(57)【要約】【課題】簡易的な方法でネットワーク全体での実効キャッシュ容量を向上させる。【解決手段】ネットワークシステムは、所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末と、端末間通信によってファイルを直接送受信する、複数の無線通信端末によって形成される。無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、ファイルは、ゼロ以上のグループと関連付けられる。また、無線通信端末は、自装置に割り当てられたグループに関連付けられたファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させ、要求元の無線通信端末が送信を要求するファイルに対応するキャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、キャッシュをブロードキャストする。【選択図】図１
2019053358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末と、端末間通信によってファイルを直接送受信する、複数の無線通信端末が形成するネットワークシステムであって、
前記無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、
前記ファイルは、ゼロ以上の前記グループと関連付けられ、
前記無線通信端末は、
自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるキャッシュ制御部と、
要求元の無線通信端末が送信を要求する前記ファイルに対応する前記キャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを前記要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、前記キャッシュをブロードキャストするキャッシュ制御部と、
を備えるネットワークシステム。
【請求項２】
前記キャッシュ制御部は、前記記憶部が保持しているキャッシュの容量が所定の上限を超えない場合に、自装置に割り当てられた前記グループ以外に関連付けられた前記ファイルを受信した場合も、所定の優先度に基づいて当該ファイルをキャッシュとして前記記憶部に一時的に保持させる
請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記キャッシュ制御部は、自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイル、自装置が送信を要求したファイル、他の無線通信端末がブロードキャストしたファイルの順に優先順位が定められた条件に基づいてキャッシュを保持させるか否か判断する
請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記端末間通信において利用する通信リソースを割り当てる基地局をさらに含み、
当該基地局は、前記要求元の無線通信端末からファイルの送信要求を受けた場合、前記要求元の無線通信端末から所定の範囲内に存在する前記無線通信端末のリストを、前記無線通信端末へ送信する
請求項１から３のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記基地局は、当該基地局と通信可能な範囲内の前記無線通信端末が送信を要求するファイルの傾向に基づいて、当該基地局と通信可能な範囲内の前記無線通信端末に対しファイルを推薦する
請求項４に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末と、端末間通信によってファイルを直接送受信する無線通信端末であって、
前記無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、
前記ファイルは、ゼロ以上の前記グループと関連付けられ、
自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるキャッシュ制御部と、
要求元の無線通信端末が送信を要求する前記ファイルに対応する前記キャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを前記要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、前記キャッシュをブロードキャストするキャッシュ制御部と、
を備える無線通信端末。
【請求項７】
無線通信端末が、所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末から、端末間通信によってファイルを直接送受信する通信方法であって、
前記無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、
前記ファイルは、ゼロ以上の前記グループと関連付けられ、
自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるステップと、
要求元の無線通信端末が送信を要求する前記ファイルに対応する前記キャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを前記要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、前記キャッシュをブロードキャストするステップと、
を含む通信方法。
【請求項８】
無線通信端末に、所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末から、端末間通信によってファイルを直接送受信させるプログラムであって、
前記無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、
前記ファイルは、ゼロ以上の前記グループと関連付けられ、
自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるステップと、
要求元の無線通信端末が送信を要求する前記ファイルに対応する前記キャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを前記要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、前記キャッシュをブロードキャストするステップと、
を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステム、無線通信端末、通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワークに接続されたコンピュータ間で伝送されるファイルを中間的にキャッシュするための様々な技術が提案されている。オリジナルファイルの代わりにキャッシュファイルをダウンロードすることで、オリジナルファイルへのアクセスの集中を避けると共に、受信側においてダウンロードを完了するまでの時間を短縮し得る。例えば容量が比較的大きい動画等のコンテンツファイルを送受信する場合には、大きな効果が期待できる。
【０００３】
また、サーバ等の中央管理装置を使用せずに、複数の無線通信端末で分散的にコンテンツを共有する場合において、互いの制御メッセージが届かない通信端末同士で、保有コンテンツに関する情報を送受信するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。本技術では、通信端末は、自通信端末が保有するコンテンツのリストと他の通信端末が保有するコンテンツに関する情報とを格納する制御メッセージを隣接通信端末との間で周期的に送受信する。
【０００４】
また、端末の記憶容量の範囲でキャッシュでき、通信負荷をより低減できるようなコンテンツをキャッシュ対象として選択する技術も提案されている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１９４７９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“Maximized Cellular Traffic Offloading via Device-to-Device Content Sharing” Jingjie Jiang, Student Member, IEEE, Shengkai Zhang, Bo Li, Fellow, IEEE, and Baochun Li, Fellow, IEEE, IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 34, NO. 1, JANUARY 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線通信端末の端末間通信により形成されるネットワークシステムにおいてファイルをキャッシュする場合、ネットワークシステム内のいずれかの無線通信端末にファイルがキャッシュされていれば、ネットワークシステム外からファイルをダウンロードする必要がなくなる。また、ネットワークシステム内に分散的に多様なファイルをキャッシュすることで、個々の記憶装置の容量が比較的小さい無線通信端末であっても、ネットワークシステム全体での実効容量を増大させることができる。しかしながら、ネットワークシステムを形成する無線通信端末は移動し、増減することがあるため、分散的にファイルをキャッシュする場合に最適なキャッシュ配置を決定するのは困難である。
【０００８】
本発明は、無線通信端末が端末間通信により形成するネットワークシステムで分散的にファイルをキャッシュする場合において、簡易的な方法でネットワーク全体での実効キャッシュ容量を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るネットワークシステムは、所定の通信範囲内に存在する他の無線通信端末と、端末間通信によってファイルを直接送受信する、複数の無線通信端末によって形成される。無線通信端末には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられ、ファイルは、ゼロ以上のグループと関連付けられる。また、無線通信端末は、自装置に割り当てられたグループに関連付けられたファイルを受信した場合は、当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるキャッシュ制御部と、要求元の無線通信端末が送信を要求するファイルに対応するキャッシュを保持している場合は、当該キャッシュを要求元の無線通信端末を含む周囲の無線通信端末に対し、キャッシュをブロードキャストするキャッシュ制御部とを備える。
【００１０】
このようにすれば、無線通信端末が属するグループごとにキャッシュ対象を定め、ネットワークシステムにおいて分散的にファイルをキャッシュすることができる。また、ファイルをブロードキャストすることにより、速やかにネットワークシステム内にキャッシュを拡散させることができる。
【００１１】
また、キャッシュ制御部は、記憶部が保持しているキャッシュの容量が所定の上限を超えない場合に、自装置に割り当てられたグループ以外に関連付けられたファイルを受信した場合も、所定の優先度に基づいて当該ファイルをキャッシュとして記憶部に一時的に保持させるようにしてもよい。このようにすれば、より速やかにネットワークシステム内にキャッシュを拡散させることができる。
【００１２】
また、キャッシュ保持部は、（１）自装置に割り当てられたグループに関連付けられたファイル、（２）自装置が送信を要求したファイル、（３）他の無線通信端末がブロードキャストしたファイルの順に優先順位が定められた条件に基づいてキャッシュを保持させるか否か判断するようにしてもよい。具体的には、キャッシュの優先度の高低を決めるためにこのような基準を採用するようにしてもよい。
【００１３】
また、端末間通信において利用する通信リソースを割り当てる基地局をさらに含むようにしてもよい。当該基地局は、要求元の無線通信端末からファイルの送信要求を受けた場合、要求元の無線通信端末から所定の範囲内に存在する無線通信端末のリストを、無線通信端末へ送信する。具体的には、このように端末間通信を制御することができる。
【００１４】
また、基地局は、当該基地局と通信可能な範囲内の無線通信端末が送信を要求するファイルの傾向に基づいて、当該基地局と通信可能な範囲内の無線通信端末に対しファイルを推薦するようにしてもよい。このようにすれば、要求されるファイルの地域ごとの傾向に基づいてファイルを推薦することができる。
【００１５】
なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。また、課題を解決するための手段の内容は、無線通信端末や基地局等の個々の装置若しくは複数の装置を含むシステム、コンピュータが実行する方法、又はコンピュータに実行させるプログラムとして提供することができる。なお、プログラムを保持する記録媒体を提供するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
無線通信端末が端末間通信により形成するネットワークシステムで分散的にファイルをキャッシュする場合において、簡易的な方法でネットワーク全体での実効キャッシュ容量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】システムの構成の一例を示す図である。
【図２】基地局及び端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】コンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。
【図４】端末に関する情報の一例を示す図である。
【図５】キャッシュ対象のファイルを示す情報の一例を示す図である。
【図６】コンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。
【図７】コンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。
【図８】通信負荷のシミュレーション結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態に示す構成に限定されない。
【００１９】
＜システム構成＞
図１は、実施形態に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図である。図１のネットワークシステム１は、基地局２と、無線通信端末（単に「端末」とも呼ぶ）３（３ａ〜３ｄ）と、ネットワーク４と、サーバ５とを含む。本実施形態では、サーバ５は、例えば動画や音楽、その他のコンテンツであるファイル６（６ａ、６ｂ、・・・）を配信するコンテンツサーバであるものとして説明する。
【００２０】
端末３は、携帯電話機やスマートフォン、タブレット等のモバイル端末である。端末３は、移動体通信事業者が設置する基地局２を介し、ネットワーク４に接続された機器とデータ通信を行ったり、例えば第５世代移動通信方式等において提供される端末間通信を利用して端末３同士でデータ通信を行ったりする。基地局２は、携帯電話機等の移動局と通信を行う無線局である。図１に示す破線の楕円は、基地局２と端末３との間で通信が可能な電波到達範囲を模式的に表している。また、基地局２は、図示していない制御装置や交換機を介し移動体通信事業者のコアネットワークと接続され、さらにインターネット等のネットワーク４と接続されている。また、サーバ５は、ネットワーク４を介し、端末３のような他の装置と所定のプロトコルに従って通信可能に接続されている。
【００２１】
上述したように、本実施形態では、複数の端末３は、直接の端末間通信又はマルチホップルーティングを利用した端末間通信を行い、端末間通信ネットワークを形成する。このとき、基地局２は、通信可能範囲に存在する複数の端末３の情報を集約し、端末３からの要求に応じて通知することで、端末間通信を支援する。
【００２２】
また、端末３はファイル６をキャッシュし、他の端末３からの要求に応じて自装置が保持するキャッシュファイル（単に「キャッシュ」とも呼ぶ）を送信する。本実施形態では、端末３には、自装置が保持すべきファイルを特定するための複数のグループのうち、いずれかのグループが割り当てられている。図１の例では、端末３の各々に割り当てられたグループを、各端末３の横に括弧書きで示している。すなわち、端末３ａにはグループＡ（Group A）が割り当てられ、端末３ｂにはグループＢ（Group B）が割り当てられ、端末３ｃにはグループＣ（Group C）が割り当てられ、端末３ｄにはグループＤ（Group D）が割り当てられている。
【００２３】
また、ファイル６には、上述した複数のグループのうち、ゼロ以上のグループが割り当てられている。ファイル６に割り当てられたグループは、当該ファイルを保持すべき装置が属するグループを表す。図１の例では、サーバ５及び端末３が保持しているファイルを、角丸長方形の吹き出しで示している。サーバ５は、ファイル６ａ、ファイル６ｂ等のオリジナルファイルを保持している。また、サーバ５が保持するファイル６の右に、各ファイルに割り当てられているグループを示している。すなわち、ファイル６ａにはグループ
Ａ及びグループＢが割り当てられている。また、ファイル６ｂには、グループＣが割り当てられている。
【００２４】
ファイル６の各々は、少なくとも同一のグループが割り当てられた端末３においてキャッシュされる。図１において角丸長方形の吹き出しで示すように、グループＢが割り当てられた端末３ｂは、同一のグループＢが割り当てられたファイル６ａをキャッシュしている。グループＣが割り当てられた端末３ｃは、グループＣが割り当てられたファイル６ｂをキャッシュしている。また、端末３は、所定の規則に基づいて優先順位を判断し、ファイル６をキャッシュしたり、すでに保持されているキャッシュを削除したりする。なお、図１の例では、グループＡが割り当てられた端末３ａは、まだファイル６をキャッシュしていない。
【００２５】
以上のようなネットワークシステム１において、例えば端末３ｄがファイル６ａをダウンロードする場合、まず端末３ｄは基地局２へファイル６ａを要求する（図１の矢印（１））。一方、基地局２は、電波の到達範囲に存在し、要求されたファイル６ａと同一のグループが割り当てられた端末３のリストを端末３ｄへ送信する。その後、端末３ｄは、リストに基づいてファイル６ａをキャッシュしている端末３ｂとの間で端末間通信を行い、ファイル６ａを受信する（図１の矢印（２））。このとき、端末３ｂはファイル６ａをブロードキャストし、端末３ｂからの電波到達範囲内に存在する他の端末３も、ファイル６ａをキャッシュするようにしてもよい。なお、端末３ｄとの間で端末間通信を行うことができる範囲内に、ファイル６ａをキャッシュしている端末３が存在しない場合、端末３ｄは基地局２及びネットワーク４を介してサーバ５からファイル６ａを受信する。
【００２６】
このように、端末間通信によってキャッシュファイルを送受信することにより、基地局２を含む移動体通信事業者のネットワークやネットワーク４、サーバ５等にかかる通信負荷を軽減すると共に、端末３がファイル６の受信に要する時間を短縮することができる。すなわち、端末３が予め割り当てられたグループに基づいてキャッシュ対象を決定するという簡易的な方法で、ネットワークシステム１は分散的にファイルをキャッシュすることができ、全体での実効キャッシュ容量を増大させることができる。また、ファイル６にはアクセス頻度に応じてゼロ以上のグループを関連付けておけば、アクセス頻度の高いファイル６をより多くの端末３においてキャッシュさせることができ、ネットワークシステム１におけるキャッシュのヒット率を向上させることができる。また、特に、キャッシュを保持している端末３が端末間通信においてファイルをブロードキャストするようにしてもよい。周囲の端末３は、ブロードキャストされたファイル６が、自端末がキャッシュすべき対象である場合には当該ファイル６を保持することで、ネットワークシステム１内に速やかにキャッシュファイルを拡散させることができる。
【００２７】
＜基地局＞
図２は、基地局２及び端末３の構成の一例を示すブロック図である。基地局２は、携帯電話網の端部に設けられ、所定の通信方式により端末３と直接通信を行う装置である。基地局２は、例えば端末３が通信を行う際に利用する通信リソースを割り当てる。すなわち、基地局２は、周波数分割多元接続方式における周波数帯域や、時分割多元接続方式における期間、直交周波数分割多元接続方式におけるリソースブロック等、通信を行うために利用するリソースを端末３に割り当てる。なお、端末間通信を行う場合にも、リソースブロックのような通信リソースの割り当てが行われる。基地局２は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１と、記憶装置２２と、プロセッサ２４とを備える。通信Ｉ／Ｆ２１は、端末３のような移動局との通信を行うためのアンテナや、交換機へと接続される光ケーブル等のような伝送路と接続されるコネクタ等である。記憶装置２２は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等のようなメモリである。記憶装置２２は、基地局２からの電波
到達範囲内に存在する端末３の識別情報や、端末３に割り当てられたグループを示す情報
、ネットワークシステム１においてキャッシュ対象とされているファイル６の識別情報、当該ファイル６に関連付けられたグループを示す情報等を記憶する。プロセッサ２４は、通信処理や音声処理等を行う処理装置である。図２の例では、プロセッサ２４内に機能ブロックを示している。プロセッサ２４は、例えば、端末間通信制御部２４１及び基幹回線通信部２４２として機能する。端末間通信制御部２４１は、端末間通信を行わせるために、端末３の近隣に存在する他の端末のリストを送信する。基幹回線通信部２４２は、端末３と他の装置とのネットワーク４を介して行う通信を仲介する。以上のような構成要素が、信号線２５で接続されている。
【００２８】
＜端末＞
端末３は、スマートフォン、タブレット等のコンピュータであり、通信Ｉ／Ｆ３１と、記憶装置３２と、入出力装置３３と、プロセッサ３４と、バス３５とを備えている。
【００２９】
通信Ｉ／Ｆ３１は、例えば通信モジュールであり、所定のプロトコルに基づき、他のコンピュータと通信を行う。例えば、ネットワーク４を介してファイル６を受信する。
【００３０】
記憶装置３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置及びＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の補助記憶装置（二次記憶装置）である。主記憶装置は、プロセッサが読み出したプログラムやファイル６を一時的に記憶したり、プロセッサの作業領域を確保したりする。補助記憶装置は、プロセッサが実行するプログラム等を記憶する。
【００３１】
入出力装置３３は、タッチパネル等のユーザインターフェースである。なお、入出力装置３３は、キーボード、マウス等の入力装置や、モニタ等の出力装置に分かれていてもよい。ユーザは、入出力装置３３を介してサーバ５に対しファイル６の送信を要求したり、受信したファイル６を読み出して表示させたりする。
【００３２】
プロセッサ３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置であり、プ
ログラムを実行することにより本実施の形態に係る各処理を行う。プロセッサ３４内に機能ブロックを示すように、プロセッサ３４は、例えば、要求処理部３４１、送受信部３４２、キャッシュ制御部３４３、及び中継部３４４として機能する。要求処理部３４１は、ユーザの操作に基づいて、サーバ５や周囲の端末３に対しファイル６を要求する。送受信部３４２は、通信Ｉ／Ｆ３１を介して基地局２や周囲の端末３と通信を行い、ファイル６を送受信する。キャッシュ制御部３４３は、所定の規則に基づいて受信したファイル６をキャッシュしたり、キャッシュを削除したりする。また、中継部３４４は、端末間においてマルチホップ通信を行う場合に、ファイル６を中継する。
【００３３】
以上のような構成要素が、バス３５を介して接続されている。
【００３４】
＜サーバ＞
コンテンツプロバイダ等のサーバ５もコンピュータであり、通信Ｉ／Ｆ５１と、記憶装置５２と、入出力装置５３と、プロセッサ５４と、バス５５とを備えている。
【００３５】
通信Ｉ／Ｆ５１は、例えばネットワークカードであり、所定のプロトコルに基づき、端末等のコンピュータと通信を行う。例えば、端末３からの要求に応じてファイル６を送信する。
【００３６】
記憶装置５２は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶装置及びＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリ等の補助記憶装置である。主記憶装置は、プロセッサが読み出したプログラムやデータを一時的に記憶したり、プロセッサの作業領域を確保したりする。補助記憶装置は、プロ
セッサが実行するプログラムや、配信するオリジナルのファイル（コンテンツファイル）等を記憶しているものとする。
【００３７】
入出力装置５３は、例えばキーボード、マウス等の入力装置や、モニタ等の出力装置、タッチパネル等のユーザインターフェースである。
【００３８】
プロセッサ５４は、ＣＰＵ等の演算処理装置であり、プログラムを実行することにより本実施の形態に係る各処理を行う。プロセッサ５４内に機能ブロックを示すように、プロセッサ５４は、コンテンツ配信部５４１、キャッシュ管理部５４２の各機能部として機能する。コンテンツ配信部５４１は、送信を要求されたファイル６を記憶装置５２から読み出し、要求元の端末３に対して送信する。キャッシュ管理部５４２は、端末３にキャッシュさせる対象のファイル６を決定したり、ファイルに対し当該ファイルをキャッシュするグループを割り当てたりする。キャッシュ管理部５４２は、例えばファイルごとにアクセス数を計数し、所定期間内のアクセス頻度を算出するとともに、アクセス頻度に応じて、各ファイルをキャッシュするグループを決定するようにしてもよい。
【００３９】
以上のような構成要素が、バス５５を介して接続されている。
【００４０】
＜コンテンツ配信処理＞
図３は、ネットワークシステム１が行うコンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。ユーザが端末３を操作し、例えばストリーミング配信される動画等のコンテンツの再生を開始すると、図３の処理が行われる。なお、本実施形態では、予め端末３及び少なくとも一部のファイル６にグループが割り当てられている。また、移動局である端末３は、基地局２と継続的に通信を行い、基地局２又は移動体通信事業者の設備に位置登録を行っている。
【００４１】
図４は、基地局２又は移動体通信事業者の設備において記憶される端末３に関する情報の一例を示す図である。図４のテーブルは、端末ＩＤ、タグ、位置の各属性を有する。端末ＩＤのフィールドには、端末３を一意に特定するための識別情報が登録される。タグのフィールドには、端末３が属するグループを表す情報が登録される。図４の例では、グループは２進数の値によって記述されており、各値が１つのグループを示している。また、位置のフィールドには、端末３が存在する位置を表す情報が登録される。位置情報は、例えば緯度及び経度で表される。
【００４２】
図５は、キャッシュ対象のファイル６を示す情報の一例を示す図である。図５のテーブルは、ファイルＩＤ、タグの各属性を有する。ファイルＩＤのフィールドには、ファイル６を一意に特定するための識別情報が登録される。タグのフィールドには、ファイル６に割り当てられたグループを表す情報が登録される。図５の例でも、グループは４桁のビットベクトルによって記述されており、各ビットが１つのグループを示している。なお、１つのファイル６に複数のグループが割り当てられるようにしてもよい。キャッシュ対象のファイル６は、例えばサーバ５が決定する。また、キャッシュ対象のファイルは、サーバ５から基地局２又は移動体通信事業者の設備に送信され、更新される。
【００４３】
図３のコンテンツ配信処理において、端末３の要求処理部３４１は、基地局２を介してサーバ５に対し、サーバ５が保持するファイル６の送信を要求する（図３：Ｓ１）。なお、本実施形態では、周辺の端末３がファイル６のキャッシュを保持していない場合にサーバ５からファイル６を取得する。したがって、本ステップにおいては周辺の端末３の識別情報を要求するようにしてもよい。
【００４４】
一方、基地局２の端末間通信制御部２４１は要求を受信すると（Ｓ２）、要求元の端末
３の周辺に存在する他の端末３（「周辺端末」とも呼ぶ）のリストを、要求元の端末３に送信する（Ｓ３）。リストには周辺端末の識別情報が含まれる。本ステップでは、基地局２の端末間通信制御部２４１は、端末３の位置情報に基づき、端末３との間で端末間通信を行うことができる周辺端末のリストを生成し、要求元の端末３に送信する。このとき、リストには各周辺端末との距離の目安等、端末間通信を行う場合の優先順位の基準となる情報を含めるようにしてもよい。また、図４及び図５に示した情報に基づき、端末間通信制御部２４１は、要求されたファイル６に割り当てられたグループと同じグループに属する周辺端末を抽出し、抽出された周辺端末を含むリストを送信するようにしてもよい。
【００４５】
また、端末３は、周辺端末のリストを受信すると（Ｓ４）、リストに基づいて周辺端末へファイル６を要求する（Ｓ５）。本ステップでは、リストに含まれる周辺端末の識別情報を用いて、端末間での直接の通信を試みる。また、リストに複数の周辺端末が含まれる場合、所定の基準に基づき、優先順位の高い周辺端末を１つ選択してファイル６を要求するようにしてもよい。
【００４６】
一方、周辺端末の要求処理部３４１は、要求を受信すると（Ｓ６）、自装置が要求されたファイル６のキャッシュを保持しているか判断する（Ｓ７）。そして、キャッシュを保持している場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、周辺端末の送受信部３４２は、通信Ｉ／Ｆ３１を介してキャッシュファイルをブロードキャストする（Ｓ８）。本ステップでは、要求元の端末３のみを送信先にしてキャッシュファイルを送信するようにしてもよいが、ブロードキャストすることにより、周辺に存在する他の端末３がファイル６をキャッシュする機会を増やすことができる。
【００４７】
また、要求元の端末３の送受信部３４２は、通信Ｉ／Ｆ３１を介してファイル６を受信する（Ｓ９）。受信したファイル６は、端末３において再生等の処理が行われる。その後、端子Ａを介して図６の処理に遷移する。
【００４８】
図６は、コンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。端末３のキャッシュ制御部３４３は、受信したファイル６を自装置がキャッシュするか判断する（Ｓ１０）。本ステップでは、所定の基準に基づいてキャッシュ対象であるか否か判断する。例えば自装置が属するグループがファイル６に割り当てられている場合に、ファイル６をキャッシュすると判断する。受信したファイルをキャッシュすると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、キャッシュ制御部３４３は、記憶装置３２にファイル６を格納する（Ｓ１１）。
【００４９】
また、Ｓ１１の後、又はＳ１０において受信したファイルをキャッシュしないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、コンテンツ配信処理を終了する。
【００５０】
また、図３のＳ７においてキャッシュを保持していないと判断された場合（Ｓ７：ＮＯ）、端子Ｂを介して図７の処理に遷移する。図７も、コンテンツ配信処理の一例を示す処理フロー図である。周辺端末は、キャッシュを保持していない場合、その旨を要求元の端末３に通知する（Ｓ１２）。本ステップでは、要求元の端末３をあて先として、端末間通信を行う。
【００５１】
一方、要求元の端末３の要求処理部３４１は、キャッシュを保持していない旨の通知を受けると（Ｓ１３）、Ｓ４で受信したリストに、ファイルを要求していない他の周辺端末が存在するか判断する（Ｓ１４）。他の周辺端末が残っている場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、端子Ｃを介して図３のＳ５の処理に遷移し、ファイル６の要求を繰り返す。
【００５２】
一方、他の周辺端末が残っていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、要求処理部３４１は、基地局２に対しオリジナルのファイル６を要求する（Ｓ１５）。また、基地局２の基幹回線通
信部２４２は、要求を受けると（Ｓ１６）、サーバ５からオリジナルのファイル６を取得し（Ｓ１７）、要求元の端末３へ送信する（Ｓ１８）。図示していないが、Ｓ１７においては、要求を受けたサーバ５のコンテンツ配信部５４１が、オリジナルのファイル６を送信する。
【００５３】
また、要求元の端末３の送受信部３４２は、通信Ｉ／Ｆ３１を介してファイル６を受信する（Ｓ１９）。受信したファイル６は、端末３において再生等の処理が行われる。その後、端子Ｄを介して図６のＳ１０に遷移する。
【００５４】
ネットワークシステム１は、要求元ノードからのファイルの送信要求に対して、図３、６及び７に示したようなコンテンツ配信処理を繰り返す。
【００５５】
＜効果＞
ネットワークシステム１によれば、端末３は、予め割り当てられたグループに基づいてキャッシュするファイル６を決定する。すなわち、端末３とファイル６とにそれぞれグループを割り当てておき、グループが一致する場合にキャッシュする。したがって、端末３が属するグループごとにキャッシュ対象を定め、ネットワークシステム１において分散的にファイル６をキャッシュすることができる。
【００５６】
また、上述したように、周辺の端末３から要求元の端末３へキャッシュファイルを送信する場合、ブロードキャストするようにしてもよい。このとき、ブロードキャストされたファイル６を受信する周辺の他の端末３は、図６のＳ１０及びＳ１１の処理を行い、当該ファイル６が自端末でキャッシュすべきファイルである場合に、当該ファイルをキャッシュする。このようにすれば、ネットワークシステム１内に速やかにキャッシュファイルを拡散させることができる。
【００５７】
＜キャッシュ対象ファイル＞
キャッシュされるファイル６は、いわゆる動画や音声のデータには限定されない。例えばＶＲ（Virtual Reality）コンテンツや、コンピュータプログラム、データファイル等
をキャッシュするようにしてもよい。
【００５８】
＜端末間通信ネットワーク＞
また、基地局２からの電波到達範囲と、端末３が形成する端末間通信ネットワークの範囲とは、図１のようには必ずしも一致しない。例えば基地局２は、端末３の位置情報に基づいて、端末３の各々を中心とする端末間通信が可能な範囲を決定し、端末３ごとに近隣端末のリストを生成するようにしてもよい。このとき、複数の基地局２が連携してリストを生成するようにしてもよい。なお、端末３の測位は、複数の基地局からの電波強度を利用して行うようにしてもよいし、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の測位システ
ムを利用してもよいし、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイントとその位置情報とを利用してもよい。
【００５９】
＜マルチホップ通信＞
また、２つの端末間で行う端末間通信は、１以上の他の端末３を介してマルチホップ通信を行うようにしてもよい。この場合、キャッシュを送受信できる端末間の距離は、２つの端末間で直接通信を行う場合よりも広がる。したがって、端末間通信ネットワークの範囲は、要求元の端末３から所定の範囲内と定めることができる。
【００６０】
＜ファイルのグループ分け＞
また、ファイル６に関連付けられるグループは、ファイル６へのアクセス頻度に応じて動的に変更するようにしてもよい。例えば、サーバ５のキャッシュ管理部５４２は、所定
期間のアクセス数が多いファイルほど多くのグループを割り当てることで、ネットワークシステム１内に人気の高いファイルほど多くキャッシュすることができる。
【００６１】
＜端末のグループ分け＞
また、端末３に割り当てるグループも、例えばサーバ５や他の管理装置が動的に変更するようにしてもよい。例えば、端末３の位置情報に基づいて、所定の範囲内に存在する端末３の数が多いほど、端末間通信ネットワーク内に多くの種類のグループを割り当てるようにしてもよい。具体的には、例えば図４に示した端末３の情報を用いて、例えば端末３の数が少ない区域においてはタグの一部の桁のみを用いてグループを表すものとする。例えば、右から１桁のみを採用する場合、端末ＩＤが「Mobile1」及び「Mobile3」の端末はタグが「１」のグループに属し、端末ＩＤが「Mobile2」及び「Mobile4」の端末は、タグが「０」のグループに属するものとして扱う。このようにすれば、端末３が少ない場所においてもキャッシュのヒット率を向上させ、端末３が密集した場所においては多様なファイル６をキャッシュできるようになる。
【００６２】
＜要求先端末の推薦＞
基地局２の端末間通信制御部２４１は、各端末３がキャッシュしているファイル６の識別情報を管理するようにしてもよい。例えば図４に示した情報に加え、端末３の端末ＩＤと関連付けて当該端末３が保持しているファイル６のファイルＩＤを記憶装置３２に記憶させる。そして、端末間通信制御部２４１は、図５のＳ３において送信する端末のリストに、要求されたファイル６をキャッシュしている周辺の端末３を出力する。なお、さらに要求元の端末３から距離が近い周辺の端末３を、優先的に推薦するようにしてもよい。このようにすれば、基地局２を介してファイル６を取得する場合のネットワーク負荷を低減させるだけでなく、端末間通信における通信効率を向上させることができる。
【００６３】
＜要求のリダイレクト＞
図７のＳ１５では、端末３がサーバ５からのオリジナルファイルのダウンロードを要求したが、基地局２がサーバ５へ要求をリダイレクトするようにしてもよい。このとき、（１）周辺の存在する他の端末３、（２）基地局２を有する電気通信事業者や当該事業者と提携するＣＤＮ（Content Delivery Network）事業者のサーバ、（３）その他の事業者のサーバの順に優先度をつけて要求先を決定するようにしてもよい。
【００６４】
＜キャッシュアルゴリズム＞
また、端末３がファイル６をキャッシュする条件は、端末３に割り当てられたグループとファイル６に割り当てられたグループとが一致する場合のみには限られない。例えば、自端末のキャッシュ容量に空きがある場合は、自端末が要求して取得したファイル６をグループに関係なくキャッシュするようにしてもよい。このようなキャッシュファイルは、グループが一致するキャッシュファイルよりも保持される優先度を低く設定するようにしてもよい。例えば、優先度を、（１）自装置に割り当てられた前記グループに関連付けられた前記ファイル、（２）自装置が送信を要求したファイル、（３）他の端末がブロードキャストしたファイルの順に定めるようにしてもよい。
【００６５】
また、キャッシュ容量に空きがなくなった場合にキャッシュを削除する際の優先度は、ＬＲＵ（Least Recently Used）、ＬＦＵ（Least Frequently Used）等のような既存のキャッシュアルゴリズムに基づいて決定することができる。
【００６６】
＜通信負荷のシミュレーション＞
図８は、上述した実施形態に係るネットワークシステム、キャッシュアルゴリズムの変形例に係るネットワークシステム等における通信負荷のシミュレーション結果の一例である。本シミュレーションでは、基地局２を介してファイル６が送受信される回数を負荷と
して計数した。また、１つの基地局２との通信可能範囲である半径６００メートル以内に、１万人のユーザ（端末３）が散在するものとした。端末間通信可能範囲は、各端末３から半径１００メートル以内とし、ブロードキャストを行う場合の通信可能範囲は、送信側の端末を中心とした通信端末間距離を半径とする円内とした。また、ファイル６の総数を２５６とし、ファイル６に対するユーザからの要求の偏りは、Ｚｉｐｆ則に基づくものとした。また、端末３がランダムに選出され、１つのファイル６を要求するという処理を繰り返すものとした。上述したとおり、要求されたファイル６の送信元は、端末間通信可能範囲内の他の端末が優先され、端末間通信可能範囲内に当該ファイル６をキャッシュしている他の端末が存在しない場合は、基地局を介して取得する。また、１つの端末３には２つのファイル６がキャッシュできるものとし、キャッシュ容量が不足する場合には、ＬＦＵに基づきいずれかのキャッシュを削除するものとした。
【００６７】
図８の縦軸は、すべての要求に対し基地局２を介してファイル６を取得する場合の通信量を１とした、通信量の割合を示している。図８の横軸は、要求の回数を示している。グラフ８０１は、ブロードキャストを行わず２つの端末間における端末間通信（ユニキャスト）のみによってファイル６を送受信し、タグを用いずにＬＦＵによってキャッシュを行う場合の通信量と要求回数の関係を示している。グラフ８０２は、ユニキャストのみによってファイル６を送受信し、タグが一致するときのみキャッシュを行う場合の通信量と要求回数の関係を示している。グラフ８０３は、ブロードキャストを行い、タグが一致するときのみキャッシュを行う場合の通信量と要求回数の関係を示している。グラフ８０４は、ブロードキャストを行い、キャッシュ容量に空きがあるときにはタグが一致しないファイル（自装置に割り当てられたグループ以外に関連付けられたファイル）もキャッシュする場合の通信量と要求回数の関係を示している。図８からわかるように、タグによるキャッシュ対象の制御により、ネットワーク全体での実効キャッシュ容量を向上させることができ、通信量を削減することができた。また、ブロードキャストを行うことにより、速やかにファイルを拡散して早期に通信量を低下させることができた。さらに、キャッシュ容量に余裕がある場合にはタグが一致しないファイルもキャッシュ対象とすることで、より速やかにファイルを拡散して早期に通信量を低下させることができた。
【００６８】
＜ファイルの推薦＞
上述した実施形態に加え、基地局２は、所定の地域において端末３が送信を要求するファイル６の傾向に基づいて、端末３に対しファイル６を推薦するようにしてもよい。例えば、基地局２は、各々の通信可能範囲に存在する端末３からのファイルへのアクセスの頻度を算出し、地域ごとのアクセス頻度に基づいてファイル６を推薦する。基地局２の端末間通信制御部２４１は、アクセス頻度の高いファイル６や、当該ファイル６をダウンロードしたユーザが要求した頻度の高い他のファイル６を、通信可能範囲に存在する端末３に、任意のタイミングで通知する。また、端末３の要求処理部３４１は、入出力装置３３を介して推薦されたファイル６をユーザに提示する。
【００６９】
このようにすれば、スポーツが開催される競技場やコンサートの会場のような、イベントの開催される地域や、何らかの専門店が集まる地域のような地域に特有のファイル６のアクセス頻度に基づいてユーザにファイル６を推薦することができる。
【００７０】
また、基地局２と接続されたデータセンタや、ネットワーク４に接続されたクラウド上のデータセンタ等（図示せず）において、ファイル６を生成して端末３へ送信するようにしてもよい。例えば、ファイル６はスポーツのダイジェスト映像であり、データセンタにおいては録画映像から得点シーンのようなハイライトシーンを抽出してファイル６を生成するようにしてもよい。そして、あるスポーツのある試合の会場周辺に存在する端末３から当該スポーツの動画へのアクセス頻度が他の地域よりも高い場合に、例えば他の会場で行われた試合のダイジェスト映像であるファイル６を推薦する。また、端末３の位置情報
だけでなく、端末３のユーザがスポーツの有料チャンネルやビデオオンデマンドサービスの契約をしているか否か等のような端末３を所持するユーザの情報をさらに用いてファイル６を推薦するか否か判断するようにしてもよい。
【００７１】
＜その他＞
上記した実施形態及び変形例に記載した事項は、適宜組み合わせて実施することができる。
【００７２】
本発明は上述の処理を実行するコンピュータプログラムを含む。さらに、当該プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に属する。当該プログラムが記録された記録媒体については、コンピュータに、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、上述の処理が可能となる。
【００７３】
ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としては、ハードディスクドライブやＲＯＭ等がある。
【符号の説明】
【００７４】
１      ：ネットワークシステム
２      ：基地局
２１    ：通信Ｉ／Ｆ
２２    ：記憶装置
２４    ：プロセッサ
２４１  ：端末間通信制御部
２４２  ：基幹回線通信部
２５    ：信号線
３      ：端末
３１    ：通信Ｉ／Ｆ
３２    ：記憶装置
３３    ：入出力装置
３４１  ：要求処理部
３４２  ：送受信部
３４３  ：キャッシュ制御部
３４４  ：中継部
４      ：ネットワーク
５      ：サーバ
５１    ：通信Ｉ／Ｆ
５２    ：記憶装置
５３    ：入出力装置
５４    ：プロセッサ
５４１  ：コンテンツ配信部
５４２  ：キャッシュ管理部
６      ：ファイル
【図１】
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【図２】
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【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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