JP2013539089A

JP2013539089A - 無線通信システム内の分散ストレージに基づくファイル送信の方法

Info

Publication number: JP2013539089A
Application number: JP2013516961A
Authority: JP
Inventors: バイ，ヤンジョン; リュ，ジュン
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: KR20140105613A; EP2590451A4; WO2012000258A1; US20130097284A1; EP2590451A1; KR20130033390A; JP5894155B2; CN102316127A; US9332422B2; EP2590451B1; CN102316127B

Abstract

本発明は、新しいサービスに関するユーザの要件を満足するために、無線通信システム内の分散ストレージに基づくファイル送信の方法を提案する。本発明の実施形態では、ファイル・アップロードの方法は、Ｓ１１．ユーザ機器が、宛先へのファイルのアップロードを要求するために、制御ノードにファイルのスライス・メタデータ情報を送信するステップと、Ｓ１２．ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、Ｓ１３．制御ノードが、アップロードに関する要求を確認するステップと、Ｓ１４．ユーザ機器が、ファイルのスライスをストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、Ｓ１５．ストレージ無線アクセス・ノードが、ユーザ機器からファイルのスライスを受信し、格納するステップとを含む。本発明の技術的解決策を用いると、無線通信ネットワークを介してより高い速度でファイルを送信することができる。

Description

本開示は、無線通信技術に関し、具体的には、無線通信システムでのファイル送信および分散ストレージ技術に関する。

既存のモバイル通信システムでのファイル送信サービスは、５００ｋＢの制限されたファイル・サイズを有し、低い送信レート（最大３８４ｋｂｐｓ、通常は５０ｋｂｐｓ）および高い出費での送信にＧｅｎｅｒａｌＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏＳｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）の技術を使用するＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＭｅｓｓａｇｅＳｅｒｖｉｃｅ（ＭＭＳ）を含む。これは、そのサイズ制限および高価格に起因して相対的に高速のメッセージ配送時間を有するが、このサービスは、普及した大衆市場には一度も参入しなかった。また、受信側がＭＭＳメッセージを取り出した後に、そのメッセージは、ＭＭＳサーバから即座に削除され、したがって、再利用しまたは共有することはできない。

ウェブ市場の傾向に基づいて、Ｇｏｏｇｌｅ社およびＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社は、既に、非削除的で検索対応のＧＢサイズの電子メール・サービスおよびファイル共有サービスを提供している。しかし、これらのウェブベースの解決策は、送信側および受信側の位置情報、送信側および受信側のウェブサーフィンの癖を知らず、よりよいＱｏＳおよびユビキタス無線アクセスを提供できないという欠点をも有する。エンド・ユーザは、必ずオンラインであり、固定ＩＰを有する必要があり、そうでなければ、ＴＣＰ接続は、セルにまたがるハンドオーバーおよび他の理由に起因して、大きいファイルが制限された帯域幅を用いて送信されつつある間に破壊される。常時オンラインである無線ユーザ機器の消費電力の量は、劇的に増える可能性がある。直接に送信接続を再開する要求は、現在、ＨＴＴＰプロトコルおよびＦＴＰプロトコルに存在せず、破壊された転送を再開するためには、クライアントとサーバとの間で送信されるファイルのサイズが知られなければならず、ダウンロード・オフセットが対応して変更されなければならず、これは、すべてのサーバによってサポートされているのではない可能性がある。ネットワーク経路内の上位のファイヤウォールも、ユーザ機器がおそらくはそのソースＩＰアドレスを変更した可能性があるので、破壊された転送を再開する新しい要求をブロックする傾向がある。ファイルレベル・チェックは、ＨＴＴＰプロトコルおよびＦＴＰプロトコルに存在せず、エラーが簡単に発生する可能性があり、これは、大きすぎる単一のファイルについてより悪くなる。ファイル内の１バイトが破壊される場合であっても、ファイル全体が役に立たなくなり、最初からもう一度ダウンロードされなければならない。したがって、無線コンテキストでＨＴＴＰおよびＦＴＰを介してリモート・サイトからオリジナル・ファイルを正確に送信し、再開することは、非常にむずかしい。さらに、インターネットベースの解決策では、オペレータは、それを介してデータが送信される導管になるが、加入者の直接課金情報を制御できず、したがって、簡単に送信側に異なって請求することができない。

従来技術の前述の欠点に鑑みて、現在、高速ファイル転送、ストレージ、および検索サービスを無線通信ネットワーク内で提供することが望ましい。

従来技術の前述の欠点を克服し、新しいサービスに関するユーザの要件を満足するために、本発明は、無線通信システム内の分散ストレージに基づくファイル送信の方法を提案する。

本発明の一実施形態では、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワークでのファイル・アップロードの方法が提供される。この方法は、Ｓ１１．ユーザ機器が、宛先へのファイルのアップロードを要求するために、制御ノードにファイルのスライス・メタデータ情報を送信するステップと、Ｓ１２．ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、Ｓ１３．制御ノードが、アップロードに関する要求を確認するステップと、Ｓ１４．ユーザ機器が、ファイルのスライスをストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、Ｓ１５．ストレージ無線アクセス・ノードが、ユーザ機器からファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信するステップとを含む。

本発明のもう１つの実施形態では、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でのダウンリンク・ファイル送信の方法が提供される。この方法は、Ｓ２１．制御ノードが、ユーザ機器に送信されるファイルのスライス・メタデータ情報を判定するステップと、Ｓ２２．ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、Ｓ２３．ストレージ無線アクセス・ノードが、ファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信するステップとを含む。

ダウンリンク・ファイル送信の前述の方法のさらなる実施形態では、この方法は、Ｓ２４．ユーザ機器が、ストレージ無線アクセス・ノードからファイルのスライスを受信し、ファイルのスライスをファイルにマージするステップをさらに含む。

本発明のもう１つの実施形態では、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内で第１ユーザ機器から第２ユーザ機器にファイルを送信する方法が提供される。この方法は、Ｓ３１．第１ユーザ機器が、制御ノードにファイルのスライス・メタデータ情報を送信するステップと、Ｓ３２．ユーザ予測システムが、第１ユーザ機器および第２ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってそれぞれ第１ユーザ機器および第２ユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、Ｓ３３．第１ユーザ機器が、第１ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成された鍵を使用してファイルのスライスを暗号化し、暗号化されスライスを第１ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、Ｓ３４．第１ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、第１ユーザ機器からファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信し、ファイルのスライスを第２ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、Ｓ３５．第２ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、ファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信するステップとを含む。

前述の実施形態では、オプションで、制御ノードは、負荷平衡化のために、第２ユーザ機器によって要求されるファイル・スライスの再暗号化を実行するためにそれぞれのストレージ無線アクセス・ノードの負荷状態に従って、相対的にアイドルの１つまたは複数のアクセス・ノードを動的に選択することができる。

本発明の一実施形態では、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でファイルを検索する方法であって、Ｓ４１．無線アクセス・ノードのそれぞれが、アイドルである時に、ファイル・スライス内容内のキーワードに従ってキーワード・インデックスのデータベースを作成し、無線アクセス・ノード上でデータベースを格納するステップと、Ｓ４２．制御ノードが、特定のキーワードの検索に関するユーザ機器からの要求メッセージを受信し、キーワードに関する検索コマンドを無線アクセス・ノードに送信するステップと、Ｓ４３．無線アクセス・ノードが、検索コマンドに従ってキーワード・インデックスのデータベースを検索し、スライスの検索一致結果を制御ノードに返して報告するステップと、Ｓ４４．ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従って無線アクセス・ノードの位置に関するパラメータを生成するステップと、Ｓ４５．制御ノードが、スライスが配置されている無線アクセス・ノードの相対位置に関するパラメータと組み合わせたスライスの検索一致結果に従ってファイル一致結果を生成し、ファイル一致結果に従ってダウンロード候補のリストを生成するステップとを含む方法が提供される。

本発明の技術的解決策を用いると、無線通信ネットワーク内の無線アクセス・ノードは、分散ストレージの能力を与えられ、ユーザ機器と無線アクセス・ノードとの間の送信プロセスならびに無線アクセス・ノードの間のファイルの送信プロセスは、２つの相対的に独立なプロセスになることができる。ユーザ機器の間のエンドツーエンド通信リンクは、もはや不要であり、並列送信が、無線アクセス・ノードの複数のグループによって援助される。さらに、ファイルは、スライスに分割され、スライスのそれぞれを、異なるシステムの無線アクセス・ノードを介して同時に送信することができ、これによって、ファイルが送信される速度を大幅に改善する。

本発明の他の特徴、目的、および利益は、図面を参照して解釈される非限定的な実施形態の次の詳細な説明から、より明白になる。

本発明の実施形態による無線通信ネットワークのシステム・コンポーネントを示す概略図である。本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内のファイル・アップロードの方法を示す流れ図である。本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内のダウンリンク・ファイル送信の方法を示す流れ図である。本発明のさらなる実施形態による無線通信ネットワークのシステム・コンポーネントを示す概略図である。本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内で第１ユーザ機器から第２ユーザ機器へファイルを送信する方法を示す流れ図である。本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でファイルを検索する方法を示す流れ図である。

同一のまたは同様の符号は、図面すべてを通じて対応する特徴を表す。

図１に、本発明の実施形態による無線通信ネットワークのシステム・コンポーネントの概略図を示す。図示されているように、この実施形態の無線通信ネットワークは、制御ノード３０、ユーザ予測システム４０、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３、ならびにユーザ機器５０を含む。オプションで、ネットワークは、さらに、ホーム加入者サーバ６１、アプリケーション・サーバ６２、インターネット・ネットワーク６３、ならびにサービング・ゲートウェイ６７および６８を含む。

この実施形態では、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、たとえば、ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）であるがこれに限定されず、制御ノード３０は、たとえば、ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ（ＭＭＥ）であるがこれに限定されない。

図２に、本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内のファイル・アップロードの方法の流れ図を示す。図示されているように、この方法は、５つのステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、およびＳ１５を含む。この方法の流れを、下で図１および図２を参照して説明する。

ステップＳ１１では、ユーザ機器が、宛先へのファイルのアップロードを要求するために、制御ノードにファイルのスライス・メタデータ情報を送信する。

具体的には、たとえば、ユーザ機器５０は、宛先へのファイルＦ１のアップロードを要求するために、制御ノード３０にファイルＦ１のスライス・メタデータ情報を送信する。スライス・メタデータ情報は、たとえば、ファイルのサイズ、スライスのサイズ、およびスライスの個数を含むが、これに限定されない。この実施形態では、ファイルＦ１がアップロードされる宛先は、たとえば、インターネット・ネットワーク内のサーバであるが、これに限定されない。

ステップＳ１２では、ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。

具体的には、たとえば、ユーザ予測システム４０が、ユーザ機器５０の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器５０の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。たとえば、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５０の移動経路を予測し、移動経路が無線アクセス・ノード１１、１２、および１３の信号カバレージ・エリアをトラバースすると判定し、その後、ユーザ機器５０のストレージ無線アクセス・ノードとして無線アクセス・ノード１１、１２、および１３を判定する。言い替えると、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ユーザ機器５０からアップロードされるファイル・スライスを格納するように構成される。

オプションで、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５０の過去の習慣情報に従って、ユーザ機器５０の移動を予測することができる。過去の習慣情報は、ここでは、ユーザ機器５０の過去の規則的な移動習慣、たとえば、労働日の出社および帰宅の時刻およびルートを含む。

オプションで、ユーザ予測システム４０は、さらに、地理情報に関連してユーザ機器５０の移動を予測することができる。たとえば、ユーザ機器５０が、一方通行の道路を移動しつつあり、その後、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５０がこの一方通行の道路に沿って前に進み続けると予測することができる。好ましくは、ユーザ予測システム４０は、さらに、ユーザ機器５０の移動速度に従って、途中のストレージ無線アクセス・ノードの期待されるストレージ量の分布を最適化することができる。

ステップＳ１３では、制御ノードが、アップロードに関する要求を確認する。

具体的には、たとえば、制御ノード３０は、ファイルをアップロードする、ユーザ機器５０の要求を確認する。スライスが暗号化される場合には、制御ノード３０は、ファイル要求のスライス状態および予測システムの予測結果に従って、送信側のホーム加入者サーバに、乱数のチャレンジ値の適当なセットおよび戻り値の対応するセットを生成し、ユーザ機器５０によって現在アクセスされている無線アクセス・ノードを介してユーザ機器５０に乱数のチャレンジ値のセットを転送するように要求し、また、乱数のチャレンジ値のセットおよび戻り値のセットを、ユーザ機器からアップロードされるファイル・スライスの認証のために途中のそれぞれの予測されるストレージ無線アクセス・ノードに送信する。

ステップＳ１４では、ユーザ機器が、ファイルのスライスをストレージ無線アクセス・ノードに送信する。

具体的には、たとえば、ユーザ機器５０が、ファイルＦ１のスライスを無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に送信する。無線アクセス・ノード１１、１２、および１３のそれぞれは、複数のユーザ機器を仮想化することによって、それぞれのファイル・スライスを受信することができる。送信側であるユーザ機器５０について、仮想化されたユーザ機器のそれぞれは、標準的なユーザ機器であり、したがって、既存のネットワーク・シグナリングと互換であるものとすることができる。制御ノード３０について、制御ノード３０は、既存のネットワーク標準シグナリングを介して、仮想化されたユーザ機器のそれぞれからなるストレージを制御することもできる。

オプションで、ユーザ機器５０が、複数の無線アクセス・ノード、たとえば無線アクセス・ノード１１および１２に同時にアクセスできる時に、ユーザ機器５０は、ファイルＦ１のファイル・スライスを複数の無線アクセス・ノードに同時に送信することができる。

オプションで、ユーザ機器５０が、無線アクセス・ノード１１から無線アクセス・ノード１２にハンドオーバーされる時に、無線アクセス・ノード１１に完全にはアップロードされていないファイル・スライスを、さらに、無線アクセス・ノード１１と１２との間で確立される一時的トンネルを介して、無線アクセス・ノード１２を介して無線アクセス・ノード１１にアップロードすることができる。

オプションで、ユーザ機器５０が移動しない場合に、ユーザ機器５０にサービスする１つのストレージ無線アクセス・ノードだけがある場合があり、制御ノード３０は、さらに、ユーザ機器５０のストレージ無線アクセス・ノードの１つまたは複数の一時的に援助するノードとして１つまたは複数の適当な無線アクセス・ノードを割り当てて、これによってアップロードの速度をさらに改善することができる。

ステップＳ１５では、ストレージ無線アクセス・ノードが、ユーザ機器からファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ユーザ機器５０からファイルＦ１のスライスを受信し、格納し、それぞれそれらによって格納されたファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノード３０に送信する。スライスのストレージ表示情報は、たとえば、スライスのインジケータ、無線アクセス・ノードのインジケータ、その他を含むが、これに限定されない。

オプションで、ユーザ機器５０が、ファイルＦ１のすべてのスライスをストレージ無線アクセス・ノードに送信した後に、ユーザ予測システム４０が予測の精度を改善するために予測アルゴリズムを改訂するようにするために、制御ノード３０は、それぞれのストレージ無線アクセス・ノード上のファイルＦ１のスライスの実用的なストレージ分布状態をユーザ予測システム４０にフィード・バックすることができる。

オプションで、制御ノード３０は、ファイル・スライスをインデクシングするために、ファイルとファイルのスライスのストレージ表示情報との間のインデックス・テーブルを生成することができる。ユーザ機器は、まず、ファイルをダウンロードしている間にインデックス・テーブル内でファイルをインデクシングすることができる。所望のファイルのスライスが無線アクセス・ノードに格納されている場合に、ダウンロードを、その無線アクセス・ノードからダウンロードすることによって加速することができる。各ファイルは、ファイルの無線アクセス・ノードが可能なダウンロードまたは共有のためにファイルの受信されたスライスを格納する、対応する寿命期間を有する。ファイル・スライスの寿命期間が満了した後に、対応するユーザに、ファイルの寿命期間を延長すべきかどうかについて警告することができる。ユーザがファイルを保存しない場合には、無線アクセス・ノードは、ファイルのすべてのスライスを削除し、またはシステム内の専用サーバにファイル・スライスをダンプする。具体的には、無線アクセス・ノードは、スライスを物理的に実際に削除するのではなく、削除すべきファイル・スライスを破壊されたスライスとしてマークし、さらなる新しいスペース要求がある場合に、タイム・スタンプ順に従って最も長い時間期間の間保存されたスライスを削除することができる。したがって、分散ストレージの能力を有するモバイル通信ネットワークを実現することができる。制御ノード３０は、ここではポイントツーポイント技術のインデクシング・サーバに似た役割を演じ、無線アクセス・ノードは、ここではポイントツーポイント技術のピア端末エンティティに似た役割を演じる。ユーザ機器から無線アクセス・ノードへのファイルの送信および無線アクセス・ノードからリモート宛先へのファイルの送信は、２つの相対的に独立なプロセスになることができ、ユーザ機器とリモート宛先との間の通信リンクは、不要であり、これによって、ファイルがアップロードされる速度が大幅に改善される。

本発明の実施形態では、ステップＳ１４は、ユーザ機器が、乱数の入手されたチャレンジ値に従ってＳＩＭカードによって生成される鍵を使用してファイルのスライスを暗号化することと、暗号化されたスライスをストレージ無線アクセス・ノードに送信することとを含む。

具体的には、ユーザ機器５０は、ＳＩＭカードを使用して、ファイルがアップロードされる前のスライス状態に従って、ステップＳ１３で制御ノード３０を介してホーム加入者サーバ６１から認証用の乱数のチャレンジ値のセットを入手することができる。ステップＳ１４は、さらに、ユーザ機器５０が、ファイルの機密性を高めるために、ＳＩＭカードおよび乱数のチャレンジ値から計算された鍵を使用してファイルＦ１のスライスの一部を暗号化することと、ファイル・スライスのヘッダに乱数の対応するチャレンジ値および対応する戻り値を書き込むこととを含む。

オプションで、異なるスライスが、乱数の異なるチャレンジ値から計算された鍵を使用して暗号化される。したがって、ファイルの機密性をさらに高めることができる。

オプションで、ステップＳ１５は、さらに、無線アクセス・ノードのそれぞれが、さらに、それ自体が入手した乱数のチャレンジ値および対応する戻り値をスライスの乱数のチャレンジ値および対応する戻り値と比較することの結果として、ユーザ機器からアップロードされたファイル・スライスを正当性について検証することを含む。

オプションで、ステップＳ１５は、さらに、宛先が別のユーザ機器ではない場合に、ストレージ無線アクセス・ノードが、制御ノードによって示された鍵を使用してユーザ機器からのファイルのスライスを暗号化解除することと、暗号解除されたスライスを宛先に送信することとを含む。

具体的には、たとえば、ファイルＦ１がアップロードされる宛先が、インターネット・ネットワーク内のサーバである。次に、ファイルＦ１のすべてのスライスが無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に格納された後に、制御ノード３０およびアプリケーション・サーバ６２を介してインターネット・ネットワーク６３内のサーバへの要求を開始することができる。制御ノード３０は、インターネット・ネットワーク６３内のサーバからの確認時に、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３とインターネット・ネットワーク６３との間で確立される送信チャネルを開始することができ、この送信チャネルは、たとえば、サービング・ゲートウェイ６７および６８を含むが、これに限定されない。制御ノード３０は、ファイル内容の順でインターネット・ネットワーク６３内のサーバにファイルＦ１の平文スライスを送信するように無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に指示することができる。

オプションで、前述の実施形態で、制御ノード３０は、スライスの送信がインターネット・ワーク上でサポートされる場合に、送信を加速するために、すべてのスライスの完了したアップロードを待たずに平文ライスの一部の送信を開始するように無線アクセス・ノードに指示することができる。

無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に格納されたファイルＦ１のスライスは、インターネット・ネットワーク６３に送信される前に暗号化解除されなければならない。というのは、これらが、ＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値から計算される鍵を使用して暗号化されているからである。暗号化解除鍵は、制御ノード３０が、ストレージ表示情報から各ファイル・スライスのヘッダに付加されたＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値を入手し、乱数のチャレンジ値をユーザ機器の一意識別子と一緒にホーム加入者サーバ６１に報告し、ホーム加入者サーバ６１が、ＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値から暗号化解除鍵を判定し、暗号化解除鍵を制御ノード３０に返し、制御ノード３０が、暗号化解除鍵を無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に送信する特定のプロセスで、制御ノード３０によってホーム加入者サーバ６１に要求され、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に通知される。その後、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ファイルＦ１のスライスを暗号化解除し、暗号解除されたスライスをインターネット・ネットワーク６３に送信する。まだ無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に格納されているファイル・スライスは、暗号化されたファイル・スライスである。

本発明の実施形態では、ステップＳ１３は、さらに、制御ノードが、ストレージ・スペースを確保するようにストレージ無線アクセス・ノードに指示することを含む。

具体的には、たとえば、制御ノード３０は、ファイルＦ１のアップロードに関するユーザ機器３０の要求を確認し、ユーザ機器５０のストレージ無線アクセス・ノードが無線アクセス・ノード１１、１２、および１３であることを知るためにユーザ予測システム４０に問い合わせ、ファイルＦ１のスライスを格納するストレージ・スペースを確保するように無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に指示する。したがって、ユーザ機器５０からファイルＦ１をアップロードするプロセスを、より信頼でき、よりエラーをこうむらないものにすることができる。

本発明の実施形態では、ユーザ機器は、ステップＳ１４で、ファイルのスライスをストレージ無線アクセス・ノードに不連続な形で送信する。

具体的には、たとえば、ユーザ機器３０は、ファイルＦ１のスライス１、５、および７を無線アクセス・ノード１１に、ファイルＦ１のスライス２、４、および９を無線アクセス・ノード１２に、ファイルＦ１のスライス３、６、および８を無線アクセス・ノード１３に、などに送信することができる。したがって、ファイルＦ１の複数のスライスは、不連続な形で複数のストレージ無線アクセス・ノードに送信され、その結果、ファイルＦ１を、全体としてより保護することができ、ファイルＦ１の重要なセクションの内容は、特定の無線アクセス・ノードでの内容漏れに起因して漏らされなくなる。

本発明の実施形態では、ストレージ無線アクセス・ノードは、少なくとも１つのグループを含み、任意のグループのストレージ無線アクセス・ノードは、ステップＳ１５で、相互に冗長なネットワーク共有の形でユーザ機器からのファイルのスライスを格納する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、グループを構成し、無線アクセス・ノードのそれぞれは、ファイルＦ１のスライスの一部および冗長情報を格納し、その結果、特定の無線アクセス・ノードに格納されたファイルが失われる場合であっても、ファイルＦ１全体を１つまたは複数の別の無線アクセス・ノードに格納されたデータから回復できるようになる。したがって、ファイル・ストレージの信頼性を改善することができる。

好ましくは、無線アクセス・ノードは、ストレージ・デバイスに物理的に結び付けられないものとすることができる。代替案では、グループ内のネットワーク・ファイル・サーバに、下げられたコストでのストレージ・デバイス（たとえば、ＲＡＩＤハード・ディスクのアレイ）の集中管理のためにネットワークを介して仮想的にロードすることができる。

図３に、本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内のダウンリンク・ファイル送信の方法の流れ図を示す。図示されているように、この方法は、５つのステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、およびＳ２５を含む。この方法の流れを、下で図１および図３を参照して説明する。

ステップＳ２１では、制御ノードが、ユーザ機器に送信されるファイルのスライス・メタデータ情報を判定する。

具体的には、たとえば、制御ノード３０が、ユーザ機器３０に送信されるファイルＦ２のスライス・メタデータ情報を判定する。スライス・メタデータ情報は、たとえば、ファイルのサイズ、スライスのサイズ、およびスライスの個数を含むが、これに限定されない。この実施形態では、ファイルＦ２のソースは、たとえば、インターネット・ネットワーク内のサーバであるが、これに限定されない。

ステップＳ２２では、ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。

具体的には、たとえば、ユーザ予測システム４０が、ユーザ機器５０の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器５０の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。たとえば、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５０の移動経路を予測し、移動経路が無線アクセス・ノード１１、１２、および１３の信号カバレージ・エリアをトラバースすると判定し、その後、ユーザ機器５０のストレージ無線アクセス・ノードとして無線アクセス・ノード１１、１２、および１３を判定する。言い替えると、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ファイルＦ２のスライスを格納するように構成される。

ステップＳ２３では、ストレージ無線アクセス・ノードが、ファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ファイルＦ２のスライスを受信し、格納し、それぞれそれらによって格納されたファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノード３０に送信する。スライスのストレージ表示情報は、たとえば、スライスのインジケータ、無線アクセス・ノードのインジケータ、その他を含むが、これに限定されない。無線アクセス・ノード１１、１２、および１３のそれぞれは、複数のユーザ機器を仮想化することによって、それぞれのファイル・スライスを受信することができる。受信側であるユーザ機器５０について、仮想化されたユーザ機器のそれぞれは、標準的なユーザ機器であり、したがって、既存のネットワーク・シグナリングと互換であるものとすることができる。制御ノード３０について、制御ノード３０は、既存のネットワーク標準シグナリングを介して、仮想化されたユーザ機器のそれぞれからなるストレージを制御することもできる。

オプションで、ユーザ機器５０が、ファイルＦ２のすべてのスライスを無線アクセス・ノードから完全にダウンロードした後に、ユーザ予測システム４０が予測の精度を改善するために予測アルゴリズムを改訂するようにするために、制御ノード３０は、それぞれのストレージ無線アクセス・ノード上のファイルＦ２のスライスの実用的なストレージ分布状態をユーザ予測システム４０にフィード・バックすることができる。

オプションで、制御ノード３０は、ファイル・スライスをインデクシングするために、ファイルとファイルのスライスのストレージ表示情報との間のインデックス・テーブルを生成することができる。ユーザ機器は、まず、ファイルをダウンロードしている間にインデックス・テーブル内でファイルをインデクシングすることができる。所望のファイルのスライスが無線アクセス・ノードに格納されている場合に、ダウンロードを、その無線アクセス・ノードからダウンロードすることによって加速することができる。各ファイルは、ファイルの無線アクセス・ノードが可能なダウンロードまたは共有のためにファイルの受信されたスライスを格納する、対応する寿命期間を有する。ファイル・スライスの寿命期間が満了した後に、対応するユーザに、ファイルの寿命期間を延長すべきかどうかについて警告することができる。ユーザがファイルを保存しない場合には、無線アクセス・ノードは、ファイル・スライスを削除し、またはシステム内の専用サーバにファイル・スライスをダンプする。具体的には、無線アクセス・ノードは、スライスを物理的に実際に削除するのではなく、削除すべきファイル・スライスを破壊されたスライスとしてマークし、さらなる新しいスペース要求がある場合に、タイム・スタンプ順に従って最も長い時間期間の間保存されたスライスを削除することができる。したがって、分散ストレージの能力を有するモバイル通信ネットワークを実現することができる。制御ノード３０は、ここではポイントツーポイント技術のインデクシング・サーバに似た役割を演じ、無線アクセス・ノードは、ここではポイントツーポイント技術のピア端末エンティティに似た役割を演じる。リモート・ソースから無線アクセス・ノードへのファイルの送信および無線アクセス・ノードからユーザ機器へのファイルの送信は、２つの相対的に独立なプロセスになることができ、ユーザ機器とリモート・ソースとの間の通信リンクは、不要であり、これによって、ファイルがダウンロードされる速度が大幅に改善される。

本発明の実施形態では、この方法は、さらに、ユーザ機器がストレージ無線アクセス・ノードからファイルのスライスを受信し、ファイルのスライスをファイルにマージするステップＳ２４を含む。

具体的には、たとえば、ユーザ機器５０は、ファイルＦ２のスライスを無線アクセス・ノード１１、１２、および１３から受信し、ファイルのスライスをファイルＦ２にマージする。オプションで、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、１つまたは複数の他のスライスの完了した格納を待たずに、スライスを受信し、格納する際にユーザ機器にファイルＦ２のスライスを送信することができる。

オプションで、ユーザ機器５０が、複数の無線アクセス・ノード、たとえば無線アクセス・ノード１１および１２に同時にアクセスできる時に、ユーザ機器５０は、ファイルＦ２のファイル・スライスを複数の無線アクセス・ノードから同時に受信することができる。

オプションで、ユーザ機器５０が、無線アクセス・ノード１１から無線アクセス・ノード１２にハンドオーバーされる時に、無線アクセス・ノード１１内の完全にはダウンロードされていないファイル・スライスを、さらに、無線アクセス・ノード１１と１２との間で確立される一時的トンネルを介して、無線アクセス・ノード１２を介してユーザ機器５０にダウンロードすることができる。

本発明の実施形態では、ステップ２３は、ストレージ無線アクセス・ノードが、ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成できる、制御ノードによって示される鍵を使用してファイルのスライスを暗号化し、格納することを含み、ステップＳ２４は、ユーザ機器が、ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成された鍵を使用してファイルのスライスを暗号化解除することを含む。

具体的には、たとえば、ユーザ機器５０は、ファイルＦ２のスライスが無線アクセス・ノードに格納される前に、ＳＩＭカードを使用して、制御ノード３０を介してホーム加入者サーバ６１から認証を得ることができる。ステップＳ２３の前に、制御ノード３０は、ユーザ機器５０のＳＩＭカードによって生成できる乱数のチャレンジ値と鍵の対応するセットおよび戻り値のセットとを入手するために、スライス状態に従ってホーム加入者サーバ６１に問い合わせ、乱数のこれらのチャレンジ値、鍵、および戻り値について無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に通知する。ステップ２３は、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３が、制御ノードによって示される鍵を使用してファイルＦ２のスライスを暗号化し、格納することと、乱数の対応するチャレンジ値および戻り値をファイル・スライスのヘッダに書き込むこととを含む。ステップＳ２４では、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３からのファイルＦ２の暗号化されたスライスの受信時に、ユーザ機器３０は、まず、ＳＩＭカードに従って乱数のチャレンジ値について生成された戻り値がファイル・スライスのヘッダに格納された戻り値と同一であるかどうかを判定し、これらが同一である場合には、ユーザ機器は、乱数のチャレンジ値についてユーザ機器のＳＩＭカードによって生成された鍵を使用して、これらのスライスを暗号化解除する。

本発明の実施形態では、ステップＳ２２の後に、この方法は、さらに、制御ノードが、ストレージ・スペースを確保するようにストレージ無線アクセス・ノードに指示することを含む。

具体的には、たとえば、制御ノード３０は、ユーザ機器５０のストレージ無線アクセス・ノードが無線アクセス・ノード１１、１２、および１３であることを知るためにユーザ予測システム４０に問い合わせ、ファイルＦ２のスライスを格納するストレージ・スペースを確保するように無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に指示する。したがって、ユーザ機器５０にファイルＦ２をダウンロードするプロセスを、より信頼でき、よりエラーをこうむらないものにすることができる。

本発明の実施形態では、ストレージ無線アクセス・ノードは、ステップＳ２３で、ファイルのスライスを不連続な形で受信し、格納する。

具体的には、たとえば、ユーザ機器３０は、ファイルＦ２のスライス１、５、および７を受信し、格納するように無線アクセス・ノード１１に指示し、ファイルＦ２のスライス２、４、および９を受信し、格納するように無線アクセス・ノード１２に指示し、ファイルＦ２のスライス３、６、および８を受信し、格納するように無線アクセス・ノード１３に指示することなどができる。したがって、ファイルＦ２の複数のスライスは、不連続な形で複数のストレージ無線アクセス・ノードに送信され、その結果、ファイルＦ２を、全体としてより保護することができ、ファイルＦ２の重要なセクションの内容は、特定の無線アクセス・ノードでの内容漏れに起因して漏らされなくなる。

本発明の実施形態では、ストレージ無線アクセス・ノードは、少なくとも１つのグループを含み、任意のグループのストレージ無線アクセス・ノードは、ステップＳ２３で、相互に冗長なネットワーク共有の形でファイルのスライスを格納する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、グループを構成し、無線アクセス・ノードのそれぞれは、ファイルＦ２のスライスの一部および冗長情報を格納し、その結果、特定の無線アクセス・ノードに格納されたファイルが失われる場合であっても、ファイルＦ２全体を１つまたは複数の別の無線アクセス・ノードに格納されたデータから回復できるようになる。したがって、ファイル・ストレージの信頼性を改善することができる。

好ましくは、無線アクセス・ノードは、ストレージ・デバイスに物理的に結び付けられないものとすることができる。代替案では、グループ内のネットワーク・ファイル・サーバに、ストレージ・デバイス（たとえば、ＲＡＩＤハード・ディスクのアレイ）の集中管理のためにネットワークを介して仮想的にロードすることができる。

図４に、本発明のさらなる実施形態による無線通信ネットワークのシステム・コンポーネントの概略図を示す。図示されているように、この実施形態の無線通信ネットワークは、制御ノード３１および３２、ユーザ予測システム４０、無線アクセス・ノード１１、１２、１３、２１、２２、および２３、ならびにユーザ機器５１および５２を含む。オプションで、このネットワークは、さらに、ホーム加入者サーバ６１、アプリケーション・サーバ６２、インターネット・ネットワーク６３、ならびにサービング・ゲートウェイ６７および６８を含む。

この実施形態では、無線アクセス・ノード１１、１２、１３、２１、２２、および２３は、たとえば、ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）であるがこれに限定されず、制御ノード３１および３２は、たとえば、ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ（ＭＭＥ）であるがこれに限定されない。

図５に、本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内で第１ユーザ機器から第２ユーザ機器へファイルを送信する方法の流れ図を示す。図示されているように、この方法は、５つのステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５を含む。この方法の流れを、図４および図５を参照して下で説明する。

ステップＳ３１では、第１ユーザ機器が、制御ノードにファイルのスライス・メタデータ情報を送信する。

具体的には、たとえば、ユーザ機器５１は、ユーザ機器５２へのファイルＦ３のアップロードを要求するために、ユーザ機器の制御ノード３１にファイルＦ３のスライス・メタデータ情報を送信する。スライス・メタデータ情報は、たとえば、ファイルのサイズ、スライスのサイズ、およびスライスの個数を含むが、これに限定されない。

ステップＳ３２では、ユーザ予測システムが、第１ユーザ機器および第２ユーザ機器の移動を予測し、移動に従ってそれぞれ第１ユーザ機器および第２ユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。

具体的には、たとえば、ユーザ予測システム４０が、ユーザ機器５１および５２の移動を予測し、移動に従ってユーザ機器５０および５１の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定する。たとえば、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５１の移動経路を予測し、移動経路が無線アクセス・ノード１１、１２、および１３の信号カバレージ・エリアをトラバースすると判定し、その後、ユーザ機器５１のストレージ無線アクセス・ノードとして無線アクセス・ノード１１、１２、および１３を判定し、ユーザ予測システム４０は、ユーザ機器５２の移動経路を予測し、移動経路が無線アクセス・ノード２１、２２、および２３の信号カバレージ・エリアをトラバースすると判定し、その後、ユーザ機器５２のストレージ無線アクセス・ノードとして無線アクセス・ノード２１、２２、および２３を判定する。

ステップＳ３３では、第１ユーザ機器が、第１ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成された鍵を使用してファイルのスライスを暗号化し、暗号化されスライスを第１ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードに送信する。

具体的には、ユーザ機器５１は、ファイルがアップロードされる前に、ＳＩＭカードを使用して、制御ノード３１を介してホーム加入者サーバ６１から認証を得ることができる。ステップＳ３３では、ユーザ機器５１は、ＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値から計算された鍵を使用してファイルＦ３のスライスを暗号化し、乱数の対応するチャレンジ値をファイルのヘッダに書き込み、スライスを無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に送信する。したがって、ファイルの機密性を高めることができる。

ステップＳ３４では、第１ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、第１ユーザ機器からファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信し、ファイルのスライスを第２ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードに送信する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ユーザ機器５１からファイルＦ３のスライスを受信し、格納し、それぞれそれらによって格納されたファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノード３１に送信し、ファイルＦ３のスライスを無線アクセス・ノード２１、２２、および２３に送信する。スライスのストレージ表示情報は、たとえば、スライスのインジケータ、無線アクセス・ノードのインジケータ、その他を含むが、これに限定されない。無線アクセス・ノード１１、１２、１３、２１、２２、および２３のそれぞれは、複数のユーザ機器を仮想化することによって、それぞれのファイル・スライスを受信することができる。送信側および受信側であるユーザ機器５１および５２について、仮想化されたユーザ機器のそれぞれは、標準的なユーザ機器であり、したがって、既存のネットワーク・シグナリングと互換であるものとすることができる。制御ノード３１および３２ならびに他の既存のネットワーク機器について、これらは、既存のネットワーク標準シグナリングを介して、仮想化されたユーザ機器のそれぞれからなるそれぞれのストレージを制御することもできる。

制御ノード３１および３２は、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３と無線アクセス・ノード２１、２２、および２３との間で確立される送信チャネルを開始することができ、この送信チャネルは、たとえば、サービング・ゲートウェイ６７および６８を含むが、これに限定されない。制御ノード３１は、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３にファイルＦ３のスライスを送信するように無線アクセス・ノード１１、１２、および１３に指示することができる。オプションで、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３は、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３がファイルＦ３のスライスを格納する順序とは異なる順序でファイルＦ３のスライスを格納する。

オプションで、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、送信を加速するために、スライスのすべての完了したアップロードを待たずに、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３へのデータの送信を開始することができる。

ステップＳ３５では、第２ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、ファイルのスライスを受信し、格納し、ファイルのスライスのストレージ表示情報を制御ノードに送信する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３は、制御ノード３２による指示の通りにファイルＦ３のスライスを受信し、格納し、格納されたスライスのストレージ表示情報を制御ノード３２に送信する。

ユーザ機器５２は、前述の実施形態のステップＳ２４に似たプロセスで、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３からファイルＦ３のスライスを受信する。

オプションで、制御ノード３１および３２は、ファイル・スライスをインデクシングするために、ファイルとファイルのスライスのストレージ表示情報との間のインデックス・テーブルを生成することができる。ユーザ機器は、まず、ファイルをダウンロードしている間にインデックス・テーブル内でファイルをインデクシングすることができる。所望のファイルのスライスが無線アクセス・ノードに格納されている場合に、ダウンロードを、その無線アクセス・ノードからダウンロードすることによって加速することができる。各ファイルは、ファイルの無線アクセス・ノードが可能なダウンロードまたは共有のためにファイルの受信されたスライスを格納する、対応する寿命期間を有する。ファイル・スライスの寿命期間が満了した後に、無線アクセス・ノードは、ファイル・スライスを削除し、またはシステム内の専用サーバにファイル・スライスをダンプすることができる。したがって、分散ストレージの能力を有するモバイル通信ネットワークを実現することができる。制御ノード３１および３２は、ここではポイントツーポイント技術のインデクシング・サーバに似た役割を演じ、無線アクセス・ノードは、ここではポイントツーポイント技術のピア端末エンティティに似た役割を演じる。ユーザ機器と無線アクセス・ノードとの間のへのファイルの送信プロセスおよび無線アクセス・ノードの間のファイルの送信プロセスは、２つの相対的に独立なプロセスになることができ、ユーザ機器の間のエンドツーエンド通信リンクは、不要であり、これによって、ファイルが送信される速度が大幅に改善される。

本発明の実施形態では、ステップＳ３４は、さらに、第１ユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、制御ノードから入手された第１ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用してファイルのスライスを暗号化解除することと、制御ノードから入手された第２ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用してファイルのスライスを暗号化することとを含む。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、制御ノード３１からユーザ機器５１のＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値に対応する鍵を入手し、これらの鍵を使用してファイルＦ３の格納されたスライスを平文スライスに暗号化解除する。次に、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ユーザ機器５２のＳＩＭカードによって生成できる鍵を制御ノード３２から入手し、これらの鍵を使用してファイルＦ３の平文スライスを再暗号化し、対応する乱数をファイル・スライスのヘッダに書き込む。無線アクセス・ノード１１、１２、および１３は、ファイルＦ３の再暗号化されたスライスを無線アクセス・ノード２１、２２、および２３に送信する。

本発明の実施形態では、ステップＳ３５は、さらに、第１ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用してファイルのスライスを暗号化解除することと、第２ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用してファイルのスライスを暗号化することと、第２ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用して暗号化されたファイルのスライスを格納することとを含む。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３によって無線アクセス・ノード１１、１２、および１３から受信されたファイルＦ３のスライスは、ユーザ機器５１のＳＩＭカードによって生成された鍵を用いて暗号化されている。無線アクセス・ノード２１、２２、および２３は、制御ノード３１から、ユーザ機器５１のＳＩＭカードの乱数のチャレンジ値に対応する鍵を入手し、これらの鍵を使用してファイルＦ３の格納されたスライスを平文スライスに暗号化解除する。その後、無線アクセス・ノード２１、２２、および２３は、ユーザ機器５２のＳＩＭカードによって生成できる鍵を制御ノード３２から入手し、これらの鍵を使用してファイルＦ３の平文スライスを再暗号化し、対応する乱数をファイル・スライスのヘッダに書き込む。無線アクセス・ノード２１、２２、および２３は、ファイルＦ３の再暗号化されたスライスを格納する。

本発明の実施形態では、オプションで、ステップＳ３４およびＳ３５で、制御ノードは、負荷平衡化のために第２ユーザ機器によって要求されるファイル・スライスの再暗号化を実行するためのそれぞれのストレージ無線アクセス・ノードの負荷状態に従って、無線アクセス・ノード１１、１２、１３、２１、２２、および２３の中で相対的にアイドルの１つまたは複数のアクセス・ノードを動的に選択することができる。

ＳＩＭカードのランダム鍵を用いて無線アクセス・ノードに格納されたファイル・スライスを暗号化することによって、ファイル共有の目的および範囲を簡単に制御でき、課金管理を簡単に実行できると同時に、強い機密性を提供することができる。

前述の実施形態では、ユーザ機器５１は、制御ノード３１によって制御され、ユーザ機器５２は、制御ノード３２によって制御される。当業者は、２つのユーザ機器が近くに配置される時に、その２つのユーザ機器を同一の制御ノードによって制御できることを了解するに違いない。２つのユーザ機器のストレージ無線アクセス・ノードが、部分的にまたは全体的に一致することができる。オプションで、ユーザ機器５１および５２のストレージ無線アクセス・ノードが部分的にまたは全体的に一致する時に、これらの無線アクセス・ノードは、アップローダのＳＩＭカードによって生成された鍵を使用して暗号化されたファイル・スライスを格納し、ダウンローダは、アップローダのファイル・スライスが暗号化解除された後にダウンローダのＳＩＭカードによって生成された鍵を使用して再暗号化されたファイル・スライスを受信する。スペースを節約するために、１つまたは複数の一致する無線アクセス・ノードがファイル・スライスの２つの複製を格納する必要はなく、これは、アップローダが物理位置において隣接する受信するユーザ（たとえば、オフィス内の同僚）のグループへのファイルの大量送信を実行する場合に特に適切であり、無線アクセス・ノードは、最小個数の必要なファイル・スライスだけを保存する。

オプションで、前述の実施形態の無線通信ネットワークでは、制御ノードは、予備ストレージ・スペースを有する無線アクセス・ノードに、不十分なストレージ・スペースを有する無線アクセス・ノードのストレージ・タスクを共有するように指示することができる。無線アクセス・ノードが不十分なストレージ・スペースを有する場合には、過去のデータまたはその寿命期間が満了に接近しつつあるデータを、バックアップ・サーバにダンプして、これによってストレージ容量を最適化することができる。

オプションで、無線アクセス・ノードは、格納されたファイルのストレージ表示情報を制御ノードに周期的に報告して、制御ノードでのインデックス・テーブルの更新を容易にすることができる。ストレージ表示情報の内容は、たとえば、ファイルまたはスライスの１つまたは複数のインジケータ、ユーザのインジケータ、ファイルまたはスライスのサイズ、ファイルまたはスライスの１つまたは複数の要約などを含むが、これに限定されない。

本発明の前述の実施形態では、ＵＳＩＭカードが、ユーザ機器内で採用され、ファイル・スライスは、ＵＳＩＭによって入手できる鍵を使用して暗号化／暗号化解除される。ＵＳＩＭカードの使用は、両方向認証の有利な特性を十分に利用することができる。ユーザは、ネットワークによって認証され、ネットワークも、ユーザによって認証されて、これによって、ファイル送信および共有のセキュリティおよび扱いやすさが高められる。シグナリング完全性鍵を、ＵＳＩＭカードを使用して生成して、ファイル・スライスの完全性を保護することもできる。具体的には、ファイル・スライスの内容のハッシュ値を、ファイルのヘッダに追加することができ、この計算は、完全性鍵を使用してファイル・スライスのヘッダ全体に対して実行され、計算結果は、受信側での検証のためにファイル・スライスのオリジナル・ヘッダの末尾に付加される。

図６に、本発明の実施形態による、無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でファイル内容を検索する方法の流れ図を示す。図示されているように、この方法は、５つのステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、およびＳ４５を含む。この方法の流れを、図１および図６を参照して下で説明する。

ステップＳ４１では、無線アクセス・システムのそれぞれが、アイドルである時に、その格納されたファイル・スライスの内容に従ってキーワード・インデックスを作成する。無線アクセス・ノードは、スライスのヘッダ内のオリジナル・ファイルの拡張に関する情報に従って、ファイル・スライスの内容に関するインデックスを作成すべきかどうかを判定することができる。インデックスを作成できる場合には、無線アクセス・ノードは、キーワードについてスライスの内容をスキャンし、キーワードは、たとえば、スライスの内容に繰り返して現れるが、無視できる補助的単語、様式的単語、句読点などではない単語とすることができるが、これに限定されない。それぞれのキーワードの重要性に従ってランキングされたスライス内容のインデックスの新しいデータベースが、キーワードの位置および関連性に従って無線アクセス・ノードのストレージ・スペース上に作成される。このプロセスを、低い優先順位を有するプロセスとして無線アクセス・ノードのバックグラウンドで常時実行することができる。

ステップＳ４２では、制御ノードが、特定のキーワードの検索に関するユーザ機器からの要求メッセージを受信し、ファイルに関する検索コマンドを無線アクセス・ノードに送信する。

具体的には、たとえば、制御ノード３０は、キーワードＷ１の検索に関するユーザ機器５０からの要求メッセージを受信し、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３を含む、制御ノードによって制御される無線アクセス・ノードにキーワードＷ１に関する検索コマンドを送信する。

ステップＳ４３では、無線アクセス・ノードが、検索コマンドに従ってキーワード・インデックスの格納されたデータベースを検索し、格納されたスライスの検索一致結果を制御ノードに返して報告する。

具体的には、たとえば、無線アクセス・ノード１１、１２、および１３を含む、制御ノード３０によって制御される無線アクセス・ノードが、検索コマンドに従って、格納されたスライスの内容に従って作成されたキーワードのそれぞれのデータベースを検索し、格納されたスライスの検索一致結果を制御ノード３０に報告する。

ステップＳ４４では、ユーザ予測システムが、ユーザ機器の移動を予測し、移動に従って無線アクセス・ノードの位置に関するパラメータを生成する。

具体的には、たとえば、ユーザ予測システム４０が、ユーザ機器５０の移動を予測し、移動に従って無線アクセス・ノードとユーザ機器５０との間の相対位置に関するパラメータを生成する。ユーザ機器５０に最も近い無線アクセス・ノードのパラメータが１になるようにするために、正規化されたパラメータを採用することができる。無線アクセス・ノードが、ユーザ機器５０からより遠くに配置されるほど、それに対応するパラメータは小さくなる。

ステップＳ４５では、制御ノードが、スライスが配置されている無線アクセス・ノードの相対位置に関するパラメータと組み合わせたスライスの検索一致結果に従ってファイル一致結果を生成し、ファイル一致結果に従ってダウンロード候補のリストを生成する。

具体的には、たとえば、制御ノード３０が、スライスが配置されている無線アクセス・ノードの相対位置に関するパラメータと組み合わせた、制御ノード３０によって制御される無線アクセス・ノードから報告されたスライスの検索一致結果に従ってファイル一致結果を生成する。制御ノード３０は、まず、おそらくはスライスの検索一致結果とファイル全体の中での対応するスライスの比率との積として、それぞれのスライスの相対一致結果を計算することができる。その後、距離相対一致結果が、相対一致結果およびスライスが配置されている無線アクセス・ノードの相対位置に関するパラメータに従って、おそらくはこの２つのパラメータの積として計算される。最後に、ファイルの距離一致結果が、おそらくはファイルのすべてのスライスの距離相対一致結果の単純な算術和として、計算される。キーワードＷ１とのより多い範囲の一致を有するファイルの対応するパラメータが１により近くなり、キーワードＷ１とのより少ない範囲の一致を有するファイルの対応するパラメータが０により近くなるようにするために、ファイルの一致結果の対応する正規化されたパラメータを、さらに計算することができる。制御ノード３０は、一致する範囲の順でダウンロード候補のリストを生成することができ、ダウンロード候補のリスト内の各項目は、無線アクセス・ノードの識別子およびファイル・スライスの識別子を含む。制御ノード３０は、ダウンロード候補のリスト内で高くランクされた項目内の無線アクセス・ノードの識別子およびファイル・スライスの識別子に従ってダウンロードを実行するようにユーザ機器５０に指示することができる。

当業者は、ステップＳ４３およびステップＳ４４が、必ずしも正確な順次関係でなくてもよいことを了解するに違いない。

オプションで、無線アクセス・ノードに格納されたファイル・スライスが暗号化されている場合には、無線アクセス・ノードは、ステップＳ４１で、スライスの対応する鍵を入手するために加入者ホーム・サーバ４０に問い合わせるように制御ノード３０に要求し、無線アクセス・ノードは、ステップＳ４１で、スライスの鍵を用いてスライスを暗号化解除し、キーワード・インデックスのデータベースを作成する。無線アクセス・ノードおよび制御システムは、サードパーティ認証システムを介して信頼関係および暗号化された制御チャネルを確立することができる。キーワード・インデックスのデータベースを、制御ノードによって示されるランダム鍵を使用して無線アクセス・ノードによって暗号化することもできる。制御ノードは、データベースの暗号化解除のために、それぞれの対応する無線アクセス・ノードに検索結果と一緒にランダム鍵を送信することができる。

オプションで、制御ノード上のインデックス・テーブルは、これによって関連する検索の効率をさらに改善するために、それぞれのユーザの間の関係、たとえば、暗号化されない開示、同一ユーザ、友人、友人の友人、他人などを含むことができる。

具体的には、友人を介する検索およびダウンロードについて、ファイルのアクセス特権とダウンロード可能なサイズおよび速度とを、特にファイルの所有者ユーザによるセッティングとすることができ、課金を、オペレータが奨励の賞金をファイルの所有者に提供できるようにするために、ダウンロード・アクセス・トラフィックの量に従って実施することができる。

オプションで、制御ノード上のインデックス・テーブルは、ファイル・スライスの内容のハッシュ値を含むことができ、異なる無線アクセス・ノードに格納された同一のファイル・スライスを、検索中に発見して、これによってダウンロード速度を改善することができる。この方法は、Ｐ２Ｐダウンロードでシード・ソースを検索する動作に対応する。ファイル・スライスの内容のハッシュ値を、アップロード、ダウンロード、または送信のチェック値として使用することもできる。

オプションで、ハッシュ関数による一方向変換を受けたユーザ識別コードを、格納されたファイル・スライスのヘッダに書き込んで、ダウンロードの前にファイル・スライスの正当性についてユーザを認証することができる。ユーザ機器だけが、ＳＩＭカード暗号化からの区別によって認証される。具体的には、たとえば、アップロードするユーザは、ハッシュ関数によって変換されたユーザ識別コードをスライスのヘッダに書き込み、そのスライスを無線アクセス・ノードにアップロードすることができる。その後、制御ノードが、無線アクセス・ノードに格納されたスライスのヘッダがユーザ識別コードを含むことを検出する時に、制御ノードは、識別コードを入力するようにダウンロードするユーザに要求し、ハッシュ関数を使用する変換の後の結果を計算し、比較する。ダウンロードするユーザは、比較結果が一貫性を示す場合に、ファイル・スライスの内容のダウンロードを開始することを許可される。

オプションで、システムは、無線アクセス・ノードによって取り込まれた他のインターネット・データ情報、たとえば、ＡＧＰＳベースのＧｏｏｇｌｅマップ検索アプリケーションを組み込み、検索要求、戻り結果、および予測されたユーザ位置に従って無線アクセス・ノード上で前もって対応するルートに関する地図データ・ファイルのサブセットの一部を動的に格納して、これによって途中のユーザのダウンロード経験を改善することができる。

本発明の技術的解決策によってもたらされる利益は、次を含むがこれに限定されない。
１．オペレータは、ファイルのサイズおよび格納期間（寿命期間）に従って両方向課金を実行し、無線アクセス・ノードの分散ストレージおよび予測されたユーザ位置の助けを得てよりよいサービスを提供することができる。
２．希なファイルを、無線アクセス・ノードのストレージ上で長い期間の間格納することができ、ＢＴのようなファイル・シードの不在は生じない。
３．オペレータは、開示された情報のインデックスを提供し、さまざまなユーザのお気に入り情報を入手して、これによって情報の分散クラウド・ストレージを最適化することができる。
４．オペレータは、プライベート・ファイルを暗号化し、格納して、これによって、ファイルが受信されまたは共有される範囲を便利に制御し、また、課金管理を容易にし、著作権保護を強化することができる。
５．無線アクセス・ノードは、ダウンロードまたはアップロードでユーザ機器を援助するためにファイルが格納されるピア・エンティティとして働き、ダウンロード帯域幅またはアップロード帯域幅を、非対称共有無線チャネルについて最大限まで増やすことができる。

当業者は、前述の実施形態のすべてが例示的であって限定的ではないことを了解するに違いない。異なる実施形態に現れる異なる技術的特徴を、有利に組み合わせることができる。当業者は、図面、この説明、および特許請求の範囲を再検討する際に、開示された実施形態の他の変形実施形態を了解し、実施するに違いない。特許請求の範囲では、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、別のデバイス（１つまたは複数）またはステップ（１つまたは複数）を除外せず、不定冠詞「ａ／ａｎ」が、複数を除外せず、用語「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」などは、特定の順序を表すのではなく名前を指定することを意図されている。特許請求の範囲のすべての符号は、本発明の範囲を限定すると解釈されてはならない。１つの請求項に現れる複数の部分の機能を、ハードウェアまたはソフトウェアにおける別々のモジュールによって実行することができる。異なる従属請求項に現れるいくつかの技術的特徴は、これらの技術的特徴を有利に組み合わせることができないことを意味しない。

Claims

無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワークでのファイル・アップロードの方法であって、
Ｓ１１．ユーザ機器が、宛先へのファイルのアップロードを要求するために、前記制御ノードに前記ファイルのスライス・メタデータ情報を送信するステップと、
Ｓ１２．前記ユーザ予測システムが、前記ユーザ機器の移動を予測し、前記移動に従って前記ユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、
Ｓ１３．前記制御ノードが、前記アップロードに関する前記要求を確認するステップと、
Ｓ１４．前記ユーザ機器が、前記ファイルのスライスを前記ストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、
Ｓ１５．前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記ユーザ機器から前記ファイルの前記スライスを受信し、格納し、前記ファイルの前記スライスのストレージ表示情報を前記制御ノードに送信するステップと
を含む方法。
ステップＳ１４は、前記ユーザ機器が、ＳＩＭカードによって生成される鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化するステップと、前記暗号化されたスライスを前記ストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップとを含む
請求項１に記載の方法。
前記ステップＳ１５は、前記宛先が他のユーザ機器ではない場合に、前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記制御ノードによって示された鍵を使用して前記ユーザ機器からの前記ファイルの前記スライスを暗号化解除し、前記暗号化解除されたスライスを前記宛先に送信するステップを含む、請求項２に記載の方法。
前記ステップＳ１３は、前記制御ノードが、ストレージ・スペースを確保するように前記ストレージ無線アクセス・ノードに指示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記ユーザ機器は、前記ステップＳ１４で、前記ファイルの前記スライスを前記ストレージ無線アクセス・ノードに不連続な形で送信する、請求項１に記載の方法。
前記ストレージ無線アクセス・ノードは、少なくとも１つのグループを含み、任意のグループの前記ストレージ無線アクセス・ノードは、前記ステップＳ１５で、相互に冗長なネットワーク共有の形で前記ユーザ機器からの前記ファイルの前記スライスを格納する、請求項１に記載の方法。
無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でのダウンリンク・ファイル送信の方法であって、
Ｓ２１．前記制御ノードが、ユーザ機器に送信されるファイルのスライス・メタデータ情報を判定するステップと、
Ｓ２２．前記ユーザ予測システムが、前記ユーザ機器の移動を予測し、前記移動に従って前記ユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、
Ｓ２３．前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記ファイルのスライスを受信し、格納し、前記ファイルの前記スライスのストレージ表示情報を前記制御ノードに送信するステップと
を含む方法。
Ｓ２４．前記ユーザ機器が、前記ストレージ無線アクセス・ノードから前記ファイルの前記スライスを受信し、前記ファイルの前記スライスを前記ファイルにマージするステップ
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
前記ステップＳ２３は、前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成できる、前記制御ノードによって示された鍵を使用して、前記ファイルの前記スライスを暗号化し、格納するステップを含み、
前記ステップＳ２４は、前記ユーザ機器が、前記ユーザ機器の前記ＳＩＭカードによって生成された前記鍵を使用して、前記ファイルの前記スライスを暗号化解除するステップを含む
請求項８に記載の方法。
前記ストレージ無線アクセス・ノードは、前記ステップＳ２３で、前記ファイルの前記スライスを不連続な形で受信し、格納する、請求項７に記載の方法。
前記ストレージ無線アクセス・ノードは、少なくとも１つのグループを含み、任意のグループの前記ストレージ無線アクセス・ノードは、前記ステップＳ２３で、相互に冗長なネットワーク共有の形で前記ファイルの前記スライスを格納する、請求項７に記載の方法。
無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内で第１ユーザ機器から第２ユーザ機器にファイルを送信する方法であって、
Ｓ３１．前記第１ユーザ機器が、前記制御ノードに前記ファイルのスライス・メタデータ情報を送信するステップと、
Ｓ３２．前記ユーザ予測システムが、前記第１ユーザ機器および前記第２ユーザ機器の移動を予測し、前記移動に従ってそれぞれ前記第１ユーザ機器および前記第２ユーザ機器の複数のストレージ無線アクセス・ノードを判定するステップと、
Ｓ３３．前記第１ユーザ機器が、前記第１ユーザ機器のＳＩＭカードによって生成された鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化し、前記暗号化されスライスを前記第１ユーザ機器の前記ストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、
Ｓ３４．前記第１ユーザ機器の前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記第１ユーザ機器から前記ファイルの前記スライスを受信し、格納し、前記ファイルの前記スライスのストレージ表示情報を前記制御ノードに送信し、前記ファイルの前記スライスを前記第２ユーザ機器の前記ストレージ無線アクセス・ノードに送信するステップと、
Ｓ３５．前記第２ユーザ機器の前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記ファイルの前記スライスを受信し、格納し、前記ファイルの前記スライスのストレージ表示情報を前記制御ノードに送信するステップと
を含む方法。
前記ステップＳ３４は、前記第１ユーザ機器の前記ストレージ無線アクセス・ノードが、前記制御ノードから入手された前記第１ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化解除するステップと、前記制御ノードから入手された前記第２ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記ステップＳ３５は、前記第１ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化解除するステップと、前記第２ユーザ機器のＳＩＭカード鍵を使用して前記ファイルの前記スライスを暗号化するステップと、前記第２ユーザ機器の前記ＳＩＭカード鍵を使用して暗号化された前記ファイルの前記スライスを格納するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
無線アクセス・ノード、制御ノード、およびユーザ予測システムを含む無線通信ネットワーク内でファイルを検索する方法であって、
Ｓ４１．前記無線アクセス・ノードのそれぞれが、アイドルである時に、ファイル・スライス内容内のキーワードに従ってキーワード・インデックスのデータベースを作成し、前記無線アクセス・ノード上で前記データベースを格納するステップと、
Ｓ４２．前記制御ノードが、特定のキーワードの検索に関するユーザ機器からの要求メッセージを受信し、前記キーワードに関する検索コマンドを前記無線アクセス・ノードに送信するステップと、
Ｓ４３．前記無線アクセス・ノードが、前記検索コマンドに従ってキーワード・インデックスの前記データベースを検索し、スライスの検索一致結果を前記制御ノードに返して報告するステップと、
Ｓ４４．前記ユーザ予測システムが、前記ユーザ機器の移動を予測し、前記移動に従って前記無線アクセス・ノードの位置に関するパラメータを生成するステップと、
Ｓ４５．前記制御ノードが、前記スライスが配置されている前記無線アクセス・ノードの相対位置に関する前記パラメータと組み合わせたスライスの前記検索一致結果に従ってファイル一致結果を生成し、前記ファイル一致結果に従ってダウンロード候補のリストを生成するステップと
を含む方法。