JP2020057828A

JP2020057828A - 無線通信システム、基地局装置、キャッシュ装置

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Publication number: JP2020057828A
Application number: JP2017018541A
Authority: JP
Inventors: 難波　秀夫; Hideo Nanba; 秀夫難波; 佐藤　聖二; Seiji Sato; 聖二佐藤; 梢横枕; Kozue YOKOMAKURA
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2020-04-09
Also published as: WO2018143252A1

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて従前のキャッシュ装置を用いた場合、レイテンシは使用可能な帯域幅の変動を受けやすく、また、基地局装置が扱うユーザープレーン上のデータ量にも依存し、ユーザープレーン上に従来のキャッシュ装置を導入してもユーザープレーンで扱えるデータ量を超えるとレイテンシの改善効果が無くなる。【解決手段】基地局装置が使用するユーザープレーンの経路を使用しないキャッシュ装置を備え、キャッシュ装置に複数の基地局装置を接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、端末装置、基地局装置、キャッシュ装置を少なくとも含んで構成される無線通信システムに適用される基地局装置、キャッシュ装置ならびに無線通信システムに関する。

近年、端末装置、基地局装置を少なくとも含んで構成される無線通信システムすなわちセルラ電話ネットワークの利用が進んでおり、様々な用途に用いられている。従来であれば有線の高速ネットワークを利用しないと実用にならなかった動画再生アプリケーションのような広帯域幅の情報を利用する用途にも使用されるようになっている。

無線通信システムは有線ネットワークと異なり、移動環境をサポートするため複雑なネットワーク構成となり、また端末装置の位置や周囲の環境によって使用可能なネットワークの速度が随時変動する。この変動に対応するために、無線ネットワーク内にキャッシュサーバを設置することが検討されている。

３ＧＰＰ，ＲＡＮ３，Ｒ３−１６２６６６

しかしながら、動画再生アプリケーションのような広帯域幅を使用するアプリケーションは、使用可能な帯域幅の変動を受けやすく、端末装置からネットワーク上のサーバに対して情報を要求し、応答を受け取るまでのレイテンシが一定しない。この事はユーザーの端末操作に対して画面が追従できない事がある事を意味し、端末装置の使用者のユーザー体験は損なわれる。このレイテンシは基地局装置が扱うユーザープレーン上のデータ量にも依存し、ユーザープレーン上に従来のキャッシュ装置を導入してもユーザープレーンで扱えるデータ量を超えるとレイテンシの改善効果が無くなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザープレーン上のデータ量に依存しないキャッシュ装置の構成、制御方法を提供し、快適な動画再生環境を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一観点によれば、基地局装置と接続するためのインターフェースを複数備え、この基地局装置と接続するためのインターフェースそれぞれに基地局装置を接続するするキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、基地局装置と接続するためのインターフェースは、前記基地局装置が使用するユーザープレーンが使用する経路と異なる経路上に設定されるキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、基地局装置が使用するＳ−ゲートウエイを経由する経路を使用しないブレークアウトインターフェースを備えるキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、基地局装置のキャッシュポリシーを設定するためのキャッシュポリシーメッセージとは異なるキャッシュポリシーメッセージを受信し、キャッシュポリシーを設定するキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、ブレークアウトインターフェースを経由してサーバと通信する際に、サーバとキャッシュ装置の間の通信権限を設定するアクセス制御部を備えるキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、ブレークアウトインターフェースを経由してキャッシュ装置内部のデータが変更されたときに、基地局装置と接続するためのインターフェースを使用して接続している複数の基地局装置に対し、キャッシュ装置のデータが変更されことをそれぞれの基地局装置と接続するためのインターフェースを使用して通知するキャッシュ装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、キャッシュ装置のデータがブレークアウトインターフェース経由でデータが変更された通知を、キャッシュ装置から受信する制御部を備える基地局装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、基地局装置はキャッシュ装置と接続するためのインターフェースを備え、このキャッシュ装置を接続するためのインターフェースは、基地局装置が使用するユーザープレーンが使用する経路と異なる経路上に設定され、キャッシュ装置は基地局装置と接続するためのインターフェースを複数備え、複数の基地局装置と接続するためのインターフェースのそれぞれに異なる基地局装置を接続する無線通信システムが提供される。

本発明によれば、キャッシュ装置が基地局装置と接続するためのインターフェースを複数備え、複数の基地局装置と接続するためのインターフェースそれぞれに基地局装置を接続する事で、基地局装置が使用するユーザープレーン上のデータに関わらずキャッシュ装置へのアクセスが可能となり、レイテンシの悪化を改善する事が可能となる。また、キャッシュ装置がブレークアウトインターフェースを備える事で、基地局装置が使用するユーザープレーンを経由せずにキャッシュ装置がキャッシュするデータを更新する事が可能となり、レイテンシの悪化を改善する事が可能となる。

本発明の一実施形態の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態のキャッシュ装置の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態のキャッシュ装置の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態の基地局装置の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。本発明の一実施形態の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態の基地局装置の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。本発明の一実施形態で使用するメッセージ交換の例を示すメッセージフロー図である。

以下、本発明の実施形態による無線通信技術について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態を適用する無線通信システムの一例の概要を図１に示す。基地局装置（ｅＮＢ）１００１、１００２は、一つ以上の端末装置（ＵＥ）１００４、１００５と無線通信により接続し、Ｓ１−ＭＭＥインターフェースで移動管理装置（ＭＭＥ）１００８と接続し、Ｓ１−ＵインターフェースでＳ−ゲートウエイ（Ｓ−ＧＷ）１００７と接続し、Ｘ−キャッシュインターフェースでキャッシュ装置１００３と接続する。キャッシュ装置１００３は複数の基地局装置１００１、１００２とＸ−キャッシュインターフェースで接続し、移動管理装置１００８とキャッシュ制御インターフェースで接続する。また、キャッシュ装置１００３はＳ−ゲートウエイを経由せずに他の通信機器と接続するためのブレークアウトインターフェース１００６を備えても良い。１００７は端末装置１００４、１００５がネットワークと通信する際に使用するユーザーデータを扱うゲートウエイ装置で、Ｓ１−Ｕインターフェースで基地局装置１００４、１００５と接続し、外部のネットワークと基地局装置１００４、１００５の間でルーティング処理をする。１００８は基地局装置１００４、１００５に接続する端末装置１００４の移動管理、接続管理を行う装置で、基地局装置と端末装置間の無線層の接続許可や、端末装置と外部ネットワーク間の論理的接続管理を行う。

図２にブレークアウトインターフェースを持たない場合のキャッシュ装置１００３の概略構成のブロック図を示す。キャッシュ部１３０１はインデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３、メッセージ処理部１３０４から構成される。メッセージ処理部は、制御部１３０６から受け取る制御メッセージに基づいて、インデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３に記憶されているデータの読出しや、インデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３に対するデータの書き込みを行う。データ書き込み時には、キャッシュポリシー記憶部１３０５を参照し、データを書き込むか、データの書き込みを行わないか判断し、この判断結果を制御メッセージへの応答とし、書き込む判断をしたときはインデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３に対する書き込みを行う。インデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３はそれぞれ有限の記憶領域を備える。インデックス記憶部１３０２はキャッシュするデータのオリジナル識別子であるＵＲＩ（ＵｎｉｆｏｒｍＲｅｓｏｕｒｃｅＩｄｅｔｉｆｉｅｒ）と、ユーザーデータ記憶部１３０３内に記憶されているキャッシュ対象のデータの関係を記憶する。ユーザーデータ記憶部１３０３内のデータが消去された場合、インデックス記憶部１３０２内の消去されたデータに対応するＵＲＩと対応情報を消去する。また、ＵＲＩとキャッシュ対象のデータの関係の情報は、ユーザーデータ記憶部１３０３の内容が変更された場合に、その変更に合わせて更新される。このＵＲＩとキャッシュ対象のデータの関係の情報は、キャッシュ対象のデータの有効期間を含んでも良く、有効期間を過ぎた場合はメッセージ処理部１３０４に対してＵＲＩに対応するキャッシュ済みデータが無効であることを送信しても良い。インデックス記憶部１３０２に記憶するＵＲＩの数の上限は予め設定される。この上限は途中で変更しても良く、例えばユーザーデータ記憶部１３０３の余剰な記憶領域が少なくなった時に、この上限を減らしてよい。ユーザーデータ記憶部１３０３はキャッシュ対象のデータを記憶するブロックで、ユーザーデータ記憶部が管理する記憶領域を論理的に分割し、分割した記憶領域にキャッシュ対象のデータを書き込む。また、分割した記憶領域を再利用するためにデータの無効化処理を行い、デ
ータが書き込まれていない領域を再分割し、再分割後の領域にデータの書き込みを行う。この一連の処理は、コンピュータシステムで利用されている様々なファイルシステムに使用されている技術を使うことが出来る。メッセージ処理部１３０４は制御部１３０６からくる読出し要求、書き込み要求などの様々な要求を含むメッセージを解釈し、インデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部１３０３に対する読出し、書き込みを行い、また、要求されたメッセージの解釈に合わせてキャッシュポリシー記憶部１３０５から設定されているキャッシュポリシーを読出し、このメッセージを処理したうえで応答するか、メッセージの処理を行わずにエラーとして応答するか判断する。制御部１３０６はＸ−キャッシュインターフェース１３０７、１３０８、キャッシュ制御インターフェース１３１１を備え、Ｘ−キャッシュインターフェース１３０７、１３０８を経由して複数の基地局装置１００１、１００２と通信を行い、キャッシュ制御インターフェース１３１１を経由して移動管理装置１００８と通信を行う。基地局装置１００１、１００２からはＵＲＩ、読出し元の端末識別子などを指定してのキャッシュ読出し要求、ＵＲＩとデータを指定しての書き込み要求の受信を行い、これらの要求に対する応答処理や、キャッシュポリシーの問い合わせに対する応答、キャッシュ済みデータに関する問い合わせに対する応答の処理を行う。移動管理装置１００８からはキャッシュポリシーの設定要求や読出し要求に対する処理と、キャッシュポリシー記憶部１３０５への読出し、書き込み処理を行う。特定の端末装置のみアクセス可能なキャッシュデータを設定するキャッシュポリシーが設定された場合、制御部１３０６は移動管理装置１００８に対し、その端末装置がキャッシュデータに対するアクセス権を所有するかどうか問い合わせてよい。キャッシュポリシー記憶部１３０５は、制御部１３０６からの設定によってキャッシュポリシーを記憶し、キャッシュ部１３０１からそのキャッシュポリシーを読み出すブロックである。

図３にブレークアウトインターフェースを備える場合のキャッシュ装置１００３の構成例を示す。ブレークアウトインターフェースを備えない場合の構成に、ブレークアウトインターフェース１３０９とアクセス制御部１３１０を追加した構成となる。ブレークアウトインターフェース１３０９とアクセス制御部１３１０以外のブロックは図２に示した例と同様である。ブレークアウトインターフェース１３０９は外部のネットワーク上の機器と制御部１３０６が通信するためのインターフェース、アクセス制御部１３１０は外部ネットワーク上の機器と制御部１３０６の間の通信を制御し、アクセス権のある外部ネットワークの機器のみ制御部１３０６に対する通信を行うブロックである。アクセス制御部１３１０の設定は、移動管理装置１００８がキャッシュ制御インターフェース１３１１を経由して制御部１３０６に対して指示する事で行う。

図４に基地局装置１００１、１００２の概要構成の一例を示す。基地局装置全体を制御する制御部１４０６にＸ−キャッシュインターフェース１４０７、Ｓ１−Ｕインターフェース１４０８、Ｓ１−ＭＭＥインターフェース１４０９、無線インターフェース１４１０が接続される。Ｘ−キャッシュインターフェース１４０７はキャッシュ装置１００３と接続するためのインターフェース部、Ｓ１−Ｕインターフェース１４０８はＳ−ゲートウエイ１００７と接続するためのインターフェース部、Ｓ１−ＭＭＥインターフェース１４０９は移動管理装置１００８と接続するためのインターフェース部である。無線インターフェース１４１０は端末装置を接続するための無線に関するネットワーク機能を有するブロックで、主に物理層、データリンク層とこれらの制御機能を備えたブロックである。端末装置で動作するアプリケーションが扱うデータはユーザーデータプレーン（Ｕプレーン）上で扱い、制御部１４０６が無線インターフェース１４１０との通信データからユーザーデータプレーンのデータを選り分けてＳ１−Ｕインターフェース１４０８に振り分ける。無線インターフェース１４１０が必要とする制御データは制御プレーン（Ｃプレーン）上で扱い、制御部１４０６が無線インターフェース１４１０との通信デーから制御プレーンのデータを選り分けてＳ１−ＭＭＥインターフェース１４０９に振り分ける。ユーザープレーン上のデータの中に、端末装置が外部のサーバからデータを読み取る要求が含まれて
いる時に、制御部１４０６はその外部のサーバに対して要求する前にＸ−キャッシュインターフェース１４０７を通じてキャッシュ装置１００３からデータを読み取る事を試み、キャッシュ装置１００３に有効なデータがある場合はキャッシュ装置１００３からそのデータを読み取って外部のサーバの代理としてその読み取ったデータを送信する。また、端末装置の要求により外部のサーバから送信されたデータが所定の様式であった場合、制御部１４０６はＸ−キャッシュインターフェース１４０７を通じてキャッシュ装置１００３にデータの書き込みを試みる。ユーザープレーン上のデータは直接Ｘ−キャッシュインターフェース１４０７に流れることはない。

基地局装置１００１、１００２がキャッシュ装置１００３と通信する際の各装置間の通信フローの一例を、図５を利用して説明する。メッセージｍ１５０１として、端末装置が基地局装置に対してＵＲＩＡで示される情報の要求を送信する。基地局装置はキャッシュ装置１００３に対してメッセージｍ１５０２を送信し、ＵＲＩＡで示される情報のキャッシュ装置１００３からの読み出しを要求する。キャッシュ装置１００３は、キャッシュ装置１００３内のインデックス記憶部１３０２から情報を読み、ユーザーデータ記憶部にＵＲＩＡに対応する情報が記録されているか調べ、ＵＲＩＡに対応する情報が記録されている場合はその情報をメッセージｍ１５０２に対する応答メッセージｍ１５０３に含めて基地局装置に対して送信する。メッセージｍ１５０３を受信した基地局装置は端末装置に対し、メッセージｍ１５０１に対する応答としてメッセージｍ１５０３に含まれていたＵＲＩＡに対応する情報をメッセージｍ１５０４として送信する。

次に端末装置はメッセージｍ１５０５としてＵＲＩＢで示される情報の要求を基地局装置に対して送信する。メッセージｍ１５０５を受信した基地局装置は、キャッシュ装置１００３に対してメッセージｍ１５０６を送信し、ＵＲＩＢで示される情報のキャッシュ装置１００３からの読出しを要求する。ｍ１５０６を受信したキャッシュ装置１００３は、キャッシュ装置１００３内のインデックス記憶部１３０２から情報を読み、ユーザーデータ記憶部にＵＲＩＢに対応する情報が記録されているか調べ、ＵＲＩＢに対応する情報が記録されていない場合、エラーとしてメッセージｍ１５０７を、メッセージｍ１５０６を送信してきた基地局装置に対して送信する。メッセージｍ１５０７を受信した基地局装置は、Ｓ−ゲートウエイを経由し、宛先をＵＲＩＢに対応する情報が格納されているサーバとしたＵＲＩＢに対応するデータの取得を要求するメッセージｍ１５０８をＳ−ゲートウエイに対して送信する。基地局装置が使用するデフォルトのルートにＳ−ゲートウエイが含まれている場合、明示的に使用する経路としてＳ−ゲートウエイを指定しなくても良い。メッセージｍ１５０８を受信したＳ−ゲートウエイは、このメッセージの宛先であるサーバに対してＵＲＩＢに対応する情報を要求するメッセージｍ１５０９を送信する。Ｓ−ゲートウエイはルータとして動作する装置であり、各種メッセージの経路を制御する。以降の説明ではＳ−ゲートウエイの動作の記載を省略し、基地局装置がサーバと直接メッセージ交換を行うように記載する事がある。メッセージｍ１５０９を受信したサーバは、メッセージｍ１５０９で要求しているＵＲＩＢに対応する情報を、メッセージｍ１５１０として、Ｓ−ゲートウエイ経由で基地局装置に対し送信するように設定されたメッセージをＳ−ゲートウエイに対して送信する。メッセージｍ１５１０を受信したＳ−ゲートウエイは、メッセージｍ１５１０に含まれているＵＲＩＢに対応する情報をメッセージｍ１５１１として基地局装置に対して送信する。

メッセージｍ１５１１を受信した基地局装置は、メッセージｍ１５０５を送信した端末装置に対してメッセージｍ１５１１に含まれているＵＲＩＢの情報を応答のメッセージｍ１５１２として送信する。そしてキャッシュ装置１００３に対してＵＲＩＢとＵＲＩ
Ｂに対応する情報を書き込むためのメッセージｍ１５１３を送信する。メッセージｍ１５１３を受信したキャッシュ装置１００３は、キャッシュ装置１００３内のインデックス記憶部１３０２、ユーザーデータ記憶部にＵＲＩＢに関する情報を書き込み、書き込み
に成功するとメッセージｍ１５１３を送信してきた基地局装置に対し、書き込み成功を示す応答をメッセージｍ１５１４として送信する。

以上のように動作する事で、ユーザープレーンのデータ経路以外に配置したキャッシュ装置からＵＲＩに対応するデータの読み込み、またはキャッシュ装置に対するＵＲＩに対応するデータの書き込みを行う事で、基地局装置からＳ−ゲートウエイ方向のユーザープレーン上のトラフィックを軽減する事が可能となり、ネットワークシステムの効率を向上する事が可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、基地局装置にもキャッシュ部を備え、基地局装置内のキャッシュ部を１次キャッシュ、ユーザープレーン上のデータ経路以外に配置したキャッシュ装置を２次キャッシュとして動作する形態の一例を示す。この構成は、ネットワーク的に少し遠いユーザープレーン上のデータ経路以外に配置したキャッシュ装置と、ネットワーク的に近い基地局装置内の１次キャッシュ部を併用する事で、一例としてキャッシュ上のデータの読出し時のレイテンシがある程度許容できる大きなデータを２次キャッシュ装置に記憶し、読出し時のレイテンシが少ない方が良い小さなデータを１次キャッシュ部記憶するようなキャッシュの運用方法が可能となる。図６は本実施形態の概略構成を示すブロック図であり、図１の構成と同様の装置については同じ番号を付記しており、以降の説明を省略する。基地局装置１１０１、１１０２は端末装置１００４、１００５と接続する。また、基地局装置１１０１、１１０２はそれぞれ一次キャッシュ部１１０１ａ、１１０２ｂを備える。更に基地局装置１１０１、１１０２は２次キャッシュ装置１１０３とＸ−キャッシュインターフェースと接続する。２次キャッシュ装置１１０３は更に移動管理装置１００８とキャッシュ制御インターフェースで接続する。また、２次キャッシュ装置１１０３はＳ−ゲートウエイを経由せずに他の通信機器と接続するためのブレークアウトインターフェース１００６を備えても良い。２次キャッシュ装置１１０３の構成は図２または図３の構成と同様で良く、ブレークアウトインターフェース１００６を備える構成、ブレークアウトインターフェースを備えない構成どちらでも良い。

図７に基地局装置１１０１、１１０２の構成概要の一例を示す。図４の構成と同様のブロックについては同じ番号を付記しており、以降の説明を省略する。制御部１４１１はＸ−キャッシュインターフェース１４０７、Ｓ１−Ｕインターフェース１４０８、Ｓ１−ＭＭＥインターフェース１４０９、無線インターフェース１４１０、キャッシュポリシー記憶部１４０５、１次キャッシュ部１４０１が接続される。１次キャッシュ部１４０１はメッセージ処理部１４０４、インデックス記憶部１４０２、ユーザーデータ記憶部１４０３から構成される。メッセージ処理部１４０４は制御部１４１１からＵＲＩに対応するデータの読出し要求を受けた時に、インデックス記憶部１４０２、ユーザーデータ記憶部１４０３の内容を調べ、この読出し要求に含まれるＵＲＩに対応するデータ、またはエラーを応答として送信する。また、制御部１４１１からＵＲＩとＵＲＩに対応するデータを含む書き込み要求を受けたときに、インデックス記憶部１４０２、ユーザーデータ記憶部１４０３の内容を読み書きする事で１次キャッシュ部１４０１に要求されたデータを記憶し、書き込み処理が成功したか失敗したかを応答する。メッセージ処理部１４０４はキャッシュの読出し要求、書き込み要求を受けた際に、キャッシュポリシー記憶部１４０５を参照し、キャッシュされているデータの読出し、書き込みを行ってよいか判断し、操作が禁止されている場合は読出し、書き込みの動作を注視し、失敗を報告して良い。また、制御部１４１１はＳ１−ＭＭＥインターフェース１４０９を通じて１次キャッシュ部１４０１のキャッシュポリシーを設定するメッセージを受信したときは、キャッシュポリシー記憶部１４０５にこのメッセージの基づいたデータを書き込む。

１次キャッシュ、２次キャッシュを利用する構成を使用して通信を行う際の各装置間の
通信フローの一例を、図８を利用して説明する。メッセージｍ１６０１として端末装置が基地局装置に対してＵＲＩＡで示される情報の要求を送信する。基地局装置内の制御部１４１１は、基地局装置内の１次キャッシュ部に対してＵＲＩＡで示される情報の要求を送信し、ＵＲＩＡで示される情報の１次キャッシュ部からの読出しを要求する。１次キャッシュ部は、１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１４０２から情報を読み、データ記憶部にＵＲＩＡに対する情報が記録されているか調べ、データ記憶部にＵＲＩＡに対応する情報が記録されている場合はそのデータをメッセージｍ１６０３に含めてメッセージｍ１６０２の応答として基地局装置内の制御部１４１１に送信する。メッセージｍ１６０３を受信した基地局装置内の制御部１４１１は端末装置に対し、メッセージｍ１６０１に対する応答としてメッセージｍ１６０１に含まれていたＵＲＩＡに対応する情報をメッセージｍ１６０４として送信する。

次に端末装置はメッセージｍ１６０５としてＵＲＩＢで示される情報の要求を基地局装置に対して送信する。メッセージｍ１６０５を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、１次キャッシュ部に対してメッセージｍ１６０６を送信し、ＵＲＩＢで示される情報の１次キャッシュ部からの読出しを要求する。ｍ１６０６を受信した１次キャッシュ部は、１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１４０２から情報を読み、データ記憶部にＵＲＩＢに対応する情報が記憶されているか調べ、ＵＲＩＢに対応する情報が記憶されていない場合、エラーとしてメッセージｍ１６０７を基地局装置内の制御部１４１１に送信する。メッセージｍ１６０７を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、２次キャッシュ装置に対してＵＲＩＢに対応する情報の要求をｍ１６０８として送信する。メッセージｍ１６０８を受信した２次キャッシュ装置は、２次キャッシュ装置内のインデックス記憶部１３０２から情報を読み、データ記憶部にＵＲＩＢに対応する情報が記憶されているか調べ、ＵＲＩＢに対応する情報が記憶されている場合はそのデータをメッセージｍ１６０９に含め、メッセージｍ１６０８に対する応答として基地局装置内の制御部１４１１に送信する。メッセージｍ１６０９を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、メッセージｍ１６０５を送信した端末装置への応答メッセージｍ１６１０としてＵＲＩＢに対応する情報を送信する。

次に端末装置はメッセージｍ１６１１としてＵＲＩＣで示される情報の要求を基地局装置に対して送信する。メッセージｍ１６１１を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、基地局装置内の１次キャッシュに対してメッセージｍ１６１２を送信し、ＵＲＩＣで示される情報の一次キャッシュ部からの読出しを要求する。ｍ１６１２を受信した１次キャッシュ部は、１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１４０２から情報を読み、データ記憶部にＵＲＩＣに対応する情報が記憶されているか調べ、ＵＲＩＣに対応する情報が記憶されていない場合、エラーとしてメッセージｍ１６１３を基地局装置内の制御部１４１１に送信する。メッセージｍ１６１３を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、２次キャッシュ装置に対してＵＲＩＣに対応する情報の要求をｍ１６１４として送信する。メッセージｍ１６１４を受信した２次キャッシュ装置は、２次キャッシュ装置内のインデックス記憶部１３０２から情報を読み、データ記憶部にＵＲＩＣに対応する情報が記憶されているか調べ、ＵＲＩＣに対応する情報が記憶されていない場合、エラーとしてメッセージｍ１６１５を基地局装置内の制御部１４１１に送信する。メッセージｍ１６１５を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、Ｓ−ゲートウエイを経由し、宛先をＵＲＩＣに対応する情報が格納されているサーバとしたＵＲＩＣに対応するデータの取得を要求するメッセージｍ１６１６をＳ−ゲートウエイに対して送信する。基地局装置が使用するデフォルトのルートにＳ−ゲートウエイが含まれている場合、明示的に使用する経路としてＳ−ゲートウエイを指定しなくても良い。メッセージｍ１６１６を受信したＳ−ゲートウエイは、このメッセージの宛先であるサーバに対してＵＲＩＣに対応する情報を要求するメッセージｍ１６１７を送信する。メッセージｍ１６１７を受信したサーバは、メッセージｍ１６１７で要求しているＵＲＩＣに対応する情報を、メッセージ
ｍ１６１８として、Ｓ−ゲートウエイ経由で基地局装置に対し送信するように設定されたメッセージをＳ−ゲートウエイに対して送信する。メッセージｍ１６１８を受信したＳ−ゲートウエイは、メッセージｍ１６１８に含まれているＵＲＩＣに対応する情報をメッセージｍ１６１９として基地局装置に対して送信する。

メッセージｍ１６１９を受信した基地局装置は、メッセージｍ１６１１を送信した端末装置に対してメッセージｍ１６１９に含まれているＵＲＩＣの情報を応答のメッセージｍ１６２０として送信する。そして１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置に対してＵＲＩＣとＵＲＩＣに対応する情報を書き込むためのメッセージをそれぞれメッセージｍ１６２１とメッセージｍ１６２２として送信する。メッセージｍ１６２１を受信した１次キャッシュ部は、１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１４０２、データ記憶部にＵＲＩＣに関する情報を書き込み、書き込みに成功するとメッセージｍ１６２３を送信してきた基地局装置内の制御部１４１１に対し、書き込み成功を示す応答をメッセージｍ１６２３として送信する。同様に２次キャッシュ装置も書き込み成功を示す応答をメッセージｍ１６２４として基地局装置内の制御部１４１１に送信する。

基地局装置内の１次キャッシュ部のキャッシュポリシーと、２次キャッシュ装置のキャッシュポリシーは異なって良い。例えば、１次キャッシュ部はウエブサイトを表示するために使用される各種テキストデータ（ｈｔｍｌやｘｍｌで記述されるデータなど）とデータサイズが所定の数以下の静止画データのみをキャッシュするように設定し、２次キャッシュ装置はデータサイズが所定の数を超える静止画データと動画映像データのみをキャッシュするように設定しても良い。また、２次キャッシュ装置のデータ記憶部の容量が十分に大きい場合等、１次キャッシュ部でキャッシュするデータの一部、または全てを２次キャッシュ装置でキャッシュするようにキャッシュポリシーを設定しても良い。１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置に対して複数のキャッシュポリシーを設定する際の各装置間のメッセージフローの一例を、図９を使用して説明する。

移動管理装置は基地局装置に対し、基地局装置内の１次キャッシュ部のキャッシュポリシーをＡと設定することを要求するメッセージｍ１７０１を送信する。メッセージｍ１７０１を受信した基地局装置の制御部１４１１は、ステップｓ１７０２として基地局装置内の１次キャッシュ部用のキャッシュポリシー記憶部に対して、キャッシュポリシーをＡと設定する。その後、基地局装置内の制御部１４１１は、移動管理装置に対してメッセージｍ１７０２に対する応答としてメッセージｍ１７０４を送信する。続いて移動管理装置は２次キャッシュ装置に対し、２次キャッシュ装置のキャッシュポリシーをＢと設定する事を要求するメッセージｍ１７０５を送信する。メッセージｍ１７０５を受信した２次キャッシュ装置は、２次キャッシュ装置内のキャッシュポリシー記憶部に対してキャッシュポリシーをＢと設定する。その後、２次キャッシュ装置は移動管理装置に対し、メッセージｍ１７０５に対する応答としてメッセージｍ１７０６を送信する。以上のように移動管理装置は、１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置に対して異なるキャッシュポリシーを設定するために異なるポリシー設定要求メッセージを送信する。

上記の設定がされた状態で、端末装置はメッセージｍ１７０７としてＵＲＩＨで示される情報の要求を基地局装置に対して送信する。このＵＲＩＨに対応する情報は、基地局装置内の１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置のそれぞれにキャッシュされていないものとする。また、このＵＲＩＨに対応する情報は、キャッシュポリシーＡではキャッシュ対象となり、キャッシュポリシーＢではキャッシュ対象とならないものとする。メッセージｍ１７０７を受信した基地局装置の制御部１４１１は、基地局装置内の１次キャッシュ部に対してメッセージｍ１７０８を送信し、ＵＲＩＨで示される情報の２次キャッシュ装置からの読出しを要求する。ｍ１７０８を受信した基地局装置内の１次キャッシュ部は、１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１４０２から情報を読み、データ記憶部
内にＵＲＩＨに対応する情報が記録されているか調べ、ＵＲＩＨに対応する情報が記録されてしないことによるエラーとして基地局装置内の制御部１４１１に対してメッセージｍ１７０９を送信する。メッセージｍ１７０９を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、２次キャッシュ装置に対してメッセージｍ１７１０を送信し、ＵＲＩＨで示される情報の２次キャッシュ装置からの読出しを要求する。メッセージｍ１７１０を受信した２次キャッシュ装置は、２次キャッシュ装置内のインデックス記憶部１３０２から情報を読み、データ記憶部内にＵＲＩＨに対応する情報が記録されているか調べ、ＵＲＩＨに対応する情報が記録されてしないことによるエラーとして基地局装置内の制御部１４１１に対してメッセージｍ１７１１を送信する。メッセージｍ１７１１を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、宛先をＵＲＩＨに対応する情報が格納されているサーバとしたＵＲＩＨに対応するデータの取得を要求するメッセージｍ１７１２をこのサーバ対して送信する。メッセージｍ１７１２を受信したサーバは、メッセージｍ１７１２の応答としてＵＲＩＨに対応するデータをメッセージｍ１７１３として基地局装置内の制御部１４１１に対して送信する。メッセージｍ１７１３を受信した基地局装置内の制御部１４１１は、メッセージｍ１７０７を送信した端末装置に対し、メッセージｍ１７０７の応答としてＵＲＩＨに対応するデータを送信する。

その後基地局装置内の制御部１４１１は、１次キャッシュ部に対してＵＲＩＨとＵＲＩＨに対応する情報を書き込むためのメッセージｍ１７１５を送信する。メッセージｍ１７１５を受信した１次キャッシュ部は、ステップＳ１７１６でメッセージｍ１７１５の書き込み要求がキャッシュポリシーＡと合致するか評価し、合致すると判断して１次キャッシュ部内のインデックス記憶部１３０２とデータ記憶部に対し、ＵＲＩＨとＵＲＩＨに対応するデータを書き込む。その後、１次キャッシュ部は基地局装置内の制御部１４１１に対し、メッセージｍ１７１５の応答としてメッセージｍ１７１８を送信する。また、基地局装置内の制御部１４１１は、２次キャッシュ装置に対し、ＵＲＩＨとＵＲＩＨに対応する情報を書き込むためのメッセージｍ１７１９を送信する。メッセージｍ１７１９を受信した２次キャッシュ装置は、ステップｓ１７２０でメッセージｍ１７１９の書き込み要求がキャッシュポリシーＢに合致するか評価し、合致しないと判断して書き込み処理を行わず、基地局装置内の制御部１４１１にメッセージｍ１７１９に対するエラーメッセージとしてメッセージｍ１７２１を送信する。

１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置を使用する構成で、１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置で共通のデータを記憶するキャッシュポリシーが適用されている場合、複数の基地局装置から同じＵＲＩに対して異なるデータの書き込み要求が発生すると、複数の基地局装置が備えている１次キャッシュ部の間でキャッシュ済みデータの一貫性が壊れる事がある。また、キャッシュ済みデータの有効期間が終了した場合など、１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置のそれぞれでキャッシュ済みデータの無効化処理が必要なことがある。また、あるＵＲＩに対するデータを要求する際に範囲指定を利用して限定的にデータを取得し、その後異なる範囲を指定、または範囲指定を行わずに更に多くのデータを取得し、キャッシュ対象のデータが変更となる場合がある。このような場合にキャッシュ済みデータの一貫性を確保する方法の一例を、図１０を使用して説明する。

図１０は基地局装置１１０２（第２の基地局装置）にＵＲＩＤに対応する古いデータがキャッシュされた状態、基地局装置１１０１（第１の基地局装置）にはＵＲＩＤに対するデータがキャッシュされていない状態で、基地局装置１１０１に接続している端末装置１００４から基地局装置１１０１に対してＵＲＩＤに対応するデータを取得する要求が送信されたときに、２次キャッシュ装置１１０３に対してＵＤＩＤに対応するデータの書き込みを行い、２次キャッシュ装置から基地局装置１１０２に対してＵＲＩＤに対応するデータが変更されことを通知する場合の一例を示している。また、１次キャッシュ部１１０１ａにＵＤＩＤに対応するデータの一部、例えばサムネイル表示用に使用する
部分のみをキャッシュし、ＵＤＩＤに対応するデータ全体を２次キャッシュ装置１１０３にキャッシュしても良い。また、２次キャッシュ装置１１０３にデータ全体が書き込まれた後に１次キャッシュ部１１０ａからデータを削除しても良く、これらの手順も図１０に記載している。

端末装置１００４は基地局装置１１０１に対し、ＵＲＩＤに対応するデータの要求をメッセージｍ１８０１として送信する。メッセージｍ１８０１を受信した基地局装置の制御部１４１１は、２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ１８０２を送信し、ＵＲＩＤに対応するデータの読出しを要求する。メッセージｍ１８０２を受信した２次キャッシュ装置は、データ記憶部内にＵＲＩＤに対応するデータを記憶していないので、メッセージｍ１８０２に対する応答としてエラーメッセージｍ１８０３を基地局装置１１０１の制御部１４１１に対して送信する。メッセージｍ１８０３を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ＵＲＩＤに対応する情報が格納されているサーバを宛先としたＵＲＩＤに対応する情報を要求するメッセージｍ１８０４を送信する。メッセージｍ１８０４を受信したサーバは、ＵＲＩＤに対応する情報をメッセージｍ１８０４への応答メッセージｍ１８０５として基地局装置１１０１の制御部１４１１に対して送信する。メッセージｍ１８０５を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ＵＲＩＤに対応する情報を、メッセージｍ１８０１を送信してきた端末装置１００４にメッセージｍ１８０６として送信する。

メッセージｍ１８０５を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、１次キャッシュ部１１０１ａに対してＵＲＩＤに対応する情報の一部のブロックの書き込み要求メッセージｍ１８０７を送信する。１次キャッシュ部に対して書き込むデータはＵＲＩＤに対応するデータ全てである必要は無く、一部のみ、例えばＵＲＩＤに対応するデータの先頭から所定の長さのみを書き込んでよい。また、ＵＤＩＤに対応するデータの一部のみを書き込む場合、サーバから送信されるメッセージｍ１８０５全体の受信を待つ必要は無く、メッセージｍ１８０７で送信するブロックに対応する部分を受信した後、任意のタイミングでメッセージｍ１８０７を送信して良い。メッセージｍ１８０７を受信した一次キャッシュ部１１０１ａはキャッシュへのデータの書き込みを行い、メッセージｍ１８０７に対尾する応答メッセージｍ１８１１を基地局装置１１０１の制御部１４１１に対して送信する。

基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ステップｓ１８０９でメッセージｍ１８０５が完全に受信され、２次キャッシュ装置１１０３に対して書き込むことが出来る状態であるか判断する。ステップｓ１８０９では２次キャッシュ装置１１０３に対して書き込みを開始する条件として、他の条件、例えば書き込むデータの大きさ（ＵＲＩＤに対応するデータの大きさ）や、書き込むデータのオリジンサイト（ＵＲＩＤに対応するデータを格納していたサーバのアドレスなど）などの他の条件を用いても良い。ステップｓ１８０９で条件を満たしたと評価された場合、基地局装置１１０１の制御部１４１１は２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ１８１０を送信し、ＵＲＩＤとＵＲＩＤに対応するデータの書き込みを要求する。メッセージｍ１８１０を受信した２次キャッシュ装置１１０３は、メッセージｍ１８１０に含まれているＵＲＩＤとＵＤＩＤに対応するデータを２次キャッシュ装置１１０３に書き込み、ｍ１８１０に対する応答メッセージｍ１８１１を基地局装置１１０１の制御部１４１１に送信する。

基地局装置１１０１内の制御部１４１１はステップｓ１８２４で２次キャッシュ装置へのＵＲＩＤに関するデータの書き込み状況を調べ、書き込みが終了したと判断すると、基地局装置内の１次キャッシュ部１１０１ａに対してメッセージｍ１８１２を送信し、ＵＲＩＤに関する情報の消去を要求する。メッセージｍ１８１２を受信した１次キャッシュ部１１０１ａは１次キャッシュ部１１０１ａからＵＲＩＤに関する情報を消去し、基
地局装置１１０１の制御部１４１１に対してｍ１８１２への応答メッセージｍ１８１３を送信する。

メッセージｍ１８１１を送信した２次キャッシュ装置１１０３は、基地局装置１１０２（第２の基地局装置）に対してメッセージｍ１８１４を送信し、ＵＲＩＤに対応するデータが更新されたことを通知する。メッセージｍ１８１４を受信した基地局装置１１０２の制御部１４１１はステップｓ１８１５で基地局装置１１０２内の１次キャッシュ部１１０２ａにＵＤＩＤに関する情報が記憶されているか、記憶されている情報が古くなっているか評価し、古くなっていると評価した場合、１次キャッシュ部１１０２ａに対してメッセージｍ１８１６を送信し、ＵＲＩＤに関する情報の消去を要求する。メッセージｍ１８１６を受信した１次キャッシュ部１１０２ａは、１次キャッシュ部内のＵＲＩＤに関する情報を消去し、メッセージｍ１８１６に対する応答メッセージｍ１８１７を基地局装置１１０２の制御部１４１１に対して送信する。なお、本実施の形態では２次キャッシュ装置からＵＲＩに対応するデータの変更の通知を受けたときに１次キャッシュ部のデータを消去するが、２次キャッシュ装置からＵＲＬに対応するデータを読出し、読みだしたデータで１次キャッシュ部内のデータを更新しても良い。

ＵＲＩＤに対応するデータの書き込みによって２次キャッシュ装置１１０３内のデータ記憶領域の余剰が無くなった場合、他のデータの無効化処理を行い、新たに作られた余剰領域にデータの書き込みを行う。本実施の形態では無効化するデータを限定しないが、一例として書き込まれた時間が最も古いデータを選択する方法や読み出された時間が最も古いデータを選択する方法などの方法を使用して良い。本実施の形態では何かしらの方法でＵＲＩＥに対応するデータが消去されたものとする。ＵＲＩＥに対応するデータを消去すると、２次キャッシュ装置１１０３は基地局装置１１０１の制御部１４１１に対してメッセージｍ１８１８を送信し、ＵＲＩＥに対応するデータが消去されたことを通知する。同様に２次キャッシュ装置は基地局装置１１０２の制御部１４１１に対してメッセージｍ１８１９を送信し、ＵＲＩＥに対応するデータが消去されたことを通知する。メッセージｍ１８１８を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ステップｓ１８２０で１次キャッシュ部１１０１ａのキャッシュ済みデータがＵＲＩＥのデータ消去の影響を受けるか評価し、影響がないと判断するとＵＲＩＥに関する処理を行わない。メッセージｍ１８１９を受信した基地局装置１１０２の制御部１４１１は、ステップｓ１８２１で１次キャッシュ部１１０２ａのキャッシュ済みデータがＵＲＩＥのデータ消去の影響を受けるか評価し、影響があると判断した場合、一例として本実施の形態では１次キャッシュ部１１０２ａにキャッシュしているＵＲＩＥに関するデータが古くなったと判断し、一次キャッシュ部にメッセージｍ１８２２を送信し、ＵＲＩＥに関するデータの消去を要求する。メッセージｍ１８２２を受信した１次キャッシュ部１１０２ａはＵＲＩ
Ｅに関する情報を消去し、メッセージｍ１８２２の応答として基地局装置１１０１の制御部１４１１に対してメッセージｍ１８２３を送信する。

以上のように動作する事で、基地局装置内の１次キャッシュ部とユーザープレーンのデータ経路以外に配置した２次キャッシュ装置からＵＲＩに対応するデータの読み込み、またはキャッシュ装置に対するＵＲＩに対応するデータの書き込みを行う事で、基地局装置からＳ−ゲートウエイ方向のユーザープレーン上のトラフィックを軽減する事が可能となり、ネットワークシステムの効率を向上する事が可能となる。また、１次キャッシュ部と２次キャッシュ装置の間でデータの整合性が確保される。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、ユーザープレーンデータ経路以外に配置したキャッシュ装置（２次キャッシュ装置）のブレークアウトインターフェースを利用し、外部からキャッシュ装置内のデータを制御する場合や、ブレークアウトインターフェースを利用してデータの更
新速度を向上する場合について説明する。図１１は外部の業者（サードパーティ）がブレークアウトインターフェースを使用し、２次キャッシュ装置の内容を変更する手順、２次キャッシュ装置内のデータを消去する手順の一例を示したものである。図１１の手順が想定するネットワークシステムの構造は図６に記載したものと同様である。２次キャッシュ装置の構成は図３と同様の構成を使用する。図１１の手順は、外部の業者は２次キャッシュ装置１１０３に記憶されているデータが外部の業者の著作物であるか調べ、著作物であった場合に公開して良いデータを上書きする場合や、該当のデータを削除するような場合に使用可能である。

外部の業者はステップｓ１９０１でネットワーク機器（図示せず）からブレークアウトインターフェース１３０９を経由し、アクセス制御部１３１０に対して２次キャッシュ装置１１０３に接続するためのアクセス権限の取得を行う。アクセス制御の方法は特に限定しないが、一例としてＩＥＥＥ８０２．１ｘの手順を使用して良い。ステップｓ１９０１でアクセス権を取得したネットワーク機器は、２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ１９０２を送信し、２次キャッシュ装置１１０３に記憶されている情報のインデックス取得を要求する。メッセージｍ１９０２を受信した２次キャッシュ装置１１０３はメッセージｍ１９０２を送信したネットワーク機器に対し、メッセージｍ１９０２の応答として２次キャッシュ装置１１０３に記憶している情報のインデックス情報を含むメッセージｍ１９０３を送信する。このインデックス情報は、記憶している情報のＵＲＩや取得した時間だけでなく、記憶しているぞれぞれの情報の大きさ、ぞれぞれの情報のハッシュ値、それぞれの情報の先頭部分など一部の実データ、それぞれの情報のメタデータ、映像データであればサムネイル画像などを含んでよい。

メッセージｍ１９０３を受信したネットワーク機器は、メッセージｍ１９０３に含まれているインデックス情報を参照し、書き換えるデータと対象のＵＲＩを選択する。ここではＵＲＩＦに対応するデータを書き換えるものとする。ネットワーク機器はメッセージｍ１９０４を２次キャッシュ装置１１０３にＵＲＩＦとＵＲＩＦに対応するデータとして書き換えるデータを送信する。メッセージｍ１９０４を受信した２次キャッシュ装置１１０３は２次キャッシュ装置１１０３内のＵＲＩＦに対応するデータをメッセージｍ１９０４に含まれているデータで書き換え、メッセージｍ１９０４を送信したネットワーク機器に対し、メッセージｍ１９０４の応答としてメッセージｍ１９０５を送信する。その後、２次キャッシュ装置１１０３は基地局装置１１０１の制御部１４１１に対してメッセージｍ１９０６を送信し、ＵＲＩＦに対応するデータが変更されたことを通知する。メッセージｍ１９０６を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ステップｓ１９０７でＵＲＩＦの変更が、１次キャッシュ部１１０１ａがキャッシュしているデータに影響を与えるか評価する。評価の結果１次キャッシュ部１１０１ａ内のデータを更新する必要があると判断すると、基地局装置１１０１の制御部１４１１は２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ１９０８を送信し、ＵＲＩＦに対応するデータの読出しを要求する。メッセージｍ１９０８を受信した２次キャッシュ装置１１０３は、メッセージｍ１９０８の応答としてＵＲＩＦに対応するデータを、メッセージｍ１９０９として基地局装置１１０３の制御部１４１１に対して送信する。メッセージｍ１９０９を受信した基地局装置１１０３の制御部１４１１は、１次キャッシュ部１１０１ａに対してメッセージｍ１９１０を送信し、ＵＲＩＦとＵＲＩＦに対応するデータの書き込みを要求する。メッセージｍ１９１０を受信した１次キャッシュ部１１０１ａは、１次キャッシュ部内のＵＲＩＦに対応するデータを更新し、メッセージｍ１９１０に対する応答としてメッセージｍ１９１１を基地局装置１１０１の制御部１４１１に対して送信する。

次にネットワーク機器は２次キャッシュ装置１１０３内のＵＲＩＧに対応するデータを削除するために、ＵＲＩＧを削除する要求メッセージｍ１９１２を２次キャッシュ装置１１０３に送信する。メッセージｍ１９１２を受信した２次キャッシュ装置１１０３は
、２次キャッシュ装置１１０３内のＵＲＩＧに関連するデータを削除し、メッセージｍ１９１２に対する応答としてネットワーク機器に対しメッセージｍ１９１３を送信する。続いて基地局装置１１０１の制御部１４１１に対し、ＵＲＩＧに対応するデータが削除されたことを通知するメッセージｍ１９１４を送信する。メッセージｍ１９１４を受信した基地局装置１１０１の制御部１４１１は、ステップｓ１９１５でＵＲＩＧに対応するデータの削除が、１次キャッシュ部１１０１ａがキャッシュしているデータに影響があるか評価する。ＵＲＩＧに対応するデータの削除が必要と判断すると、基地局装置１１０１の制御部１４１１は１次キャッシュ部１１０１ａに対してメッセージｍ１９１６を送信し、ＵＲＩＧに対応する情報の削除を要求する。メッセージｍ１９１７を受信した１次キャッシュ部１１０１ａは、１次キャッシュ部内のＵＲＩＧに関する情報を削除し、メッセージｍ１９１６に対する応答として基地局装置１１０１に対してメッセージｍ１９１７を送信する。

以上のようなフローにより、外部業者のネットワーク機器から２次キャッシュ装置１１０３にキャッシュしているデータの変更、削除が可能となる。続いて、外部の業者のネットワーク機器からブレークアウトインターフェースを利用してデータの先読み、先送りを行う動作の一例を、図１２を利用して説明する。図１２ではセグメント化された映像データを利用するビデオストリーム方法、一例としてＭＰＥＧＤＡＳＨやＨＴＴＰＬｉｖｅＳｔｒｅａｍｉｎｇ（ＨＬＳ）などのプロトコルを対象とする。ストリーミング配信を行うサーバがストリーミング開始後、ブレークアウトインターフェースを利用してネットワーク内のキャッシュ装置（２次キャッシュ装置）に先送りするフローの一例を示す。

端末装置１００４は、ストリーミングサーバ（図示せず）に対する番組情報、ＭＰＥＧ
ＤＡＳＨではＭＰＤファイル、ＨＬＳではプレイリストと呼ばれる情報を要求するメッセージｍ２００１を基地局装置１１０１に対して送信する。メッセージｍ２００１を受信した基地局装置１１０１は、ストリーミングサーバに対し、番組情報を要求するメッセージｍ２００２を送信する。メッセージｍ２００２を受信したストリーミングサーバは、要求された番組情報（ＭＰＤファイルやプレイリストなど）をメッセージｍ２００２の応答メッセージｍ２００３として基地局装置１１０１に対して送信する。メッセージｍ２００３を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２００１を送信した端末装置に対し、メッセージｍ２００１の応答としてメッセージｍ２００４を送信する。メッセージｍ２００４にはメッセージｍ２００３の内容（番組情報）を含める。メッセージｍ２００４を受信した端末装置１００４は、メッセージｍ２００４に含まれている番組情報に基づいてセグメント１の送信をストリーミングサーバに要求するメッセージｍ２００５を、基地局装置１１０１に対して送信する。メッセージｍ２００５を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２００５の内容をメッセージｍ２００６としてストリーミングサーバに送信する。メッセージｍ２００６を受信したストリーミングサーバは、メッセージｍ２００６に対する応答として要求されたセグメント１を含むメッセージｍ２００７を基地局装置１１０１に対して送信する。メッセージｍ２００７を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２００７の内容を、端末装置１００４にメッセージｍ２００５の応答メッセージとして送信する。

ストリーミングサーバは、ステップｓ２００９でセグメント１の送信先がブレークアウトインターフェースと２次キャッシュ装置１１０３を備えたネットワークかどうか判断し、ブレークアウトインターフェースと２次キャッシュ装置１１０３を備えていると判断すると、ステップｓ２０１０で、ブレークアウトインターフェース経由で２次キャッシュ装置１１０４へのアクセス権の取得を行う。このアクセス権の取得後、ストリーミングサーバは２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ２０１１を送信し、２次キャッシュ装置１１０３がキャッシュしている情報に関するインデックス情報の取得を要求する。このインデックス情報は図１１の説明と同様とする。２次キャッシュ装置１１０３は、メ
ッセージｍ２０１１の応答としてインデックス情報を含むメッセージｍ２０１２としてストリーミングサーバに送信する。メッセージｍ２０１２を受信したストリーミングサーバは、メッセージｍ２０１２に含まれるインデックス情報を参照し、２次キャッシュ装置１１０３がセグメント１を含む番組に関する各セグメントをキャッシュしているか判断し、２次キャッシュ装置１１０３がこの番組に関するセグメントをキャッシュしていないと判断すると、セグメント１以降のセグメントを２次キャッシュ装置１１０３に対して順次送信する。まずメッセージｍ２０１３としてセグメント２の書き込み要求を２次キャッシュ装置１１０３に送信する。２次キャッシュ装置１１０３はセグメント２の内容を２次キャッシュ装置１１０３内のインデックス記憶部１３０２とデータ記憶部内に書き込み、メッセージｍ２０１３に対する応答メッセージｍ２０１４をメディアサーバに送信する。メッセージｍ２０１４を受信すると、ストリーミングサーバはメッセージｍ２０２０としてセグメント３の書き込み要求を２次キャッシュ装置１１０３に対して送信する。メッセージｍ２０２０を受信した２次キャッシュ装置１１０３は、セグメント３の内容を２次キャッシュ装置１１０３内のインデックス記憶部１３０２とデータ記憶部に書き込み、メッセージｍ２０２０に対する応答メッセージｍ２０２１をメディアサーバ送信する。メディアサーバから２次キャッシュ装置１１０３に対するセグメントの書き込み頻度は端末装置１００４がセグメントを読み出す頻度を上回れば良く、このフロー制御をセグメントの書き込み要求メッセージに対する応答メッセージを使用して行っても良い。

メッセージｍ２０１３のセグメント２の書き込み要求を処理した２次キャッシュ装置１１０３は、基地局装置１１０１に対してメッセージｍ２０１５を送信し、セグメント２の内容が２次キャッシュ装置１１０３にキャッシュされたことを通知する。メッセージｍ２０１５を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２０１５を受信した後に端末装置１００４からセグメント２を要求するメッセージｍ２０１６を受信すると、メディアサーバではなく２次キャッシュ装置１１０３に対してメッセージｍ２０１７を送信し、セグメント２の取得を要求する。メッセージｍ２０１７を受信した２次キャッシュ装置１１０３は、２次キャッシュ装置１１０３内にキャッシュしているセグメント２の情報をメッセージｍ２０１８として基地局装置１１０１に対して送信する。メッセージｍ２０１８を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２０１６を送信した端末装置に対し、メッセージｍ２０１６の応答メッセージとしてセグメント２の情報を送信する。また、メッセージｍ２０２０のセグメント３の書き込み要求を処理した２次キャッシュ装置１１０３は、基地局装置１１０１に対してメッセージｍ２０２２を送信し、セグメント３の内容が２次キャッシュ装置１１０３にキャッシュされたことを通知する。メッセージｍ２０２２を受信した基地局装置１１０１は、以降に端末装置１００４からセグメント３を要求するメッセージｍ２０３４を受信すると、メディアサーバではなく２次キャッシュ装置１１０３にたいしてメッセージｍ２０２４を送信し、セグメント３の取得を要求する。メッセージｍ２０２４を受信した２次キャッシュ装置１１０３は、２次キャッシュ装置にキャッシュしているセグメント３の情報をメッセージｍ２０２５として基地局装置１１０１に送信する。メッセージｍ２０２５を受信した基地局装置１１０１は、メッセージｍ２０２３を送信した端末装置に対する応答メッセージｍ２０２６としてセグメント３の情報を送信する。

以上のように動作する事で、ビデオストリーミングを行う際に、基地局装置１１０１が使用するユーザープレーンへの負荷を低減し、ブレークアウトインターフェース経由でビデオストリーミングを行う事が可能となる。

なお、本発明を適用する無線通信システムは図１や図６に限定されない。図１や図６に図示している各要素はＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムにおけるコアネットワークであるＥＰＣ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ）の構成例であるが、ＮｅｘｔＧｅｎと呼ばれるコアネットワークなどの他のコアネットワークを用いてもよく、図１や図６の構成に限定されない。また、基地局装置および端末装置の数
は限定されず、２を超える基地局装置が１つのキャッシュ装置に接続されていてもよい。

本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ（ＣＰＵ）等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。

尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明の一または複数の態様は当該技術による新たな集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

本発明は、無線通信装置に利用可能である。

１００１，１００２基地局装置
１００３キャッシュ装置
１００４，１００５端末装置
１００６ブレークアウトインターフェース
１００７Ｓ−ゲートウエイ
１００８移動管理装置
１１０１，１１０２基地局装置
１１０１ａ，１１０２ａ１次キャッシュ部
１１０３２次キャッシュ装置
１３０１キャッシュ部
１３０２インデックス記憶部
１３０３ユーザーデータ記憶部
１３０４メッセージ処理部
１３０５キャッシュポリシー記憶部
１３０６制御部
１３０７，１３０８Ｘ−キャッシュインターフェース
１３０９ブレークアウトインターフェース
１３１０アクセス制御部
１３１１キャッシュ制御インターフェース
１４０１キャッシュ部
１４０２インデックス記憶部
１４０３ユーザーデータ記憶部
１４０４メッセージ処理部
１４０５キャッシュポリシー記憶部
１４０６制御部
１４０７Ｘ−キャッシュインターフェース
１４０８Ｓ１−Ｕインターフェース
１４０９Ｓ１−ＭＭＥインターフェース
１４１０無線インターフェース
１４１１制御部

Claims

端末装置と、複数の基地局装置を含んで構成される無線通信システムで使用するキャッシュ装置であって、
基地局装置と接続するためのインターフェースを備え、
前記基地局装置と接続するためのインターフェースに前記複数の基地局装置を接続する事を特徴とするキャッシュ装置。
前記基地局装置と接続するためのインターフェースは、前記複数の基地局装置が使用するユーザープレーンが使用する経路と異なる経路上に設定される事を特徴とする請求項１に記載のキャッシュ装置。
前記複数の基地局装置が使用するＳ−ゲートウエイを経由する経路を使用しないブレークアウトインターフェースを更に備える事を特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャッシュ装置。
前記複数の基地局装置はキャッシュ部を更に備え、前記複数の基地局装置のキャッシュポリシーを設定するためのキャッシュポリシーメッセージとは異なるキャッシュポリシーメッセージを受信し、キャッシュポリシーを設定する事を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のキャッシュ装置。
前記ブレークアウトインターフェースを経由してサーバと通信する際に、前記サーバとキャッシュ装置の間の通信権限を設定するアクセス制御部をさらに備える事を特徴とする請求項３に記載のキャッシュ装置。
前記ブレークアウトインターフェースを経由して前記キャッシュ装置内部のデータが変更されたときに、
前記基地局装置と接続するためのインターフェースを使用して接続している前記複数の基地局装置に対し、前記キャッシュ装置のデータが変更されことを前記基地局装置と接続するためのインターフェースを使用して通知する事を特徴とする請求項３または請求項５に記載のキャッシュ装置。
端末装置と、複数の基地局装置と、キャッシュ装置を含んで構成される無線通信システムで使用する基地局装置であって、
前記キャッシュ装置はブレークアウトインターフェースを備え、
前記キャッシュ装置のデータがブレークアウトインターフェース経由でデータが変更された通知を前記キャッシュ装置から受信する制御部を備える事を特徴とする基地局装置。
端末装置と複数の基地局装置とキャッシュ装置を含んで構成される無線通信システムにおいて、
前記基地局装置はキャッシュ装置と接続するためのインターフェースを備え、
前記キャッシュ装置を接続するためのインターフェースは、前記基地局装置が使用するユーザープレーンが使用する経路と異なる経路上に設定され、
前記キャッシュ装置は基地局装置と接続するためのインターフェースを備え、
前記基地局装置と接続するためのインターフェースに複数の基地局装置が接続する事を特徴とする無線通信システム。