二端末３から応答を受けたと判断できなかった場合に、第四データの送信を第二端末３に要求する機能や、第四データを受信したか否かに応じて第二端末３の状態を判断する機能を持たせるようにしてもよい。

〔第一端末〕
次に、上記無線通信システム１００が備える第一端末１の具体的構成について説明する。図３は、第一端末１を表すブロック図である。なお、図３における括弧書きの符号は後述する第二端末３のものであり、図３における破線で示した構成は後述する生体情報モニタリングシステム２００のものである。

本実施形態に係る第一端末１は、図３に示すように、第一制御部１１と、第一記憶部１２と、第一通信部１３と、を備えている。

第一制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。第一制御部１１のＣＰＵは、第一記憶部１２に記憶されている各種プログラムを読出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、第一端末１各部の動作を集中制御するようになっている。

第一記憶部１２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成され、第一制御部１１が実行する各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター等を記憶している。
また、第一記憶部１２は、第二端末３へ送信する（無線中継器２での中継を要す）第一データを記憶している。

第一通信部１３は、ネットワークインターフェース等により構成され、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等の通信ネットワークを介して無線で接続された無線中継器２との間で各種データや各種信号の送受信を行うようになっている。

このように構成された本実施形態に係る第一端末１の第一制御部１１は、第一データを無線中継器２へ無線で送信する機能を有している。
第一制御部１１は、このような機能を有することにより、本発明における第二送信手段をなす。

また、本実施形態における第一制御部１１は、無線中継器２から第三データを無線で受信する機能を有している。
また、本実施形態における第一制御部１１は、受信した第三データを復号して第二データを取得する機能を有している。
具体的には、受信した第三データと自身が保持する第一データとの排他的論理和を求めることで第二データを得る。

〔第二端末〕
次に、上記無線通信システム１００が備える第二端末３の具体的構成について説明する。

本実施形態に係る第二端末３は、図３に示したように、第二制御部３１と、第二記憶部３２と、第二通信部３３と、を備えている。

第二制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。第二制御部３１のＣＰＵは、第二記憶部３２に記憶されている各種プログラムを読出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、第二端末３各部の動作を集中制御するようになっている。

第二記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成され、第二制御部３１が実行する各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター等を記憶している。
また、第二記憶部３２は、第一端末１へ送信する第二データを記憶している。

第二通信部３３は、ネットワークインターフェース等により構成され、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等の通信ネットワークを介して無線で接続された無線中継器２との間で各種データや各種信号の送受信を行うようになっている。

このように構成された本実施形態に係る第二端末３の第二制御部３１は、第二データを無線中継器２へ無線で送信する機能を有している。
第二制御部３１は、このような機能を有することにより、本発明における第三送信手段をなす。

また、第二制御部３１は、無線中継器２から第三データを無線で受信する機能を有している。
第二制御部３１は、このような機能を有することにより、本発明における第三受信手段をなす。

また、第二制御部３１は、受信した第三データを復号して第一データを取得する機能を有している。
具体的には、受信した第三データと自身が保持する第二データとの排他的論理和を求めることで第一データを得る。
第二制御部３１は、このような機能を有することにより、本発明における復号手段をなす。

また、第二制御部３１は、第三データを受信した旨の応答をする機能を有している。
具体的には、第三データを受信した旨の信号を無線中継器２へ送信するようにしても良いし、第二制御部３１を、第二データとは用途の異なる第五データを無線中継器２へ送信することが可能に構成し、第五データのヘッダーに、第三データを受信した旨の肯定応答情報を含めることで、応答をするようにしてもよい。
第二制御部３１は、このような機能を有することにより、本発明における応答手段をなす。

〔無線通信〕
次に、上記システム１００を用いた無線通信の流れについて説明する。図４は図１のシステム１００が行う無線通信の流れの一部（途中）を表すシーケンス図、図５は従来の無線通信システムが行う無線通信の流れの一部を表すシーケンス図である。
なお、ここでは、通信の途中で一部の第一データが消失する場合を例にして説明する。

例えば、シーケンス番号（以下ＳＥＱ）＝ｎ−１までの第一データ送信を終えた後、図４に示すように、第一端末１は、第二端末３宛の第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を、無線中継器２へ送信する（Ｔ１）。
無線中継器２は、当該第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を受信すると、それをバッファ２１ａに格納するとともに、第二端末３へ送信（中継）する（Ｔ２）。なお、第一データの格納と第二端末３への送信の順番は前後してもよい。
ここで、第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）が、何らかの理由により、無線中継器２から第二端末３へ送信する途中で消失したとする。

第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）の送信後、第一端末１は、第二端末３宛の次の第一データ（ＳＥＱ＝ｎ＋１）を、無線中継器２へ送信する（Ｔ３）。
無線中継器２は、当該第一データ（ＳＥＱ＝ｎ＋１）を受信すると、それを第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）のときと同様にバッファ２１ａに格納するとともに、第二端末３へ送信する（Ｔ４）。
この間に問題が生じなければ、第一データ（ＳＥＱ＝ｎ＋１）は第二端末３へ無事到達する。

第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）消失後（例えば第一データ（ＳＥＱ＝ｎ＋１）の第二端末３への到達後）、第二端末３は、第二データを無線中継器２へ送信する（Ｔ５）。この第二データのヘッダーには、第二端末３が第一データ（ＳＥＱ＝ｎ−１）を受信した旨の肯定応答情報（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ−１）が含まれている。
無線中継器２は、この肯定応答情報（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ−１）により、第二端末３がＳＥＱ＝ｎ−１までの第一データしか受信していない、すなわち第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を受信していないことを認識する。

無線中継器２は、第二端末３が第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を受信していないことを認識した時点では、第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）をまだバッファ２１ａに格納し続けている。このため、無線中継器２は、バッファ２１ａに格納されている第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）と第二端末３から受信した第二データ（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ−１）をネットワークコーディングして第三データ｛（第二データ）ＸＯＲ（第一データ（ＳＥＱ＝ｎ））｝を生成し、それを第一端末１及び第二端末３へそれぞれ送信する（Ｔ６）。
この間に問題が生じなければ、第三データは第一端末１及び第二端末３へそれぞれ無事到達する。

第一端末１は、第三データを受信すると、自らが以前に送信した第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を用いて受信した第三データを復号（｛（第二データ）ＸＯＲ（第一データ（ＳＥＱ＝ｎ））｝と、自らが以前に送信した第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）とのＸＯＲ演算）し、第二端末３が送信した第二データ（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ−１）を得る。
一方、第二端末３は、第三データを受信すると、自らが以前に送信した第二データ（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ−１）を用いて受信した第三データを復号（｛（第二データ）ＸＯＲ（第一データ（ＳＥＱ＝ｎ））｝と、自らが以前に送信した第二データとのＸＯＲ演算）し、第一端末１が送信した第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を得る。

第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を得た後、第二端末３は、次の第二データを無線中継器２へ送信する（Ｔ７）。この次の第二データのヘッダーには、第二端末３が第一データ（ＳＥＱ＝ｎ＋１）を受信した旨の肯定応答情報（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ＋１）が含まれている。
無線中継器２は、この肯定応答情報（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ＋１）により、第二端末３がＳＥＱ＝ｎ＋１までの全ての第一データを無事受信したことを認識する。すると、無線中継器２は、バッファ２１ａに格納されていたＳＥＱ＝ｎ＋１までの第一データを削除するとともに、第二データ（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ＋１）を第一端末１へ送信する（Ｔ８）。なお、第一データの削除と第二データ（第一データ＿ＡＣＫ＝ｎ＋１）の第一端末１への送信の順番は前後してもよい。
その後、第一端末１は、必要に応じてＳＥＱ＝ｎ＋２以降のデータ送信を行う。

なお、従来の無線通信システムでは、無線中継器は、第一データを送信・格納してから所定時間を経過すると、バッファに格納されていた第一データを自動的に削除していた。このため、子機が第二データを無線中継器へ送信するタイミングが、無線中継器が第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）を子機へ送信してから所定時間経過した後となる、すなわち、図５に示すように、子機が第二データを無線中継器へ送信する（Ｔ５）前に、無線中継器がバッファへ格納していた第一データを削除してしまう場合ある。
このため、無線中継器２から第二端末３へ送信する途中で第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）が消失すると、無線中継器が第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）を削除した後に、当該第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）が子機へ到達していないことを認識することになる場合がある。

その場合、第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）が子機へ到達していないことを認識した無線中継器は、そのままでは第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）を子機へ再送することができないため、第二データ（ＳＥＣ＝ｎ−１）を親機へ送信し（Ｔ６Ａ）、親機から第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）を再送してもらい（Ｔ６Ｂ）、その第一データ（ＳＥＣ＝ｎ）を子機へ送信することとなる（Ｔ６Ｃ）。
つまり、従来の無線通信システムの場合、第一データが消失するタイミングによっては、図５のＴ６Ｂ，Ｔ６Ｃで示した通信が余計に必要となってしまう。

また、従来の無線通信システムの中には、無線中継器が、第一データを送信・格納してから所定時間を経過すると、第一データと自身が格納しているダミーデータとをネットワークコーディングしてダミー第三データを生成し、それを親機及び子機へそれぞれ送信するものもあった。
しかし、こうした無線通信システムも、子機からダミー第三データが到達した旨の応答を受ける前に第一データを削除してしまう可能性があるため、ダミー第三データが無線中継器から子機へ送信する途中で消失してしまった場合には、やはり通信が余計に必要となってしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態に係るシステム１００は、無線中継器２が第二端末３から第一データ（ＳＥＱ＝ｎ）が到達した旨の応答を受ける（第二データを受信する）まで第一データをバッファ２１ａに格納し続けるため、図５のＴ６Ｂ，Ｔ６Ｃで示したような、第一端末１から第一データの再送を行うことがない。すなわち、本実施形態に係るシステム１００によれば、送信途中に第一データが消失する場合があっても、従来の無線通信システムよりも通信トラフィックの増加を抑制することができ、無線資源を効率的に利用することができる。
また、本実施形態に係るシステム１００は、無線中継器２が第二端末３から第二データを受信した直後に第三データを送信する。第二データを無事受信できたということは、その直後はデータを消失させる原因が無いもしくは少ないタイミングであるということが言えるため、第三データが第二端末３に到達する可能性を高めることができる。

また、データが途中で消失した場合に通信トラフィックを増大させる従来の無線通信システムでは、無線中継器と通信する子機の数が増えるほど第一データが消失した際の通信トラフィックも増大するため、各機器にかかる負担が大きくなってしまっていたが、本実施形態に係るシステム１００は、第一データが途中で消失した場合の通信トラフィックの増大が抑制されるため、通信する第二端末３の数が増えても各機器にかかる負担を最小限に抑えることができる。
なお、ここでは、第一端末１が親機、第二端末３が子機の場合を例に説明したが、本発明は、第二端末３を親機、第一端末１を子機とした場合にも適用可能である。

〔生体情報モニタリングシステム〕
次に、本実施形態に係る生体情報モニタリングシステム（以下システム２００）の概略構成について説明する。図６はシステム２００を表すブロック図、図７はシステム２００が保持する看護情報保持テーブルを示す表である。

本実施形態に係る生体情報モニタリングシステム２００は、生体センサー４と、制御端末５と、無線通信システム（以下システム１００Ａ）と、を備えている。

生体センサー４は、例えば体温計や血圧計、パルスオキシメーター等で構成され、被験者の生体情報（体温、血圧、脈拍、血中酸素飽和度等）を取得するようになっている。
なお、生体情報の取得は、所定周期で繰り返し行うようにするのが好ましい。
生体センサー４は、制御端末５と有線で接続されており、取得した生体情報を制御端末５へ送信するようになっている。
なお、生体センサー４は、一台の制御端末５に一又は複数接続される。

制御端末５は、一又は複数の生体センサー４が取得した生体情報を収集するようになっている。
制御端末５は、モニター端末１Ａと無線で接続されており、生体センサー４から受信した生体情報をモニター端末１Ａへ送信するようになっている。本実施形態においては、モニター端末１Ａと制御端末５とは、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８に準拠した無線通信を行うようになっている。
なお、モニター端末１Ａと制御端末５の位置関係によっては、これらは有線で接続されていても良い。
また、制御端末５は、一台のモニター端末１Ａに一又は複数接続される。
また、制御端末５は、被験者（患者等）近傍に設置することを想定したものであるため、生体情報を表示する表示部を備えるようにしてもよい。このようにすれば、被験者の近くで受信した生体情報を直ちに確認することができる。

システム１００Ａは、モニター端末１Ａと、無線中継器２Ａと、一又は複数の携帯端末３Ａと、を備えている。
また、本実施形態に係るシステム１００Ａの構成は、上記システム１００と同様、無線通信規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８に準拠したものとなっている。すなわち、システム１００を構成する各機器１〜３は、９２０ＭＨｚ帯の電波を用いて通信を行うようになっている。

モニター端末１Ａは、上記システム１００における第一端末１に相当する機器であり、制御端末５から無線で受信した生体情報を一元管理するようになっている。
このモニター端末１Ａの詳細については後述する。

無線中継器２Ａは、モニター端末１Ａ及び携帯端末３Ａとそれぞれ無線で通信することで、モニター端末１Ａと携帯端末３Ａとの通信を中継することが可能となっている。
この無線中継器２Ａの詳細についても後述する。

携帯端末３Ａは、上記システム１００の第二端末３に相当する機器であり、ユーザー（看護師等）が携帯できるように構成されている。
この携帯端末３Ａの詳細についても後述する。

〔モニター端末〕
次に、上記システム２００が備えるモニター端末１Ａの具体的構成について説明する。

モニター端末１Ａは、図３に示したように、システム１００と同様の第一制御部１１、第一記憶部１２及び第一通信部１３の他、第一表示部１４を備えている。

第一表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、第二制御部３１から入力される表示信号に基づく各種情報を表示するようになっている。

第一制御部１１は、上記第一端末１が有していた各種機能に加え、制御端末５が収集した一又は複数の生体情報を取得する機能を有している。
第一制御部１１は、このような機能を有することにより、本発明における取得手段をなす。

また、第一制御部１１は、取得した生体情報を第一表示部１４に表示させる機能を有している。
第一制御部１１は、このような機能を有することにより、本発明における第一表示制御手段をなす。そして、この機能により、各生体センサー４が取得した生体情報を、各生体センサー４の位置へ移動することなく確認することが可能となる。

また、第一制御部１１は、取得した生体情報を無線中継器２Ａへ送信するようになっている。本実施形態においては、ブロードキャスト、すなわち特定の携帯端末３Ａを指定せず、全ての携帯端末３Ａに対して生体情報を送信するようになっている。生体センサー４が生体情報を所定周期で繰り返し取得するようになっている場合には、生体情報を携帯端末３Ａに所定周期で繰り返し送信することとなる。

また、第一制御部１１は、無線中継器２Ａから、第一通信部１３を介して看護情報を受信する機能を有している。看護情報は、本発明における第一データであり、例えば被検者のＩＤや被検者に施した処置の内容等を含んでいる。なお、ここでは、看護情報を第一データとする場合について説明するが、他の情報（例えば生体情報）を第一データとしてもよい。

また、第一制御部１１は、看護情報を取得する度に、当該看護情報にシリアル番号を付与し、例えば図７に示すような看護情報保持テーブルとして保持する機能を有している。
なお、看護情報保持テーブルには、受信した看護情報の入力元となった携帯端末３ＡのＩＤを含めるようにしても良い。

また、第一制御部１１は、無線中継器２Ａから無線で受信した第三データを復号して携帯端末３Ａが送信した第二データを取得する機能を有している。

〔無線中継器〕
次に、上記システム２００が備える無線中継器２Ａの具体的構成について説明する。図８は、無線中継器２Ａが実行する中継処理を示すフローチャートである。

無線中継器２Ａは、中継記憶部２２に記憶されているプログラムが異なる点を除き、上記システム１００の無線中継器２と同様に構成されている。

無線中継器２Ａの中継制御部２１は、図８に示すような中継処理を繰り返し実行するようになっている。
この中継処理においては、まず、データを受信したか否かの判断（ステップＡ１）を、何らかのデータを受信したと判断するまで繰り返す。そして、データを受信したと判断すると（ステップＡ１：Ｙｅｓ）、受信したデータがモニター端末１Ａからの看護情報であるか携帯端末３Ａからの第二データであるかを判断する（ステップＡ２）。ここで、受信したデータがモニター端末１Ａからの看護情報であると判断した場合（ステップＡ２：Ｙｅｓ）には、受信した看護情報を、そこに含まれるシリアル番号とともにバッファ２１ａに格納する（ステップＡ３）とともに、その看護情報を全ての携帯端末３Ａに送信して（ステップＡ４）、ステップＡ１の処理に戻る。

一方、ステップＡ２において、受信したデータが携帯端末３Ａからの第二データであると判断した場合には、受信した第二データのヘッダーに含まれるシリアル番号を確認することで、送信元の携帯端末３Ａが最新の看護情報を受信しているか否かを判断する（ステップＡ５）。ここで、携帯端末３Ａが最新の看護情報を受信していないと判断した場合（ステップＡ５：Ｎｏ）には、携帯端末３Ａが受信していない看護情報のうち最も古い看護情報と、携帯端末３Ａから受信した第二データとをネットワークコーディングして第三データを生成する（ステップＡ６）。そして、生成した第三データをモニター端末１Ａ及び携帯端末３Ａへ送信して（ステップＡ７）、ステップＡ１の処理に戻る。

一方、ステップＡ５において、送信元の携帯端末３Ａが最新の看護情報を受信していると判断した場合（ステップＡ５：Ｙｅｓ）には、受信した第二データをそのままモニター端末１Ａに転送する（ステップＡ８）。そして、各携帯端末３Ａからの看護情報受信状況（各携帯端末３Ａが最後に受信した看護情報に対応するシリアル番号の一覧）を更新し（ステップＡ９）、更新後の看護情報受信状況に基づいて、バッファ２１ａに格納している看護情報の中に、全ての携帯端末３Ａが受信済みのものがあるか否かを判断する（ステップＡ１０）。ここで、全ての携帯端末３Ａが受信済みの看護情報があると判断した場合（ステップＡ１０：Ｙｅｓ）には、その看護情報をバッファ２１ａから削除して（ステップＡ１１）、ステップＡ１の処理に戻る。一方、全ての携帯端末３Ａが受信済みの看護情報がないと判断した場合（ステップＡ１０：Ｎｏ）には、そのままステップＡ１の処理に戻る。

〔携帯端末〕
次に、上記システム２００が備える携帯端末３Ａの具体的構成について説明する。図９は、携帯端末３Ａが実行する送受信処理を示すフローチャートである。

携帯端末３Ａは、図３に示したように、上記システム１００と同様の第二制御部３１、第二記憶部３２及び第二通信部３３の他に、第二表示部３４と、入力部３５と、を備えている。

第二表示部３４は、第一表示部１４と同様に構成され、第二制御部３１から入力される表示信号に基づく各種情報を表示するようになっている。
入力部３５は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を第二制御部３１に出力する。
また、入力部３５は、第二表示部３４の表示画面に備えられたタッチパネルとしても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を第二制御部３１に出力する。

第二制御部３１は、入力部３５を介して、各被験者に対する所見や注意事項などの看護情報の入力（更新）を受け付ける機能を有している。
また、第二制御部３１は、入力（更新）された看護情報を含む各種情報を、第二通信部３３を介して、無線中継器２Ａへ送信する機能を有している。

また、第二制御部３１は、図９に示すような送受信処理を繰り返し実行するようになっている。
この送受信処理においては、まず、通信が発生したか否かの判断（ステップＢ１）を、何らかの通信が発生するまで繰り返す。ここで、通信が発生したと判断した場合（ステップＢ１：Ｙｅｓ）には、発生した通信が無線中継器２Ａへの送信であるか否かを判断する（ステップＢ２）。ここで、送信であると判断した場合（ステップＢ２：Ｙｅｓ）には、送信する第二データのヘッダーに、最後に保持した看護情報に対応するシリアル番号を含め（ステップＢ３）、当該第二データを、第二通信部３３を介して無線中継器２Ａへ送信する（ステップＢ４）。そして、送信し終えた第二データをバッファ２１ａに格納して（ステップＢ５）、ステップＢ１の処理に戻る。なお、バッファ２１ａに第二データを格納する際、それまで格納していた第二データは破棄するのが好ましい。

一方、ステップＢ１において、発生した通信が無線中継器２Ａへの送信ではない、すなわち無線中継器２Ａからの受信であると判断した場合（ステップＢ２：Ｎｏ）には、受信したデータの種別を確認し、第三データであるか否かを判断する（ステップＢ６）。ここで、受信したデータが第三データであると判断した場合（ステップＢ６：Ｙｅｓ）には、無線中継器２Ａへ前回送信した第二データを用いて第三データを復号し、看護情報を取得する（ステップＢ７）。そして、看護情報を取得したものに更新して（ステップＢ８）、ステップＢ１の処理に戻る。
一方、ステップＢ６において、受信したデータが第三データではないと判断した場合（ステップＢ６：Ｎｏ）には、受信したデータの内容に応じた処理を実施して（ステップＢ９）、ステップＢ１の処理に戻る。

また、第二制御部３１は、取得した生体情報を第二表示部３４に表示させる機能を有している。
また、本実施形態における第二制御部３１は、自らに入力された看護情報及び／又はモニター端末１Ａから受信した看護情報を第二表示部３４に表示させるようになっている。
第二制御部３１は、このような機能を有することにより、本発明における第二表示制御手段をなす。本実施形態における携帯端末３Ａは、ユーザーが携帯できるようになっているため、この機能により、各生体センサー４が取得した一又は複数の生体情報を、被験者から離れた場所からでも確認することが可能となる。

〔無線通信〕
次に、上記システム２００を用いた無線通信の流れについて説明する。

携帯端末３Ａは、新たな看護情報が入力されると、それをモニター端末１Ａへ送信する。
モニター端末１Ａは、各携帯端末３Ａから新たな看護情報を受信すると、それぞれに対してシリアル番号を割り振り、看護情報保持テーブルとして保持するとともに、それらを無線中継器２へ送信（各携帯端末３Ａへブロードキャスト）する。
無線中継器２Ａは、看護情報を受信すると、看護情報及びシリアル番号をバッファ２１ａに格納するとともに、看護情報及びシリアル番号を各携帯端末３Ａへ送信する。

各携帯端末３Ａは、看護情報を受信すると、その看護情報を保持する。
また、携帯端末３Ａは、看護情報の受信後に、モニター端末１Ａへ第二データを送信する。その際、各携帯端末３Ａは、受信済みの看護情報の中で最後に受信した看護情報に対応するシリアル番号を第二データのヘッダーに含める。

無線中継器２Ａは、携帯端末３Ａから第二データを受信すると、その第二データのヘッダーに含まれるシリアル番号を取得する。取得したシリアル番号が最新の看護情報に対応するシリアル番号でなかった場合、無線中継器２Ａは、バッファ２１ａに格納している看護情報のうち、第二データに含まれるシリアル番号の次のシリアル番号に対応する看護情報を含む看護情報と、当該携帯端末３Ａから受信した第二データと、をネットワークコーディングして第三データを生成する。
そして、無線中継器２Ａは、ネットワークコーディングした看護情報に対応するシリアル番号を第三データのヘッダーに含め、その第三データをモニター端末１Ａ及び携帯端末３Ａへそれぞれ送信する。

モニター端末１Ａは、第三データを受信すると、第三データのヘッダーに含まれるシリアル番号を確認し、その当該シリアル番号に対応する看護情報を含む看護情報を用いて第三データを復号し、携帯端末３Ａから送信されたデータを取得する。
一方、携帯端末３Ａは、第三データを受信すると、自らが送信したデータを用いて第三データを復号し、未受信の看護情報を取得する。

また、無線中継器２Ａは、第三データの生成・送信を行う度に、看護情報受信状況を更新し、更新した看護情報受信状況に基づいて、全ての携帯端末３Ａが受信した看護情報をバッファ２１ａから削除する。

ユーザーによって携帯される携帯端末３Ａは、被験者の生体情報を常に把握するために用いられるため、携帯端末３Ａの第二表示部３４には、常に最新の生体情報及び看護情報を表示する必要がある。もし、最新の情報が表示されていない場合であっても、表示されている情報が最新でない旨をユーザーに報知する手段が必要である。
このため、ユーザーが、携帯端末３Ａを用いて生体情報もしくは看護情報の確認を開始した際に、携帯端末３Ａが保持する情報が最新でない場合には、最新の情報を取得する必要がある。

従来の無線通信システムを用いた生体情報モニタリングシステムでは、携帯端末３Ａが最新情報の送信を要求する際、無線中継器が最新情報を既に削除してしまっているために、モニター端末１Ａに対し、当該携帯端末３Ａが受信していない情報の再送を要求する。しかし、この方法では、携帯端末３Ａが受信していない情報数分だけ通信トラフィックが増大してしまう。
特に、無線通信規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８に準拠した無線通信では、送信電力が２０ｍＷ以下、かつキャリアセンス時間が１２８ｕｓ以上５ｍｓ未満の無線機を用いる場合の１時間当りの送信時間の総和が３６０秒以下であることが規定されている。このため、この通信規格を用いた場合、携帯端末が受信していない情報の再送を要求した場合、通信時間の総和が規定値を超え、無線通信ができなくなってしまう可能性がある。

しかし、本実施形態に係るシステム２００は、上述したように、無線中継器２Ａが各携帯端末３Ａからシリアル番号を含む第二データを受信し、看護情報受信状況を更新することで、全ての携帯端末３Ａが受信済みのとなるまでそのシリアル番号に対応する看護情報をバッファ２１ａに格納し続けるため、モニター端末１Ａから看護情報の再送を行うことがない。すなわち、システム２００によれば、送信途中に看護情報が消失する場合があっても、従来の生体情報モニタリングシステムよりも通信トラフィックの増加を抑制することができ、無線資源を効率的に利用することができる。
また、本実施形態に係るシステム１００は、無線中継器２Ａが携帯端末３Ａから第二データを受信した直後に第三データを送信する。第二データを無事受信できたということは、その直後はデータを消失させる原因が無いもしくは少ないタイミングであるということが言えるため、第三データが携帯端末３Ａに到達する可能性を高めることができる。

また、看護情報が途中で消失した場合に通信トラフィックを増大させる従来の無線通信システムを備えた生体情報モニタリングシステムでは、無線中継器と通信する子機の数が増えるほど看護情報が消失した際の通信トラフィックも増大するため、各機器にかかる負担が大きくなってしまっていたが、本実施形態に係るシステム２００は、看護情報が途中で消失した場合の通信トラフィックの増大が抑制されるため、通信する携帯端末３Ａの数が増えても各機器にかかる負担を最小限に抑えることができる。

１００ 無線通信システム
１ 第一端末
１１ 第一制御部
１２ 第一記憶部
１３ 第一通信部
２ 無線中継器
２１ 中継制御部
２１ａ バッファ
２２ 中継記憶部
２３ 中継通信部
３ 第二端末
３１ 第二制御部
３２ 第二記憶部
３３ 第二通信部
２００ 生体情報モニタリングシステム
１００Ａ 無線通信システム
１Ａ モニター端末（第一端末）
１４ 第一表示部
２Ａ 無線中継器
３Ａ 携帯端末（第二端末）
３４ 第二表示部
３５ 入力部
４ 生体センサー
５ 制御端末

Claims (8)

1. 第一端末から中継を要する第一データを無線で受信することが可能な第一受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記第一データをバッファに格納する格納手段と、
   第二端末から第二データを無線で受信することが可能な第二受信手段と、
   前記バッファに格納されている前記第一データ及び前記第二受信手段が受信した前記第二データをネットワークコーディングして第三データを生成する符号化手段と、
   前記符号化手段が生成した第三データを前記第一端末及び前記第二端末へ無線で送信することが可能な送信手段と、
   少なくとも前記第二端末から前記第三データを受信した旨の応答を受けたか否かを判断する判断手段と、を備え、
   前記格納手段は、少なくとも前記判断手段が前記応答を受けたと判断するまで、前記第一データをバッファに格納し続けることを特徴とする無線中継器。
2. 自らを中継経路とする複数の前記第二端末を設定する設定手段を備え、
   前記判断手段は、前記設定手段が設定した全ての前記第二端末から前記応答を受けたか否かを判断し、
   前記格納手段は、前記判断手段が全ての前記第二端末から前記応答を受けたと判断した後に、前記第一データを前記バッファから削除することを特徴とする請求項１に記載の無線中継器。
3. 前記第二受信手段は、ペイロードが除かれた第四データを受信することも可能であり、
   前記判断手段は、
   前記送信手段が前記第三データを送信してから所定時間経過するまでに前記第二端末から前記応答を受けたと判断できなかった場合に、前記第四データの送信を前記第二端末に要求することが可能であり、
   前記第二受信手段が前記第四データを受信したか否かに応じて前記第二端末の状態を判断することが可能となっていることを特徴とする請求項２に記載の無線中継器。
4. 前記第一受信手段が受信した前記第一データのヘッダーを解析する解析手段を備え、
   前記格納手段は、前記解析手段による解析結果が特定結果となった前記第一データのみを前記バッファに格納することを特徴とする請求項３に記載の無線中継器。
5. 前記第一受信手段、前記第二受信手段、及び前記送信手段は、９２０ＭＨｚ帯の電波を用いて通信を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線中継器。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の無線中継器と、
   中継を要する第一データを前記無線中継器へ無線で送信する第二送信手段を有する第一端末と、
   第二データを前記無線中継器へ無線で送信する第三送信手段と、前記無線中継器から第三データを無線で受信する第三受信手段と、前記第三受信手段が受信した前記第三データを復号して第一データを取得する復号手段と、前記第三データを受信した旨の応答をする応答手段と、を有する第二端末と、を備えることを特徴とする無線通信システム。
7. 前記第三送信手段は、前記第二データとは用途の異なる第五データを前記無線中継器へ送信することが可能であり、
   前記応答手段は、前記第五データのヘッダーに、前記第三データを受信した旨の情報を含めることで、前記応答をすることが可能となっていることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
8. 被験者の生体情報を取得する生体センサーと、
   前記生体センサーが取得した前記生体情報を収集する制御端末と、
   請求項６又は請求項７の無線通信システムと、を備え、
   前記無線通信システムの第一端末は、
   前記制御端末が収集した前記生体情報を取得する取得手段と、
   表示部と、
   前記取得手段が取得した前記生体情報を前記表示部に表示させる第一表示制御手段と、を備え、
   第二送信手段が、前記取得手段が取得した前記生体情報を第一データとして前記無線中継器へ送信するよう構成され、
   前記無線通信システムの第二端末は、
   復号手段が、前記無線中継器から無線で受信した第三データを復号して前記生体情報を取得するよう構成され、
   表示部と、前記復号手段が取得した前記生体情報を前記表示部に表示させる第二表示制御手段と、を備えることを特徴とする生体情報モニタリングシステム。

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