(57)【要約】  インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバが、コンテンツの少なくとも一部を一時的に自身のコンテンツ一時蓄積部に蓄積し、端末から受信したＴＣＰ応答信号またはＥＣＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算し、端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、該ビットレート以下のものをコンテンツ一時蓄積部または配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する。モバイルネットワークの帯域幅が変動した場合においても、ユーザのＱｏＥを低下させることなく、コンテンツを配信できるようにする。
2013005761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバを備え、
前記配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置と、
前記パケット転送装置に接続されたキャッシュサーバと、をモバイルネットワーク上に備え、
前記キャッシュサーバは、前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備える、コンテンツ配信システム。
【請求項２】
複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別し、該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを該複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示し、
前記送信部は、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する、請求項１に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項３】
前記ビットレート計算部は、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、請求項１または２に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項４】
前記ビットレート計算部は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項３に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項５】
前記ビットレート計算部は、前記端末からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとする、請求項１または２に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択する、請求項２ないし５のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項７】
前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバである、請求項２ないし６のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項８】
前記パケット転送装置は、それぞれ、モバイルパケットネットワークにおけるＳＧＳＮ（Serving General packet radio service Support Node）装置、ＧＧＳＮ（Gateway General packet radio service Support Node）装置もしくはＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置、または、モバイルＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＥＰＣ（Evolved Packet Core）ネットワークにおけるＳ−ＧＷ（Serving Gateway）装置、Ｐ−ＧＷ（Packet data network Gateway）装置もしくはＳ／Ｐ−ＧＷ装置である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項９】
前記コンテンツは、動画、静止画、音声、オーディオ、ソフトウェア、アプリケーションおよびデータの少なくともいずれかを含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項１０】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバであって、
前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備える、前記キャッシュサーバ。
【請求項１１】
前記ビットレート計算部は、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、請求項１０に記載のキャッシュサーバ。
【請求項１２】
前記ビットレート計算部は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項１１に記載のキャッシュサーバ。
【請求項１３】
前記ビットレート計算部は、前記端末からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとする、請求項１０に記載のキャッシュサーバ。
【請求項１４】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバが、該コンテンツの少なくとも一部を一時的に自身のコンテンツ一時蓄積部に蓄積する工程と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算する工程と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含む、コンテンツ配信方法。
【請求項１５】
複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置が、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別する工程と、
前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示する工程と、
前記複数のキャッシュサーバのうちの前記制御装置から指示を受けたキャッシュサーバが、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含む、請求項１４に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１６】
前記指示を受けたキャッシュサーバは、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、請求項１４または１５に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１７】
前記指示を受けたキャッシュサーバは、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項１６に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１８】
前記指示を受けたキャッシュサーバは、前記端末からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとする、請求項１４または１５に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１９】
前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択する工程を含む、請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項２０】
前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバである、請求項１５ないし１９のいずれか１項に記載のコンテンツ配信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１１−１４９１９１号（２０１１年７月５日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、コンテンツ配信システム、キャッシュサーバおよびコンテンツ配信方法に関し、特に、動画、静止画、オーディオ、ソフトウェア、アプリケーション等を含むコンテンツをモバイルネットワークでキャッシュした上で、種々の端末（例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）、ゲーム機等）に配信するコンテンツ配信システム、キャッシュサーバおよびコンテンツ配信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルネットワークは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＥＰＣ（Evolved Packet Core）技術等により、高速・大容量化されていく予定であり、この進展に伴い、今後、モバイルネットワークを介して、携帯端末を含む種々の端末にコンテンツを配信するコンテンツ配信が普及すると予想される。【０００３】
特許文献１には、クライアントとサーバ間でやりとりされるパケットのタイムスタンプの情報から、クライアントの通信帯域幅を推定し、推定結果に応じてキャッシュエントリを抽出してクライアントへ提供するキャッシュサーバが記載されている。また、特許文献２には、インターネットサイトからのイメージデータを複数解像度表現のイメージデータに変換してキャッシュするプロキシサーバが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４２０１８号公報
【特許文献２】特表２００８−５３５０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。【０００６】
今後、２０１３年にかけて、モバイルネットワークにおいて、データ系のトラヒック量が現状の８倍から１０倍以上に増大し、その中の大部分を映像コンテンツが占めると予測されている。また、スマートフォンの急速な普及に伴う端末能力の高性能化により、映像コンテンツのサイズも大容量化しており、近い将来モバイルネットワークでハイビジョン解像度による大容量のコンテンツが配信されると予想されている。【０００７】
一方、モバイルネットワークでコンテンツ配信を行う場合に、端末として種々の端末が使用される。例えば、従来の携帯電話やスマートフォン、タブレット型端末やＰＣ等が使用される。また、インターネットコンテンツの配信に対する従来の構成では、すべての端末からのコンテンツ要求は、パケット転送装置を介してインターネットの配信サーバに伝えられ、配信サーバはすべての端末に対し、パケット転送装置を介して、コンテンツを配信している。【０００８】
しかしながら、このような構成によると、以下の問題が生じる。【０００９】
まず、モバイルネットワークで使用可能な帯域幅、特に、無線区間の帯域幅は、アクセス数と各アクセスで必要な帯域によって時間的に変動するため、端末を改造することなく、この変動に追従しつつ、ＯＴＴ（Over The Top）コンテンツを配信することができないという問題がある。このとき、人気の高いコンテンツに対し端末からアクセスが集中した場合には、配信サーバをアクセスするトラヒックが集中する。これにより、インターネットとモバイルネットワークの負荷が局所的に急増し、モバイルネットワークの特に無線区間で輻輳が発生するという問題がある。輻輳が発生すると、モバイルネットワークで遅延やパケットロスが発生し、端末側で画像がフリーズしたり、画質が劣化したり、音声が途切れたりして、ＱｏＥ（Quality of Experience）が悪化するという問題がある。【００１０】
また、端末の種類により画面解像度が異なるものの、ネットワーク側で端末の画面解像度を検出し、これに合わせた画面解像度のコンテンツを配信することができていないというという問題もある。【００１１】
さらに、端末を改造することなく、これらの問題を解決することが望ましい。【００１２】
また、特許文献１に記載された技術によると、クライアントとサーバ間でやりとりされるパケットのタイムスタンプの情報から、モバイルネットワークの帯域幅を具体的に推定する方法が記載されておらず、適切なビットレートでコンテンツを配信することができないという問題がある。【００１３】
そこで、モバイルネットワークの帯域幅が変動した場合においても、ユーザのＱｏＥを低下させることなく、コンテンツを配信できるようにすることが課題となる。本発明の目的は、かかる課題を解決するコンテンツ配信システム、キャッシュサーバおよびコンテンツ配信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の視点に係るコンテンツ配信システムは、
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバを備え、
前記配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置と、
前記パケット転送装置に接続されたキャッシュサーバと、をモバイルネットワーク上に備え、
前記キャッシュサーバは、前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備える。【００１５】
本発明の第２の視点に係るコンテンツ配信方法は、
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバが、該コンテンツの少なくとも一部を一時的に自身のコンテンツ一時蓄積部に蓄積する工程と、
前記端末から受信したＴＣＰ応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算する工程と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含む。【００１６】
本発明の第３の視点に係るプログラムは、
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたコンピュータに、該コンテンツの少なくとも一部を一時的に自身のコンテンツ一時蓄積部に蓄積する処理と、
前記端末から受信したＴＣＰ応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算する処理と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する処理と、を実行させる。なお、プログラムは、非トランジエントなコンピュータ読み取り可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に格納されていてもよい。
本発明の第４の視点に係るキャッシュサーバは、
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバであって、
前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るコンテンツ配信システム、キャッシュサーバおよびコンテンツ配信方法によると、モバイルネットワークの帯域幅が変動した場合においても、ユーザのＱｏＥを低下させることなく、コンテンツを配信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係るコンテンツ配信システムの接続構成を一例として示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおけるキャッシュサーバの構成を一例として示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係るコンテンツ配信システムのキャッシュサーバにおける配信部の構成を一例として示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおいてプロキシサーバを用いた場合の接続構成を一例として示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムの接続構成を一例として示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおける制御装置の構成を一例として示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおけるキャッシュサーバの構成を一例として示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムのキャッシュサーバにおける配信部の構成を一例として示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおいてプロキシサーバを用いた場合の接続構成を一例として示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係るコンテンツ配信システムの接続構成を一例として示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態に係るコンテンツ配信システムにおいてプロキシサーバを用いた場合の接続構成を一例として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００２０】
図１ないし図３を参照すると、本発明のコンテンツ配信システムは、インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバ（１２１）を備え、配信サーバ（１２１）とユーザの端末（例えば携帯端末１７０）との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置（例えばＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１）と、パケット転送装置（１９０＿１）に接続されたキャッシュサーバ（１１０＿１）と、をモバイルネットワーク（１５０）上に備え、キャッシュサーバ（１１０＿１）は、コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部（１１３）と、端末（１７０）から受信したＴＣＰ応答信号またはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部（２０２）と、端末（１７０）から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものをコンテンツ一時蓄積部（１１３）または配信サーバ（１２１）から読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部（２００）と、を備える。
【００２１】
図５、図７および図８を参照すると、コンテンツ配信システムは、複数のキャッシュサーバ（４１０＿１〜４１０＿Ｎ）のうちの少なくともいずれかを制御する制御装置（１６０）を備え、制御装置（１６０）は、端末（１７０）からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、端末の画面解像度を判別し、該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを複数のキャッシュサーバ（４１０＿１〜４１０＿Ｎ）の中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示し、送信部（３００）は、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものをコンテンツ一時蓄積部（４１３）または配信サーバ（１２１）から読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出するようにしてもよい。
【００２２】
ビットレート計算部（２０２）は、所定のパケットを送信部（２００または３００）から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を端末（１７０）から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算するようにしてもよい。また、ビットレート計算部（２０２）は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとしてもよい。さらに、ビットレート計算部（２０２）は、端末（１７０）からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとしてもよい。
【００２３】
制御装置（１６０）は、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバ（４１０＿１〜４１０＿Ｎ）の中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から端末（１７０）の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択するようにしてもよい。
【００２４】
図４および図９を参照すると、複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバ（１２０＿１〜１２０＿Ｎ）であってもよい。
【００２５】
図１、図４、図５、図９ないし図１１を参照すると、パケット転送装置は、それぞれ、モバイルパケットネットワーク（１５０）におけるＳＧＳＮ（Serving General packet radio service Support Node）装置、ＧＧＳＮ（Gateway General packet radio service Support Node）装置もしくはＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置、または、モバイルＬＴＥ／ＥＰＣネットワーク（２５０）におけるＳ−ＧＷ（Serving Gateway）装置、Ｐ−ＧＷ（Packet data network Gateway）装置もしくはＳ／Ｐ−ＧＷ装置であってもよい。
【００２６】
本発明において、下記の形態が可能である。
［形態１］
上記第１の視点に係るコンテンツ配信システムのとおりである。
［形態２］
上記コンテンツ配信システムは、
複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別し、該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを該複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示し、
前記送信部は、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出するようにしてもよい。
［形態３］
前記ビットレート計算部は、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算するようにしてもよい。
［形態４］
前記ビットレート計算部は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとしてもよい。
［形態５］
前記ビットレート計算部は、前記端末からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとしてもよい。
［形態６］
前記制御装置は、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択するようにしてもよい。
［形態７］
前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバであってもよい。
［形態８］
前記パケット転送装置は、それぞれ、モバイルパケットネットワークにおけるＳＧＳＮ装置、ＧＧＳＮ装置もしくはＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置、または、モバイルＬＴＥ／ＥＰＣネットワークにおけるＳ−ＧＷ装置、Ｐ−ＧＷ装置もしくはＳ／Ｐ−ＧＷ装置であってもよい。
［形態９］
前記コンテンツは、動画、静止画、音声、オーディオ、ソフトウェア、アプリケーションおよびデータの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
［形態１０］
上記第２の視点に係るコンテンツ配信方法のとおりである。
［形態１１］
上記コンテンツ配信方法において、複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置が、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別する工程と、
前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示する工程と、
前記複数のキャッシュサーバのうちの前記制御装置から指示を受けたキャッシュサーバが、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含んでいてもよい。
［形態１２］
上記コンテンツ配信方法において、前記指示を受けたキャッシュサーバは、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算するようにしてもよい。
［形態１３］
上記コンテンツ配信方法において、前記指示を受けたキャッシュサーバは、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとしてもよい。
［形態１４］
上記コンテンツ配信方法において、前記指示を受けたキャッシュサーバは、前記端末からＥＣＮ信号を受信した場合には、ビットレートを所定量だけ低減するか、または、ゼロとしてもよい。
［形態１５］
上記コンテンツ配信方法において、前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択する工程を含んでいてもよい。
［形態１６］
上記コンテンツ配信方法において、前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバであってもよい。
【００２７】
（実施形態１）
図１〜図４を参照して、第１の実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成と動作について詳細に説明する。
【００２８】
なお、以下の実施形態では、一例として、コンテンツが動画像である場合における構成を示すが、コンテンツが静止画、オーディオ、音声、ソフトウェア、アプリケーション、データ等の場合にも同様の構成を用いることができる。
【００２９】
図１は、本実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成を一例として示すブロック図である。図１は、モバイルネットワークとして３Ｇ（3rd Generation）モバイルパケットネットワークを用い、パケット転送装置としてＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置を用いる場合の構成を示す。また、図１は、キャッシュサーバを用いる構成を示す。
【００３０】
図１において、インターネット１４５上の配信サーバ１２１は、インターネット上の種々のコンテンツを蓄積している。以下の説明では、これらのコンテンツをＯＴＴ（Over The Top）コンテンツと呼ぶ。ＯＴＴコンテンツとして、動画像、静止画、オーディオ、音声等のうちの少なくとも１種を含むコンテンツの圧縮符号化ビットストリームまたは圧縮符号化ビットストリームを格納したファイルとする。ただし、ＯＴＴコンテンツは、Ｗｅｂ画面やソフトウェアやアプリケーション、データ等でもよい。また、端末として、携帯端末を用いるものとする。ただし、端末として、携帯端末以外の端末を用いることもできる。
【００３１】
モバイルネットワーク１５０上に、Ｎ台（Ｎ≧２）のＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１〜１９０＿Ｎが配備されている。ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１には、ＲＮＣ（Radio Network Controller）装置１９５＿１〜１９５＿Ｌ（Ｌ≧２）が接続されている。同様に、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿Ｎには、ＲＮＣ装置１９７＿１〜１９７＿Ｌが接続されている。なお、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿２にも、Ｌ台のＲＮＣ装置がＬ台接続されているが、図１ではスペースの都合上記載を省略している。さらに、ＲＮＣ装置１台当りには、Ｍ台（Ｍ≧２）の基地局が接続されている。例えば、ＲＮＣ装置１９５＿１には、Ｍ台の基地局１８０＿１〜１８０＿Ｍが接続されている。
【００３２】
図１では、各ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置のＧＧＳＮ機能部に、１台のキャッシュサーバが接続されている。例えば、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１には、キャッシュサーバ１１０＿１が接続されている。ここで、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置とは、ＳＧＳＮ機能部とＧＧＳＮ機能部とが同一場所に設置された装置構成であることを意味する。
【００３３】
携帯端末１７０は、要求するコンテンツのＵＲＬ（Uniform Resource Locator）を記載して配信の接続要求メッセージを発する。すると、携帯端末１７０が在圏している基地局（図１の場合には基地局１８１＿１〜１８１＿Ｍのいずれか）が接続要求メッセージを受信し、基地局を管理しているＲＮＣ装置（図１の場合にはＲＮＣ装置１９５＿Ｌ）に接続要求メッセージを送る。
【００３４】
ＲＮＣ装置１９５＿Ｌは、接続要求メッセージを基地局から受信すると、接続要求メッセージ、配信サーバ１２１のＩＰ（Internet Protocol）アドレス、携帯端末１７０のＩＰアドレス等をＧＴＰ（General packet radio service Tunneling Protocol）パケットのペイロード部分に格納し、ＲＮＣ装置１９５＿１〜１９５＿ＬをとりまとめているＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１にＧＴＰパケットを転送する。
【００３５】
次に、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１は、ＧＴＰパケットを受信する。
【００３６】
キャッシュサーバ１１０＿１は、例えば、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１のＧＧＳＮ機能部のＧｉインタフェースに接続されている。同様に、キャッシュサーバ１１０＿Ｎは、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿ＮのＧＧＳＮ機能部のＧｉインタフェースに接続されている。
【００３７】
図２は、キャッシュサーバ１１０＿１の構成を一例として示すブロック図である。ここでは、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１に接続されたキャッシュサーバ１１０＿１の構成について、図２を参照して説明する。なお、他のキャッシュサーバ１１０＿２〜１１０＿Ｎもキャッシュサーバ１１０＿１と同一の構成であるため、キャッシュサーバ１１０＿１の構成についてのみ説明する。
【００３８】
図２を参照すると、キャッシュサーバ１１０＿１は、制御信号送受信部１１１、解析部１１５、コンテンツ確保部１１２、コンテンツ一時蓄積部１１３、および、配信部１１４を備えている。
【００３９】
図２において、制御信号送受信部１１１は、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１から、携帯端末１７０からの接続要求メッセージ、携帯端末１７０の受信ＩＰアドレス、要求コンテンツのＵＲＬ等を格納したＧＴＰパケットを受信する。また、制御信号送受信部１１１は、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１から携帯端末１７０の在圏情報を受信する。
【００４０】
解析部１１５は、ＧＴＰパケットに対し、ペイロード部分に格納された接続要求メッセージの内容を読み出し、携帯端末１７０の受信ＩＰアドレス、要求されたコンテンツのＵＲＬ等の情報を抽出し、要求されたコンテンツのＵＲＬ等を配信部１１４に出力する。
【００４１】
コンテンツ確保部１１２は、配信サーバ１２０から予めコンテンツを読み出し、コンテンツ一時蓄積部１１３に出力する。
【００４２】
コンテンツ一時蓄積部１１３は、コンテンツを蓄積する。
【００４３】
配信部１１４は、要求されたコンテンツのＵＲＬ情報を解析部１１５から入力し、要求されたコンテンツについてコンテンツ一時蓄積部１１３を探索し、該当するコンテンツを読み出す。配信部１１４は、読み出したコンテンツについて、予め定められたプロトコル（例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol））のパケットを生成し、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１に送出する。ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１は、コンテンツを含むパケットを携帯端末１７０に配信する。
【００４４】
図３は、配信部１１４の構成を一例として示すブロック図である。図３を参照して、配信部１１４の構成および動作について説明する。図３を参照すると、配信部１１４は、送信部２００、受信部２０１、ビットレート計算部２０２、および、獲得部２０３を備えている。配信部１１４は、コンテンツ配信中にビットレートを計算し、適切なビットレートのファイルまたはストリームに切り替えながら、コンテンツを配信する。
【００４５】
受信部２０１は、携帯端末１７０からＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１を介して応答信号パケット（例えばＡｃｋ信号）を受信し、応答信号パケットの情報をビットレート計算部２０２に出力する。なお、受信部２０１は、携帯端末１７０から、輻輳状態を通知するＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）信号を受信した場合には、ビットレート計算部２０２に対してビットレートを急激に低減するように指示してもよい。
【００４６】
ビットレート計算部２０２は、送信部２００から入力した送信パケットの情報、および、応答信号パケットの情報を入力とし、これらの情報に含まれるパケットの番号を用いて、送信パケットと応答信号パケットとを対応付けた上で、次式により応答時間Ｔを計測する。
【００４７】
Ｔ＝Ｔａｃｋ−Ｔｓｅｎｄ      （１）
【００４８】
式（１）において、ＴａｃｋはＮ番目の応答信号パケットを受信部２０１で受信した時刻を表し、ＴｓｅｎｄはＮ番目の送信パケットを送信部２００で送信した時刻を表す。
【００４９】
ビットレート計算部２０２は、予め目標時間Ｔａを設定しておき、ＴａとＴとの差分遅延時間を計算し、これをもとに式（２）から送出ビットレートＢを計算する。
【００５０】
Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）      （２）
【００５１】
式（２）において、Ｂｃは、ビットレート計算部２０２が送信部２００から入力した、Ｎ番目の送信パケットの送信ビットレートである。αは、収束時間を決める係数であり、予め適切な値に設定する。βは、時間変化をビットレートに変換するための予め定められた変換係数である。なお、ビットレート計算部２０２は、式（２）の計算を、予め定められた時間間隔毎に行ってもよいし、例えば、獲得部２０３から要求があった場合に行ってもよい。
【００５２】
ビットレート計算部２０２は、予め定められた時間間隔毎に、式（２）で計算したビットレートＢを獲得部２０３に出力する。なお、ビットレート計算部２０２は、獲得部２０３からの要求に応じて、ビットレートＢを出力するようにしてもよい。
【００５３】
別の構成として、ビットレート計算部２０２は、受信部２０１からＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）通知信号を入力した場合は、モバイルネットワークが輻輳状態であると判断し、ビットレートＢを予め定められた量だけ低減するか、または、Ｂ＝０に設定するようにしてもよい。ここで、Ｂ＝０の設定とは、予め定められた時間区間には、送信部２００からパケットを送信しないという設定である。
【００５４】
獲得部２０３は、図２の解析部１１５から要求されたコンテンツのＵＲＬを入力し、ビットレート計算部２０２からビットレートＢを入力し、要求されたコンテンツであって、ビットレートＢを越えない範囲でＢに最も近いビットレートのファイルについて、図２のコンテンツ一時蓄積部１１３を探索し、該当するファイルまたはストリームを獲得して、送信部２００に出力する。なお、ビットレート計算部２０２がＢ＝０に設定した場合には、獲得部２０３はコンテンツを獲得せず、Ｂ＝０であることを示す信号を送信部２００に出力する。
【００５５】
送信部２００は、携帯端末１７０から要求されたコンテンツのファイルまたはストリームを獲得部２０３から入力する。送信部２００は、入力したファイルまたはストリームを、例えばＴＣＰパケットに格納し、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１に送出する。また、送信部２００は、送信したパケットの情報（例えば、パケットの番号、送信時刻、送信ビットレート、サイズ等）をビットレート計算部２０２に通知する。なお、Ｂ＝０に設定された場合は、送信部２００は、予め定められた時間間隔だけ、パケットの送信を止める。
【００５６】
本実施形態において、種々の変形が可能である。
【００５７】
キャッシュサーバ同士を接続して、キャッシュサーバ間でコンテンツを融通し合うようにしてもよい。例えば、携帯端末１７０がキャッシュサーバ１１０＿１に接続したときに、要求するコンテンツがキャッシュサーバ１１０＿１にキャッシュされていない場合には、制御装置１６０は、近隣のキャッシュサーバ、例えば、キャッシュサーバ１１０＿２またはキャッシュサーバ１１０＿Ｎが当該コンテンツを保有するかどうかを判別し、当該コンテンツを保有するキャッシュサーバからコンテンツを読み出すようにしてもよい。
【００５８】
図１では、１つのＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置に１つのキャッシュサーバを接続する場合について説明した。ただし、複数のＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置に１つのキャッシュサーバを接続するようにしてもよいし、１つのＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置に複数のキャッシュサーバを接続するようにしてもよい。
【００５９】
また、配信サーバ１２１と、キャッシュサーバ装置１１０＿１〜１１０＿Ｎとを接続するようにしてもよい。
【００６０】
図１では、ＳＧＳＮ装置とＧＧＳＮ装置を一体化したＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置を用いる構成とした。ただし、ＳＧＳＮ装置とＧＧＳＮ装置を分離した構成を用いることもできる。この構成の場合には、ＳＧＳＮ装置またはＧＧＳＮ装置のいずれかにキャッシュサーバを少なくとも１台接続する構成を採用することができる。
【００６１】
また、携帯端末１７０は、携帯電話でも、スマートフォンでも、タブレットでも、ＰＣにデータ通信カードを搭載したものでもよく、モバイル３Ｇネットワークと通信ができる端末であればよい。
【００６２】
さらに、ビットレート計算部２０２は、式（１）、（２）以外の式を用いて、ビットレートを計算するようにしてもよい。
【００６３】
図４は、キャッシュサーバの代わりにプロキシサーバ１２０＿１〜１２０＿Ｎを使用する場合のコンテンツ配信システムの構成を一例として示すブロック図である。図４において、図１と同じ符号を付した構成要素は図１と同じ動作をするため、説明を省略する。
【００６４】
ここで、プロキシサーバ１２０＿１には、透過型と完全透過型の２種の形態が考えられる。プロキシサーバ１２０＿１が透過型である場合には、プロキシサーバ１２０＿１は携帯端末１７０からのメッセージ信号を一旦終端し、メッセージ信号を解析する。プロキシサーバ１２０＿１で一時蓄積しているコンテンツに対しては、プロキシサーバ１２０＿１から携帯端末１７０に配信する。プロキシサーバ１２０＿１は、必要があれば、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１を経由して、配信サーバ１２１に対して要求やアクセスを行う。
【００６５】
一方、プロキシサーバ１２０＿１が完全透過型である場合には、プロキシサーバ１２０＿１は携帯端末１７０からの信号を終端せずに、ＤＰＩ（Deep Packet Inspection）技術を用いてパケットのヘッダ部等をチェックし、要求されたコンテンツのＵＲＬや携帯端末１７０のＩＰアドレス等の情報を抽出する。要求されたコンテンツがプロキシサーバ１２０＿１にキャッシュされている場合には、プロキシサーバ１２０＿１はＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１を経由して、配信サーバ１２１に配信停止指示を出した上で、要求されたコンテンツを配信する。なお、プロキシサーバ１２０＿１の構成要素は図２のキャッシュサーバ１１０＿１の構成要素と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００６６】
（実施形態２）
図５は、第２の実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成を一例として示すブロック図である。図５において、図１と同じ番号を付した構成要素は図１と同じ動作をするので説明を省略する。
【００６７】
図５において、Ｎ台のキャッシュサーバ４１０＿１〜４１０＿Ｎは、制御装置１６０に接続されている。なお、Ｎ台のキャッシュサーバ４１０＿１〜４１０＿Ｎのうちの一部のキャッシュサーバを、制御装置１６０に接続するようにしてもよい。
【００６８】
制御装置１６０には、キャッシュサーバ４１０＿１から４１０＿Ｎと、ユーザデータ装置１６４とポリシ装置１６５とが接続されている。制御装置１６０は、携帯端末１７０からの接続要求情報から、携帯端末の画面解像度を判別し、要求されたコンテンツであって該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを選択し、選択したキャッシュサーバに指示を出す。
【００６９】
各キャッシュサーバは、制御装置１６０から指示を受信すると、要求されたコンテンツであって指示された画面解像度のコンテンツを読み出して、携帯端末１７０に配信する。また、各キャッシュサーバは、モバイルネットワークの無線区間の帯域幅の時間的な変動を検出して、その変動に追従するように配信を行う。
【００７０】
図６は、制御装置１６０の構成を一例として示すブロック図である。図６を参照して、制御装置１６０の構成を説明する。図６を参照すると、制御装置１６０は、制御信号送受信部１６１、解像度判別部１８６、キャッシュサーバ選択部１８７、および、コンテンツマップ作成・蓄積部１６７を備えている。
【００７１】
制御信号送受信部１６１は、携帯端末１７０からの接続要求情報のユーザエージェント部に含まれる端末情報を抽出し、解像度判別部１８６に出力する。また、制御信号送受信部１６１は、要求コンテンツ情報をキャッシュサーバ選択部１８７に出力する。さらに、制御信号送受信部１６１は、携帯端末１７０の在圏情報をキャッシュサーバ選択部１８７に出力する。
【００７２】
解像度判別部１８６は、端末情報を入力し、予めユーザデータを登録したユーザデータ装置１６４から、端末情報と画面解像度の関係を求め、当該携帯端末に対応する画面解像度情報を判別し、画面解像度情報をキャッシュサーバ選択部１８７に出力する。
【００７３】
キャッシュサーバ選択部１８７は、制御信号送受信部１６１から携帯端末１７０の在圏情報と要求コンテンツ情報（例えばコンテンツのＵＲＬ等）を入力し、解像度判別部１８６から携帯端末の画面解像度情報を入力し、コンテンツマップ作成・蓄積部１６７からコンテンツマップを入力する。ここで、コンテンツマップは、各キャッシュサーバがどのコンテンツをキャッシュしているかを示すマップである。キャッシュサーバ選択部１８７は、携帯端末１７０が要求したコンテンツであって、解像度判別部１８６から入力した解像度のコンテンツをキャッシュしているキャッシュサーバ群を選択し、在圏情報等も考慮してキャッシュサーバを選択する。次に、キャッシュサーバ選択部１８７は、選択したキャッシュサーバに対し、端末が要求したコンテンツを配信するように、制御信号送受信部１６１を介して指示する。
【００７４】
コンテンツマップ作成・蓄積部１６７は、予め定められた時間間隔毎に、制御信号送受信部１６１を介して、キャッシュサーバ４１０＿１〜４１０＿Ｎの各々からコンテンツリストを受信し、どのキャッシュサーバにどのコンテンツが一時蓄積されているかを表すコンテンツマップを作成し、作成したコンテンツマップを蓄積する。
【００７５】
図７は、キャッシュサーバ４１０＿１の構成を一例として示すブロック図である。なお、他のキャッシュサーバ４１０＿２〜４１０＿Ｎもキャッシュサーバ４１０＿１と同じ構成であるため、キャッシュサーバ４１０＿１についてのみ説明する。また、図２と同一の符号を付した構成要素は、図２と同一の動作をするため、説明を省略する。
【００７６】
図７を参照すると、キャッシュサーバ４１０＿１は、制御信号送受信部１１１、解析部１１５、コンテンツ確保部１１２、コンテンツ一時蓄積部４１３、コンテンツリスト作成部１１６、および、配信部４１４を備えている。
【００７７】
解析部１１５は、制御信号送受信部１１１から入力したＧＴＰパケットに対し、ペイロード部分に格納された接続要求メッセージの内容を読み出し、携帯端末１７０の受信ＩＰアドレス、要求されたコンテンツのＵＲＬ等の情報を抽出し、制御信号送受信部１１１を介して、これらの情報を制御装置１６０に送出する。また、解析部１１５は、携帯端末１７０の在圏情報を制御装置１６０に送出する。さらに、解析部１１５は、要求されたコンテンツのＵＲＬ等を配信部４１４に出力する。
【００７８】
コンテンツリスト作成部１１６は、予め定められた時間間隔毎に、または、予め定められた条件が満たされた場合に、当該キャッシュサーバがコンテンツ一時蓄積部４１３に蓄積しているコンテンツのすべてに対して、コンテンツリストを作成し、制御信号送受信部１１１を介して、制御装置１６０に対し、当該キャッシュサーバのコンテンツリストを送出する。
【００７９】
配信部４１４は、要求されたコンテンツのＵＲＬ情報を解析部１１５から入力し、図６のキャッシュサーバ選択部１８７から携帯端末１７０の画面解像度を入力し、要求されたコンテンツであって当該画面解像度のコンテンツについて、コンテンツ一時蓄積部４１３を探索し、該当するコンテンツを読み出す。配信部４１４は、読み出したコンテンツについて、予め定められたプロトコル（例えばＴＣＰ）のパケットを生成して、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１に送出する。ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１は、コンテンツを含むパケットを携帯端末１７０に配信する。
【００８０】
図８は、配信部４１４の構成を一例として示すブロック図である。図８を参照して、配信部４１４の構成について説明する。ここで、図３と同一の符号を付した構成要素は図３と同一の動作を行うため、説明を省略する。図８を参照すると、配信部４１４は、送信部３００、受信部２０１、ビットレート計算部２０２、および、獲得部３０３を備えている。
【００８１】
獲得部３０３は、図７の解析部１１５から要求されたコンテンツのＵＲＬを入力し、図６の制御信号送受信部１１１から画面解像度を入力し、図８のビットレート計算部２０２からビットレートＢを入力し、要求されたコンテンツであって、指示された画面解像度を有し、ビットレートＢを越えない範囲でＢに最も近いビットレートのファイルについて、図６のコンテンツ一時蓄積部１１３を探索し、該当するファイルまたはストリームを獲得して、送信部３００に出力する。なお、受信部２００でＥＣＮ信号を受信し、ビットレート計算部２０２でＢ＝０に設定した場合には、獲得部３０３はコンテンツを獲得せず、Ｂ＝０であることを示す信号を送信部３００に出力する。
【００８２】
送信部３００は、携帯端末１７０から要求されたコンテンツであって、制御装置１６０から指示された画面解像度を有するコンテンツのファイルまたはストリームを獲得部３０３から入力する。送信部３００は、入力したファイルまたはストリームを、例えばＴＣＰパケットに格納し、ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置１９０＿１に送出する。また、送信部３００は、送信したパケットの情報（例えば、パケットの番号、送信時刻、送信ビットレート、サイズ等）をビットレート計算部２０２に通知する。
【００８３】
本実施形態において、種々の変形が可能である。
【００８４】
図６では、制御装置１６０は、モバイルネットワークのトポロジ、および、ネットワークルーティングパスのコストをポリシ装置１６５から入力する。しかし、これらの情報が運用中に変化しない、または、予め定められた固定の情報である場合には、これらの情報を制御装置１６０にテーブルとして内蔵するようにしてもよい。
【００８５】
また、キャッシュサーバ同士を接続して、キャッシュサーバ間でコンテンツを融通し合うようにしてもよい。例えば、携帯端末１７０がキャッシュサーバ４１０＿１に接続したときに、要求するコンテンツがキャッシュサーバ４１０＿１にキャッシュされていない場合には、キャッシュサーバ４１０＿１は制御装置１６０に問い合わせるようにしてもよい。このとき、制御装置１６０は、近隣のキャッシュサーバ、例えば、キャッシュサーバ４１０＿２またはキャッシュサーバ４１０＿Ｎが当該コンテンツを保有するかどうかを判別し、当該コンテンツを保有するキャッシュサーバからコンテンツを読み出すように、キャッシュサーバ４１０＿１に指示するようにしてもよい。
【００８６】
図９は、図５のキャッシュサーバをプロキシサーバに置き換えた構成を示す。プロキシサーバは、図４を参照して説明したとおりであるため、説明を省略する。
【００８７】
本実施形態では、制御装置１６０がキャッシュサーバまたはプロキシサーバと物理的に別の装置である例を示した。別の形態として、制御装置１６０は、キャッシュサーバまたはプロキシサーバと論理的に別であれば、これらと物理的に同じ装置に搭載することもできる。
【００８８】
（実施形態３）
図１０を参照して、第３の実施形態に係るコンテンツ配信システムについて説明する。図１０は、本実施形態に係るコンテンツシステムの構成を一例として示すブロック図である。図１０は、モバイルネットワーク２５０として、図５に示した３Ｇモバイルネットワーク１５０の代わりに、３．９世代のモバイルネットワークであるＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＥＰＣ（Evolved Packet Core）ネットワーク２５０を使用する構成を示す。ＬＴＥでは、基地局とＲＮＣ装置の機能が縮退し、ｅＮｏｄｅＢ装置のみとなる。
【００８９】
また、ＥＰＣではＳ／Ｐ−ＧＷ（Serving/Packet Data-Gateway）装置がｅＮｏｄｅＢ装置に接続される。ここで、Ｓ／Ｐ−ＧＷ装置とは、Ｓ−ＧＷ装置とＰ−ＧＷ装置が一体化された構成であることを意味する。また、図１０は、Ｍ台のｅＮｏｄｅＢ装置が１台のＳ／Ｐ−ＧＷ装置に接続される構成を示す。例えば、Ｓ／Ｐ−ＧＷ装置２９０＿１には、ｅＮｏｄｅＢ装置２６０＿１〜２６０＿Ｍが接続されている。
【００９０】
ここでは、各Ｓ／Ｐ−ＧＷ装置に１台のキャッシュサーバが接続されている。例えば、Ｓ／Ｐ−ＧＷ装置２９０＿１には、キャッシュサーバ１１０＿１が接続されている。
【００９１】
携帯端末１７０は、配信サーバ１２０のＩＰアドレスを記載して、配信の接続要求メッセージを発する。すると、携帯端末１７０が在圏しているｅＮｏｄｅＢ装置（図１０の場合にはｅＮｏｄｅＢ装置２６１＿１〜２６１＿Ｍのいずれか）が接続要求メッセージを受信する。ｅＮｏｄｅＢ装置２６１＿１〜２６１＿Ｍのいずれかは、接続要求メッセージ、配信サーバ１２０のＩＰアドレス、携帯端末１７０のＩＰアドレス等をＧＴＰプロトコルのペイロード部分に格納し、ＧＴＰパケットをＳ／Ｐ−ＧＷ装置２９０＿２に転送する。
【００９２】
キャッシュサーバ４１０＿１は、図５に示した構成と同じ構成である。ただし、本実施形態では、制御信号送受信部１１１の接続先がＳ／Ｐ−ＧＷ装置２９０＿１となる。したがって、制御信号送受信部１１１は、携帯端末１７０からの接続要求メッセージ、ＩＰアドレス等を格納したＧＴＰパケットと、携帯端末１７０のロケーション情報をＳ／Ｐ−ＧＷ装置２９０＿１から受信する。なお、他のキャッシュサーバ４１０＿２〜４１０＿Ｎも、それぞれに接続されたＳ／Ｐ−ＧＷ装置と上記のやりとりを行う。
【００９３】
本実施形態において、種々の変形が可能である。
【００９４】
制御装置１６０は、モバイルネットワークのトポロジ、および、ネットワークルーティングパスのコストをポリシ装置１６５から入力する。しかし、これらの情報が運用中に変化しない、または、予め定められた固定の情報である場合には、これらの情報を制御装置１６０にテーブルとして内蔵するようにしてもよい。
【００９５】
また、キャッシュサーバ同士を接続して、キャッシュサーバ間でコンテンツを融通し合うようにしてもよい。例えば、携帯端末１７０がキャッシュサーバ１１０＿１に接続したときに、要求するコンテンツがキャッシュサーバ４１０＿１にキャッシュされていない場合には、キャッシュサーバ４１０＿１は制御装置１６０に問い合わせるようにしてもよい。このとき、制御装置１６０は、配信サーバ１２１から読み出す代わりに、近隣のキャッシュサーバ、例えば、キャッシュサーバ４１０＿２またはキャッシュサーバ４１０＿Ｎからコンテンツを読み出すようにキャッシュサーバ４１０＿１に指示するようにしてもよい。
【００９６】
図８では、１つのＳ／Ｐ−ＧＷ装置に１つのキャッシュサーバを接続する場合について説明した。ただし、複数のＳ／Ｐ−ＧＷ装置に１つのキャッシュサーバを接続するようにしてもよいし、１つのＳ／Ｐ−ＧＷ装置に複数のキャッシュサーバを接続するようにしてもよい。
【００９７】
また、配信サーバ１２１と、キャッシュサーバ装置４１０＿１〜４１０＿Ｎとを接続するようにしてもよい。
【００９８】
図１０では、Ｓ−ＧＷ装置とＰ−ＧＷ装置を一体化したＳ／Ｐ−ＧＷ装置を用いる構成とした。ただし、Ｓ−ＧＷ装置とＰ−ＧＷ装置とを分離した構成を用いることもできる。この構成の場合は、Ｓ−ＧＷ装置またはＰ−ＧＷ装置のいずれかにキャッシュサーバを少なくとも１台接続する構成を採用することができる。
【００９９】
また、携帯端末１７０は、携帯電話でも、スマートフォンでも、ＰＣにデータ通信カードを搭載したものでもよく、モバイル３．９Ｇネットワークと通信ができる端末であればよい。
【０１００】
図１１は、図１０においてキャッシュサーバをプロキシサーバに置き換えた構成を示す。プロキシサーバは、図４を参照して説明したとおりであるため、説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態では、制御装置１６０がキャッシュサーバまたはプロキシサーバと物理的に別の装置である例を示した。別の形態として、制御装置１６０は、キャッシュサーバまたはプロキシサーバと論理的に別であれば、これらと物理的に同じ装置に搭載することもできる。
【０１０２】
本発明のコンテンツ配信システムによれば、次の効果がもたらされる。
【０１０３】
キャッシュサーバまたはプロキシサーバの配信部は、端末からの応答信号パケットまたはＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）通知に基づいてビットレートを計算し、計算結果に応じて適切なビットレートのファイルまたはストリームを切り替えて出力する。これにより、ＯＴＴコンテンツへのアクセスが集中する場合でも、端末を改造することなく、モバイルネットワークの輻輳を回避することがきる。また、この効果は、端末の台数が増大し、コンテンツが大容量化した場合に顕著となる。さらに、ユーザの観点では、遅延やパケットロスが発生せず、端末側で画像がフリーズしたり、音声が途切れる等の問題が発生しないという効果もある。
【０１０４】
また、制御装置は、端末からの接続要求信号をもとに端末固有の画面解像度を判別し、当該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバまたはプロキシサーバを選択し、当該キャッシュサーバまたは当該プロキシサーバに指示を出す。これにより、ＯＴＴコンテンツに対し、端末の性能やプロファイルに適した画面解像度のコンテンツを配信することができる。
【０１０５】
なお、上記の特許文献等の先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１０６】
１１０＿１〜１１０＿Ｎ、４１０＿１〜４１０＿Ｎ    キャッシュサーバ
１１１    制御信号送受信部
１１２    コンテンツ確保部
１１３、４１３    コンテンツ一時蓄積部
１１４、４１４    配信部
１１５    解析部
１１６    コンテンツリスト作成部
１２０＿１〜１２０＿Ｎ    プロキシサーバ
１２１    配信サーバ
１４５    インターネット
１５０    モバイルネットワーク
１６０    制御装置
１６１    制御信号送受信部
１６４    ユーザデータ
１６５    ポリシ装置
１６７    コンテンツマップ作成・蓄積部
１７０    携帯端末
１８０＿１〜１８０＿Ｍ、１８１＿１〜１８１＿Ｍ、１８２＿１〜１８２＿Ｍ、１８３＿１〜１８３＿Ｍ    基地局
１８６    解像度判別部
１８７    キャッシュサーバ選択部
１９０＿１〜１９０＿Ｎ    ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置
１９５＿１〜１９５＿Ｌ、１９７＿１〜１９７＿Ｌ    ＲＮＣ装置
２００、３００    送信部
２０１    受信部
２０２    ビットレート計算部
２０３、３０３    獲得部
２５０    モバイルＬＴＥ／ＥＰＣネットワーク
２６０＿１〜２６０＿Ｍ、２６１＿１〜２６１＿Ｍ、２６２＿１〜２６２＿Ｍ    ｅＮｏｄｅＢ装置
２９０＿１〜２９０＿Ｎ    Ｓ／Ｐ−ＧＷ装置
【図１】
2013005761.tif 000003
【図２】
2013005761.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月27日(2013.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバを備え、
前記配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置と、
前記パケット転送装置に接続されたキャッシュサーバと、をモバイルネットワーク上に備え、
前記キャッシュサーバは、前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備え、
前記ビットレート計算部は、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、コンテンツ配信システム。
【請求項２】
複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別し、該画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを該複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示し、
前記送信部は、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する、請求項１に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項３】
前記ビットレート計算部は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項１または２に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択する、請求項２または３に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項５】
前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバである、請求項２ないし４のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項６】
前記パケット転送装置は、それぞれ、モバイルパケットネットワークにおけるＳＧＳＮ（Serving General packet radio service Support Node）装置、ＧＧＳＮ（Gateway General packet radio service Support Node）装置もしくはＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ装置、または、モバイルＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＥＰＣ（Evolved Packet Core）ネットワークにおけるＳ−ＧＷ（Serving Gateway）装置、Ｐ−ＧＷ（Packet data network Gateway）装置もしくはＳ／Ｐ−ＧＷ装置である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項７】
前記コンテンツは、動画、静止画、音声、オーディオ、ソフトウェア、アプリケーションおよびデータの少なくともいずれかを含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
【請求項８】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバであって、
前記コンテンツの少なくとも一部を一時的に蓄積するコンテンツ一時蓄積部と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算するビットレート計算部と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する送信部と、を備え、
前記ビットレート計算部は、所定のパケットを前記送信部から送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、前記キャッシュサーバ。
【請求項９】
前記ビットレート計算部は、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項８に記載のキャッシュサーバ。
【請求項１０】
インターネット上でコンテンツを配信する配信サーバとユーザの端末との間で送受信されるパケットを転送するパケット転送装置に接続されたキャッシュサーバが、該コンテンツの少なくとも一部を一時的に自身のコンテンツ一時蓄積部に蓄積する工程と、
前記端末から受信したＴＣＰ（Transmission Control Protocol）応答信号に基づいて、コンテンツを送出する際のビットレートを計算する工程と、
前記端末から受信したコンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含み、
前記キャッシュサーバは、所定のパケットを送信した時刻と該所定のパケットに対するＴＣＰ応答信号を前記端末から受信した時刻との差としてパケットの応答時間を計測し、該応答時間に基づいて前記ビットレートを計算する、コンテンツ配信方法。
【請求項１１】
複数の前記キャッシュサーバのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置が、前記端末からのコンテンツ要求メッセージに含まれる情報に基づいて、前記端末の画面解像度を判別する工程と、
前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを保有するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から選択し、選択したキャッシュサーバにコンテンツを配信するように指示する工程と、
前記複数のキャッシュサーバのうちの前記制御装置から指示を受けたキャッシュサーバが、前記コンテンツ要求メッセージにおいて要求されたコンテンツのファイルまたはストリームであって、前記画面解像度を有し、前記ビットレート以下のものを前記コンテンツ一時蓄積部または前記配信サーバから読み出し、所定のプロトコルのパケットに格納して送出する工程と、を含む、請求項１０に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１２】
前記指示を受けたキャッシュサーバは、前記応答時間をＴとし、所定の目標応答時間をＴａとし、所定の収束係数をαとし、時間変化をビットレートに変換する所定の変換係数をβとし、前回のパケット送信ビットレートをＢｃとしたときに、Ｂ＝（１−α）×Ｂｃ＋α×β×（Ｔａ−Ｔ）によって算出されたビットレートＢを前記ビットレートとする、請求項１０または１１に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１３】
前記制御装置が、前記画面解像度のコンテンツを蓄積するキャッシュサーバを前記複数のキャッシュサーバの中から複数抽出するとともに、抽出した複数のキャッシュサーバの中から前記端末の在圏情報に応じてキャッシュサーバを選択する工程を含む、請求項１１または１２に記載のコンテンツ配信方法。
【請求項１４】
前記複数のキャッシュサーバは、それぞれ、透過型又は完全透過型のプロキシサーバである、請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のコンテンツ配信方法。
【国際調査報告】
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