JP5314605B2 - Content distribution system and method and program - Google Patents

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Description

本発明は、インターネット等のIP(Internet Protocol)ネットワークにおけるコンテンツの配信技術に係り、特に、VoD(Video On Demand)サービス等の大容量のコンテンツを効率的に配信するのに好適な技術に関するものである。   The present invention relates to a content distribution technique in an IP (Internet Protocol) network such as the Internet, and more particularly to a technique suitable for efficiently distributing a large volume of content such as a VoD (Video On Demand) service. is there.

近年、アクセス回線の大容量化に伴い、動画コンテンツをユーザの配信要求に対してオンデマンドに配信するVoDサービスの普及が目覚ましい。VoDサービスは、サービスプロバイダが配信サーバをネットワーク(NW)上に設置し、また、配信された動画データを一時蓄積して再生するための装置(STB:Set Top Box)をユーザ宅内に設置することで実現される。   In recent years, with the increase in the capacity of access lines, VoD services that distribute video content on demand in response to user distribution requests are remarkable. In the VoD service, a service provider installs a distribution server on the network (NW), and a device (STB: Set Top Box) for temporarily storing and playing the distributed video data is installed in the user's home. It is realized with.

また、動画配信サービスは、ユーザが作成した小サイズの動画コンテンツをユーザ間で交換するYouTube等のUGC(User Generated Content)を対象とするものと、映画やTVドラマなど、コンテンツ制作会社が制作した高品質の動画コンテンツ(リッチコンテンツ)を対象とするもの、に大きく分けることができる。   In addition, the video distribution service is intended for UGC (User Generated Content) such as YouTube, which exchanges small-sized video content created by users between users, and by content production companies such as movies and TV dramas. It can be roughly divided into high-quality video content (rich content).

前者(UGC配信)はCDN(Contents Delivery Network)サービスを用いて、ISP(Internet Service Provider)とは独立したサービスプロバイダが提供する形態が一般的であるのに対して、後者(リッチコンテンツ)はコンテンツが大容量であることから、主にNWの品質を管理、制御することが可能なISPが提供する形態が一般的である。   The former (UGC delivery) is generally provided by a service provider independent of ISP (Internet Service Provider) using a CDN (Contents Delivery Network) service, while the latter (rich content) is content. Because of its large capacity, a form provided by an ISP that can mainly manage and control the quality of NW is common.

多くのISPは、自身のNWサービスを差別化するキラーサービスとしてVoDサービスを位置付けており、今後もリッチコンテンツを対象としたVoDサービスの普及が予想される。以下、このような大容量コンテンツ配信となるVoDサービスを対象に説明する。   Many ISPs position the VoD service as a killer service that differentiates their NW services, and it is expected that VoD services targeting rich content will continue to spread. Hereinafter, a description will be given of the VoD service for such large-volume content distribution.

一般に、動画コンテンツの視聴は夜間に集中する傾向があり、一日の周期で大きく変動する。しかし、ISPにはピーク時間帯にも安定したサービス品質を維持することが求められるため、ISPでは、ピーク時の需要量を考慮して配信システムを設計する必要がある。   In general, viewing of moving image content tends to concentrate at night, and fluctuates greatly with the cycle of a day. However, ISPs are required to maintain stable service quality even during peak hours, so ISPs need to design distribution systems in consideration of peak demand.

そのためピーク時以外の多くの時間帯においては、過剰な配信システム設計となり、ISPの収益を低下させる要因となる。   As a result, excessive delivery system design occurs during many times other than peak hours, which can reduce ISP revenue.

ISPの収益を向上させ、ユーザに対して安価なVoDサービス提供を可能とするためには、ピーク時のサーバ負荷低減がISPにとって大きな課題である。また、リッチコンテンツは大容量であるため、配信によって生じるトラヒックがNWに与える影響を抑えることも重要である。   Reducing peak server load is a major issue for ISPs in order to improve ISP profits and provide users with inexpensive VoD services. In addition, since rich content has a large capacity, it is also important to suppress the influence of traffic generated by distribution on the NW.

ピーク時のサーバ負荷を低減する技術として様々なものが検討され実用化されているが、主に、キャッシュサーバを用いる技術(CDN)、マルチキャスト配信、P2P型配信、の3つに分類できる。   Various technologies for reducing the server load during peak hours have been studied and put into practical use, but can be classified into three types: technology using a cache server (CDN), multicast distribution, and P2P distribution.

キャッシュサーバを用いる技術では、ISPが自身のNW上に複数配置したキャッシュサーバ上にコンテンツのコピーを配置し、ユーザの配信要求に対して、当該ユーザに近接するキャッシュサーバから配信を行う。この技術によれば、ユーザのレスポンス時間向上とオリジナルサーバの負荷低減効果が期待できる。   In the technology using the cache server, the ISP places a copy of the content on a plurality of cache servers arranged on its own NW, and distributes from the cache server close to the user in response to the user's distribution request. According to this technology, an improvement in the response time of the user and an effect of reducing the load on the original server can be expected.

また、マルチキャスト配信は、同一のコンテンツを要求した複数のユーザに対して、マルチキャスト配信ツリーを用いて単一の配信セッションで配信するもので、ユーザ集約度の向上に比例してサーバ負荷の低減効果が期待できる。   Multicast distribution is a single distribution session distributed to multiple users who have requested the same content using a multicast distribution tree. Can be expected.

また、P2P型配信システムは、ユーザ間で保有するコンテンツを交換することでコンテンツ配信を実現するもので、BitTorrent(登録商標)等、広く普及している。従来は、UGCの交換を目的に利用されてきたが、近年、リッチコンテンツを配信する手段としてもP2P配信技術が用いられている。   In addition, the P2P type distribution system realizes content distribution by exchanging content held between users, and is widely used such as BitTorrent (registered trademark). Conventionally, it has been used for the purpose of exchanging UGC, but in recent years, P2P distribution technology is also used as means for distributing rich content.

このP2P型配信システムにおいては、各ピア(ユーザ)は、配信を受け視聴中のコンテンツを他のピアに対してアップロードするため、人気が高いコンテンツほどサーバ機能を提供するピアが増加するため、スケーラビリティに優れたサーバ負荷低減効果の高い配信技術である。   In this P2P type distribution system, each peer (user) uploads the content being received and viewed to other peers, so the more popular content increases the number of peers that provide the server function. It is a distribution technology with excellent server load reduction effect.

また、近年、ハードディスクドライブの価格低下は目覚ましく、現在、1T(テラ)バイト程度のものを100USD(米国ドル)程度で購入することが可能である。そのため、ユーザ宅内に設置されたSTBやGW(Gate Way)を、ISPの管理下でキャッシュとして運用することが広く検討されている。   In recent years, the price of hard disk drives has been drastically reduced, and it is now possible to purchase a 1T (tera) byte for about 100 USD (US dollars). Therefore, it has been widely studied to operate STB and GW (Gate Way) installed in the user's home as a cache under the management of ISP.

このような上述の技術については、非特許文献1〜3に記載されている。   Such a technique described above is described in Non-Patent Documents 1 to 3.

しかし、キャッシュを用いた配信技術では、ISPが用意するキャッシュサーバを含めたサーバ設備から配信される総量は一定であるため、ユーザ数の増加に対してISPはサーバ設備を常に増設し続ける必要があり、設備コストの大きな低減効果は期待できない。   However, with distribution technology using caches, the total amount delivered from the server equipment including the cache server provided by the ISP is constant, so it is necessary for the ISP to constantly increase the number of server equipment as the number of users increases. There is no significant reduction in equipment costs.

これに対して、マルチキャスト配信は、同一のコンテンツを要求する複数のユーザに対して、配信サーバを根とし配信先ユーザを葉とする一本のマルチキャスト配信ツリーを用いて同時に配信する技術であり、配信サーバとNWの負荷を低減する技術として有効であり、近年、広く普及しつつある地上波テレビ放送をインターネット上で提供するIPTVにおいては、一般にマルチキャスト配信が用いられている。   On the other hand, multicast distribution is a technique for simultaneously distributing to a plurality of users who request the same content using a single multicast distribution tree with the distribution server as the root and the distribution destination user as the leaf, Multicast distribution is generally used in IPTV, which is effective as a technology for reducing the load on distribution servers and NWs, and provides terrestrial television broadcasting that has been widely spread in recent years on the Internet.

しかしIPTVにおいては、ユーザが視聴時刻をサービス提供者に合わせ、またVCR(Video Cassette Recorder)操作を伴わないため、容易にマルチキャスト配信を適用することが可能であるのに対して、ユーザが任意のタイミングで任意のコンテンツの視聴を要求するVoDサービスにおいては、ユーザの配信要求時刻の不一致性への対応と、VCR操作への対応が課題となる。   However, in IPTV, the user adjusts the viewing time to the service provider and does not involve a VCR (Video Cassette Recorder) operation. In a VoD service that requests viewing of arbitrary content at a timing, dealing with inconsistencies in user distribution request times and dealing with VCR operations are issues.

このような、ユーザの配信要求の不一致性に対する対処技術として様々なものが検討されているが、ユーザの配信要求に基づくPull型配信と、ユーザの配信要求とは無関係に事前に配信スケジューリングを設計するPush型配信とに分類することができる。   Various technologies for dealing with such inconsistencies in user distribution requests are being studied, but Pull-type distribution based on user distribution requests and distribution scheduling are designed in advance regardless of user distribution requests. It can be classified into Push type distribution.

Pull型配信は、ユーザの配信要求に対して、即時には配信を開始せず、待ち合わせ期間を設けることで、その間に発生した同一コンテンツに対する配信要求を一つのマルチキャスト配信に集約する。最も簡易な技術では、ユーザのレスポンス時間に上限値Dを設け、他に待ち中のユーザが存在しないコンテンツに対する要求が生じた時刻からD後にそのコンテンツを配信する。   Pull type distribution does not immediately start distribution for a user's distribution request, but provides a waiting period, thereby collecting distribution requests for the same content generated during that time into one multicast distribution. In the simplest technique, an upper limit value D is set for the user response time, and the content is distributed after D from the time when a request for content for which there is no other waiting user exists.

他にもFIFO(First In First Out)で配信コンテンツを選択するものや、待ちユーザ数が最大のコンテンツを配信コンテンツに選択するもの、平均レスポンス時間が最小化するよう配信コンテンツを選択するものなど、様々な技術が検討されている。   In addition, those that select distribution content by FIFO (First In First Out), those that select content with the largest number of waiting users as distribution content, those that select distribution content to minimize the average response time, etc. Various technologies are being studied.

一方Push型配信は、サービスプロバイダが事前に各コンテンツを配信するタイミングを配送スケジュールとして静的に設計する技術であり、通常、全ユーザを配信先とするブロードキャスト配信が用いられる。   Push distribution, on the other hand, is a technique for statically designing the timing at which each content is distributed in advance by a service provider as a distribution schedule, and broadcast distribution with all users as distribution destinations is usually used.

この場合、ユーザの配信要求のタイミングは考慮されず、ユーザは配信スケジュールに合わせて視聴したいコンテンツを視聴することになるため、オンデマンド性は損なわれ、VoDよりもIPTVに近いサービス実現形態となる。配信スケジュールの設計技術としては様々なものが検討されているが、いずれもレスポンス時間を低減する観点から考察されている。   In this case, the timing of the user's distribution request is not taken into account, and the user views the content that he / she wants to view according to the distribution schedule. Therefore, the on-demand property is impaired, and the service implementation form is closer to IPTV than VoD. . Various distribution schedule design techniques have been studied, all of which are considered from the viewpoint of reducing response time.

Pull型配信においては、サーバやNWの負荷低減効果を得るためには、配信ツリーのユーザ多重度を上げる必要があり、レスポンス時間の悪化が避けられない。   In Pull type distribution, in order to obtain the load reduction effect of the server and NW, it is necessary to increase the user multiplicity of the distribution tree, and the response time is inevitably deteriorated.

またPush型配信においては、高人気のコンテンツを除き、配信周期が長くなる傾向があり、やはりオンデマンド性が犠牲になる。   In push-type distribution, the distribution cycle tends to be long except for highly popular contents, and on-demand performance is still sacrificed.

本来、オンデマンド性を重視するVoDサービスにおいては、ユーザの配信要求に対して即時に配信を開始することが望ましく、レスポンス時間の悪化がマルチキャスト配信の大きな問題である。   Originally, in a VoD service that places importance on on-demand, it is desirable to immediately start distribution in response to a user's distribution request, and deterioration of response time is a major problem in multicast distribution.

また、VCR操作に対して、VCR操作後の再生点に近い他のマルチキャスト配信ツリーに該当ユーザを移行させる必要がある。   In addition, in response to the VCR operation, the user needs to be transferred to another multicast distribution tree close to the playback point after the VCR operation.

また、完全に再生タイミングが一致する配信ツリーが存在しない可能性が高いため、タイミングの誤差分をユニキャスト配信するなど、複雑な処理が必要となる。   In addition, since there is a high possibility that there is no distribution tree that completely matches the reproduction timing, complicated processing such as unicast distribution of timing error is required.

P2P配信システムでは、配信要求ユーザに対して、要求コンテンツを視聴中の他のユーザから配信する。同一コンテンツを視聴するユーザが他に存在しない場合や、存在してもアップロード帯域が不足するような場合には、配信サーバより配信する。人気の高いコンテンツほど視聴中ユーザの数が増加するため、スケーラビリティに優れた配信システムである。   In the P2P distribution system, the requested content is distributed from other users who are viewing the content to the distribution requesting user. When there is no other user who views the same content, or when there is a shortage of upload bandwidth even if it exists, it is distributed from the distribution server. The more popular the content, the larger the number of viewing users, so the distribution system is highly scalable.

このP2P配信システムでは、元々はファイル全体を受信後に利用するファイルダウンロードにおいて用いられていたが、動画ストリーミングサービスへの適用が広がり、商用システムとしても用いられている。またVCR操作に対応したVoDの商用システムへの適用も見られる。   In this P2P distribution system, it was originally used for file download that is used after receiving the entire file, but it has been widely applied to video streaming services and is also used as a commercial system. In addition, application of VoD compatible with VCR operation to commercial systems is also seen.

しかし、ユーザはコンテンツ視聴終了後に配信システムから離脱する可能性が高く、また視聴中であっても視聴を中断して離脱する可能性もある。   However, the user is likely to leave the distribution system after the content viewing ends, and even during viewing, there is a possibility that the viewing is interrupted and left.

このような、離脱ユーザの存在やVCR操作に伴う再生点の移動に対しても配信を継続させる処理が必要となり、各ユーザの再生点の管理や配信元の切り替え処理等、複雑な処理が必要となる。   It is necessary to continue distribution even if there is a leaving user or movement of the playback point due to VCR operation, and complicated processing such as management of the playback point of each user and switching processing of the distribution source is necessary. It becomes.

また、各ユーザのアップリンク容量にシステム全体の性能が大きく依存する。ADSL等、ユーザのアクセス回線のアップリンク容量はダウンリンク容量と比較して小さいことが多く、アップリンク容量が小さい場合には十分な効果が得られない。またサーバ機能の多くを自律的に行動するユーザに依存するため、システムの全体最適化が困難である。   In addition, the performance of the entire system greatly depends on the uplink capacity of each user. The uplink capacity of the user's access line such as ADSL is often smaller than the downlink capacity, and a sufficient effect cannot be obtained when the uplink capacity is small. Also, since many of the server functions depend on users who act autonomously, it is difficult to optimize the entire system.

このようなP2P型配信システムの問題点に対して、ユーザ宅内に設置されたSTBやGWを、ISPが集中的に管理するキャッシュ装置として活用し、P2P配信を行うVoDシステムが検討されている。以後、これらISPが集中的に管理するSTBを用いたP2P配信システムをISP制御型P2P配信と呼ぶ。   In response to such problems of the P2P type distribution system, a VoD system that performs P2P distribution by using STBs and GWs installed in the user's home as a cache device that is managed intensively by an ISP has been studied. Hereinafter, these P2P distribution systems using STBs that are intensively managed by ISPs are called ISP-controlled P2P distributions.

このISP制御型P2P配信においては、ユーザ宅内のSTBはISPの管理下にあるため、他のユーザに対して常時、保有コンテンツの配信を行うことが可能である。そのため、従来のP2P配信システムで問題であった、ユーザのシステム離脱に起因する配信元の切り替え処理が不要となり、各STBのキャッシュコンテンツと配信元STB選択を最適化することで、全体最適化が可能となる。   In this ISP-controlled P2P distribution, since the STB in the user's home is under the management of the ISP, it is possible to always distribute the owned content to other users. This eliminates the need to switch distribution sources due to user detachment, which was a problem with conventional P2P distribution systems. By optimizing each STB's cache content and distribution source STB selection, overall optimization is possible. It becomes possible.

しかし、他のユーザに対してコンテンツを配信する際に必要となる電力を各ユーザが負担する必要があり、ISPが制御するSTBを宅内に設置するインセンティブをユーザに与える必要がある。   However, it is necessary for each user to bear the power required to distribute content to other users, and it is necessary to give the user an incentive to install an STB controlled by the ISP.

また、配信サーバの負荷は低減されるものの、ユーザ間のP2P配信によってNW内にトラヒックが発生するため、NWの負荷低減効果は得られない。   In addition, although the load on the distribution server is reduced, traffic is generated in the NW due to P2P distribution between users, so the effect of reducing the load on the NW cannot be obtained.

M.Allen, B.Zhao, and R.Wolski,"Deploying Video-on-Demand Services on Cable Networks,"IEEE ICDCD 07.M. Allen, B. Zhao, and R. Wolski, "Deploying Video-on-Demand Services on Cable Networks," IEEE ICDCD 07. H.Ma and K.Shin,"Multicast Video-on-Demand Services,"ACM SIGCOMM CCR,32(1),pp.31-43,2002.H.Ma and K.Shin, "Multicast Video-on-Demand Services," ACM SIGCOMM CCR, 32 (1), pp.31-43, 2002. B.Cheng, L.Stein, H.Jin, and Z.Zhang,"Towards Cinematic Internet Video-on-Demand,"ACM EuroSys 08.B. Cheng, L. Stein, H. Jin, and Z. Zhang, "Towards Cinematic Internet Video-on-Demand," ACM EuroSys 08.

解決しようとする問題点は、従来の技術では、インターネット等のIPネットワークにおいてコンテンツを配信するサーバの負荷の低減とネットワーク負荷の低減を共に図ることができない点である。   The problem to be solved is that in the conventional technology, it is impossible to reduce both the load of the server that distributes the content in the IP network such as the Internet and the network load.

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、VoDサービス等の大容量のコンテンツの効率的な配信を可能とすることである。   An object of the present invention is to solve these problems of the prior art and enable efficient distribution of large-capacity content such as a VoD service.

上記目的を達成するため、本発明では、VoDサービス等において、ユーザの配信要求に対して即時にユニキャスト配信する配信形態に加えて、ユーザからの配信要求とは無関係に、予め定めた配信スケジュールに従い、人気の高いコンテンツを常時、全てのユーザに対してブロードキャスト配信し、ユーザ宅内に設置されたSTBに事前配信する。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in a VoD service or the like, in addition to a distribution mode in which unicast distribution is immediately performed in response to a user's distribution request, a predetermined distribution schedule is provided regardless of the distribution request from the user. As a result, popular content is broadcasted to all users at all times, and pre-distributed to STBs installed in the user's home.

本発明によれば、VoDサービス等によるコンテンツの配信に伴う、配信サーバの負荷とネットワークの負荷を低減し、コンテンツの効率的な配信が可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce the load on the distribution server and the load on the network accompanying the distribution of the content by the VoD service or the like, and to efficiently distribute the content.

本発明に係るコンテンツ配信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the content delivery system which concerns on this invention. 図1における配信スケジュール設計装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the delivery schedule design apparatus in FIG. 本発明に係るコンテンツ配信システムの処理動作例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the processing operation example of the content delivery system which concerns on this invention. 本発明に係るコンテンツ配信システムの評価例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of evaluation of the content delivery system which concerns on this invention. 図1における配信スケジュール設計装置によるTDLT推定処理の精度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the precision of the TDLT estimation process by the delivery schedule design apparatus in FIG. 図1における配信スケジュール設計装置によるコンテンツ選択処理の効率特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the efficiency characteristic of the content selection process by the delivery schedule design apparatus in FIG. 本発明に係るコンテンツ配信システムによるセッション数の時系列変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time series change of the number of sessions by the content delivery system which concerns on this invention. 本発明に係るコンテンツ配信システムによる配信処理の効率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the efficiency of the delivery process by the content delivery system which concerns on this invention. 本発明に係るコンテンツ配信システムによる配信処理の効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect of the delivery process by the content delivery system which concerns on this invention.

以下、図を用いて本発明を実施するための形態例を説明する。図1において、101はコンテンツの配信を行う配信サーバ、102はSTBを具備したユーザ端末装置、200は本発明に係るコンテンツの配信制御を行う配信スケジュール設計装置であり、配信サーバ101とユーザ端末装置102はインターネットを介して接続され、配信サーバ101と配信スケジュール設計装置200はLAN(Local Area Network)等で接続されている。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, 101 is a distribution server for distributing content, 102 is a user terminal device equipped with an STB, 200 is a distribution schedule design device for performing content distribution control according to the present invention, and the distribution server 101 and user terminal device 102 is connected via the Internet, and the distribution server 101 and the distribution schedule design device 200 are connected by a LAN (Local Area Network) or the like.

配信サーバ101とユーザ端末装置102および配信スケジュール設計装置200のそれぞれは、CPU(Central Processing Unit)や主メモリ、表示装置、入力装置、外部記憶装置等を具備したコンピュータ装置からなり、光ディスク駆動装置等を介してCD−ROM等の記憶媒体に記録されたプログラムやデータを外部記憶装置内にインストールした後、この外部記憶装置から主メモリに読み込みCPUで処理することにより、各処理部の機能を実行する。   Each of the distribution server 101, the user terminal device 102, and the distribution schedule design device 200 includes a computer device including a CPU (Central Processing Unit), a main memory, a display device, an input device, an external storage device, etc. After installing the program and data recorded in a storage medium such as a CD-ROM through an external storage device, the program is read from the external storage device into the main memory and processed by the CPU to execute the functions of each processing unit. To do.

例えば、配信スケジュール設計装置200は、図2に示すように、プログラムされたコンピュータ処理を実行する処理手段として、設定パラメタ入力部201、BC事前配信レートとチャネル数の設定部202、各コンテンツのTDLT測定部203、翌日の各コンテンツのTDLT推定部204、各BC配信チャネルへの配信コンテンツ割当部205、配信スケジュール部206を具備している。   For example, as shown in FIG. 2, the delivery schedule design apparatus 200 includes a setting parameter input unit 201, a BC pre-delivery rate and channel number setting unit 202, and a TDLT for each content as processing means for executing programmed computer processing. A measurement unit 203, a TDLT estimation unit 204 for each content of the next day, a distribution content allocation unit 205 for each BC distribution channel, and a distribution schedule unit 206 are provided.

尚、図1において、配信サーバ101は、ユーザ端末装置102以外の図示していない多数のユーザ端末装置に接続される。また、配信サーバ101と配信スケジュール設計装置200をそれぞれ個別のコンピュータ装置で構成しても、1つのコンピュータ装置内に配信サーバ101と配信スケジュール設計装置200の機能を設けた構成としても良い。   In FIG. 1, the distribution server 101 is connected to many user terminal devices (not shown) other than the user terminal device 102. Further, even if the distribution server 101 and the distribution schedule design device 200 are configured by individual computer devices, the functions of the distribution server 101 and the distribution schedule design device 200 may be provided in one computer device.

このような構成において、本例のコンテンツ配信システムでは、配信サーバ101は、ユーザの配信要求に応じて即時にコンテンツをユニキャスト配信すると共に、配信要求の多いコンテンツを、配信スケジュール設計装置200において予め定められた配信スケジュールに従い、事前に、全てのユーザ端末装置102(セットトップボックス:STB)にブロードキャスト配信(事前配信)する。   In such a configuration, in the content distribution system of this example, the distribution server 101 immediately unicasts the content in response to the user's distribution request, and the distribution schedule design apparatus 200 preliminarily distributes the content with many distribution requests. Broadcast distribution (pre-distribution) to all user terminal devices 102 (set top boxes: STBs) in advance according to a predetermined distribution schedule.

配信スケジュール設計装置200は、各コンテンツのTDLT測定部203において、各コンテンツの一日の総ダウンロード時間(TDLT:Total DownLoad Time)を計測し、配信スケジュール部206において、STBに事前配信したユーザ視聴可能期間内のコンテンツを除く各コンテンツから、TDLTの大きいコンテンツを優先して順に、事前配信対象として選択し、選択したコンテンツを、一日を周期に事前配信するようスケジュール設定する。   The distribution schedule design apparatus 200 measures the total download time (TDLT: Total DownLoad Time) of each content in the TDLT measuring unit 203 of each content, and can be viewed by the user pre-distributed to the STB in the distribution scheduling unit 206 From the contents other than the contents within the period, the contents having a large TDLT are selected in advance in order of priority, and the selected contents are scheduled to be pre-distributed every day.

また、配信スケジュール設計装置200は、翌日の各コンテンツのTDLT推定部204において、各コンテンツのTDLT測定部203が計測した各コンテンツの過去のTDLTの実測値から指数移動平均を用いて翌日の各コンテンツのTDLTを求め、配信スケジュール部206において、指数移動平均を用いて求めたTDLTに基づき、事前配信するコンテンツの選択を行う。   In addition, the delivery schedule design apparatus 200 uses the exponential moving average based on the past measured TDLT value of each content measured by the TDLT measurement unit 203 of each content in the TDLT estimation unit 204 of each content of the next day. The distribution schedule unit 206 selects a content to be distributed in advance based on the TDLT calculated using the exponential moving average.

また、配信スケジュール設計装置200は、配信スケジュール部206において、アクセス回線のダウンリンク容量A(bps)と、コンテンツの再生レートと同じユニキャスト配信の配信レートR(bps)を用いて、事前配信の配信レートR(bps)を、任意の事前配信チャネル数Bに対して、R=(A-R)/Bに設定し、設定した配信レートで事前配信を行うようスケジュール設定する。 In addition, the distribution schedule design device 200 uses the distribution schedule unit 206 to perform advance distribution using the downlink capacity A d (bps) of the access line and the distribution rate R (bps) of unicast distribution that is the same as the content playback rate. the delivery rate R b (bps), for any pre-delivery channel number B, set R b = (a d -R) / B, is scheduled to perform a pre-delivery at the delivery rate set.

また、配信スケジュール設計装置200は、BC事前配信レートとチャネル数の設定部202において、空き配信時間のある事前配信チャネルに、空き配信時間が大きい順次に、コンテンツ長が空き時間以下のコンテンツを、TDLTの推測値が大きい順に割り当てる。   In addition, the delivery schedule design apparatus 200 uses the BC pre-delivery rate and channel number setting unit 202 to sequentially assign the contents whose content length is equal to or less than the free time to the pre-distribution channel having the free delivery time in order of the free delivery time. Assigned in descending order of TDLT guess.

そして、配信スケジュール設計装置200は、配信スケジュール部206において、BC事前配信レートとチャネル数の設定部202により各事前配信チャネルに割当てたコンテンツから、各コンテンツのTDLTの推定値をコンテンツ長で除した値が大きな順に選択して、事前配信するようスケジュール設定する。   Then, the distribution schedule design device 200 divides the estimated value of TDLT of each content by the content length from the content allocated to each pre-distribution channel by the BC pre-distribution rate and channel number setting unit 202 in the distribution schedule unit 206. Select values in descending order and schedule to pre-deliver.

以下、このような本例のコンテンツ配信システムによるコンテンツの配信技術について説明する。   Hereinafter, a content distribution technique using the content distribution system of this example will be described.

近年のインターネットにおけるアクセス回線のダウンリンク容量の増加は目覚ましく、リッチコンテンツの再生レートと比較しても十分に大きな帯域が利用できる環境が一般的になることが予想される。   In recent years, the increase in the downlink capacity of access lines in the Internet is remarkable, and it is expected that an environment in which a sufficiently large band can be used compared with the reproduction rate of rich contents is expected.

例えばSD(Standard Definition)品質の動画像の再生レートが2Mbpsであるのに対して、複数ユーザでの共有ではあるものの、下り方向は最大で200Mbpsもの伝送帯域が利用できる環境が一部では提供されている。   For example, while the playback rate of SD (Standard Definition) quality video is 2 Mbps, some environments provide a maximum of 200 Mbps of transmission bandwidth in the downstream direction, although it is shared by multiple users. ing.

ユーザが常にダウンリンク容量を使用し続ける可能性は低く、またコンテンツ配信を受ける間も依然として大きな伝送帯域が未使用となる。そのため、ユーザの配信要求に対してオンデマンドで配信サーバより配信を行う通常の配信に加え、未使用の伝送容量を活用し、ユーザの配信要求とは無関係にコンテンツを常時配信しSTBに蓄積することが有効である。   It is unlikely that the user will always use the downlink capacity, and a large transmission band is still unused while receiving content distribution. For this reason, in addition to the normal delivery that is delivered from the delivery server on demand to the user's delivery request, the unused transmission capacity is utilized, and the content is always delivered and stored in the STB regardless of the user's delivery request. It is effective.

すなわち、ユーザの配信要求時、事前配信によって要求コンテンツが既にSTBに蓄積されている場合、配信サーバからの配信を回避でき、配信サーバやネットワークのピーク時の負荷を低減することが可能となる。   That is, when the requested content is already accumulated in the STB by the prior distribution when the user requests distribution, distribution from the distribution server can be avoided, and the load at the peak of the distribution server and the network can be reduced.

一般に、アクセス回線の伝送資源は多数のユーザで共有され、複数のユーザが同時に異なるコンテンツの配信を受けた場合、スループットが低下する。しかし、ユーザの配信要求とは無関係にSTBに対して配信を行う場合、ISPが自由に配信コンテンツや配信のタイミングを設定でき、全ユーザに対して同一のコンテンツをブロードキャストすることで、ダウンリンクのスループット低下を回避できる。   In general, the transmission resources of the access line are shared by a large number of users, and the throughput decreases when a plurality of users receive different contents at the same time. However, when delivering to the STB regardless of the user's delivery request, the ISP can freely set the delivery content and delivery timing, and by broadcasting the same content to all users, the downlink A decrease in throughput can be avoided.

そこで、本例では、VoDサービスにおいて、ブロードキャストにより所定のコンテンツを所定のユーザに事前に配信する。   Therefore, in this example, in the VoD service, predetermined content is distributed in advance to a predetermined user by broadcasting.

このような本例のコンテンツ配信技術では、P2P型配信とは異なり、STBにキャッシュされたコンテンツは各STBを保有するユーザのみが視聴するため、ユーザにコンテンツを他ユーザにアップロードさせるインセンティブを与える必要がなく、また、STBに事前に配信されたコンテンツを視聴する際にはネットワークにトラヒックが発生しないため、ピーク時のサーバ負荷に加えてネットワーク負荷の低減も期待できる。さらにVCR操作に対しても容易に対応できる。   In such a content distribution technique of this example, unlike the P2P type distribution, the content cached in the STB is viewed only by the user who owns each STB, so it is necessary to give the user an incentive to upload the content to other users In addition, since no traffic is generated in the network when viewing content distributed in advance to the STB, a reduction in the network load can be expected in addition to the server load at the peak time. Furthermore, it can easily handle VCR operations.

図1に示すコンテンツ配信システムの構成において、ユーザ端末装置102のユーザは、視聴したいコンテンツが自身のユーザ端末装置102に設けたSTB内に事前配信されている場合には、ローカルにキャッシュされたコンテンツを再生することで視聴する。   In the configuration of the content distribution system illustrated in FIG. 1, the user of the user terminal device 102 can locally cache content if the content that the user terminal device 102 desires to view is pre-distributed in the STB provided in the user terminal device 102 of the user terminal device 102. Watch by playing.

視聴したいコンテンツが自身のユーザ端末装置102のSTB内に存在しない場合には、ユーザ端末装置102から配信サーバ101に対して配信を要求する。   If the content to be viewed does not exist in the STB of its own user terminal device 102, the user terminal device 102 requests distribution to the distribution server 101.

ユーザ端末装置102からの配信要求を受けた配信サーバ101は、直ちにユニキャストで要求元のユーザ端末装置102に対して、要求されたコンテンツを配信する。   Upon receiving the distribution request from the user terminal device 102, the distribution server 101 immediately distributes the requested content to the requesting user terminal device 102 by unicast.

配信スケジュール設計装置200は、各コンテンツのTDLT測定部203において、配信サーバ101から配信されるコンテンツごとに総ダウンロード時間(TDLT)を計測し、その計測結果を用いて、翌日の各コンテンツのTDLT推定部204において、例えば、一日の開始時点(午前0時)毎に、翌日の各コンテンツのTDLTを推測する。   The distribution schedule design apparatus 200 measures the total download time (TDLT) for each content distributed from the distribution server 101 in the TDLT measurement unit 203 for each content, and uses the measurement result to estimate the TDLT for each content on the next day. In the unit 204, for example, the TDLT of each content of the next day is estimated at every starting point of the day (midnight).

また、設定パラメタ入力部201において、コンテンツの平均長S(秒)、アクセス回線のダウンリンク容量A(bps)、コンテンツの再生レートR(bps)をBC事前配信レートとチャネル数の設定部202に対して入力し、BC事前配信レートとチャネル数の設定部202において、得られた設定パラメタを用いて、BC事前配信レートとチャネル数を設定する。 Also, in the setting parameter input unit 201, the average length S (seconds) of the content, the downlink capacity A d (bps) of the access line, and the reproduction rate R (bps) of the content are set in the BC pre-delivery rate and channel number setting unit 202. In the BC pre-delivery rate and channel number setting unit 202, the BC pre-delivery rate and the number of channels are set using the obtained setting parameters.

そして、各BC配信チャネルへの配信コンテンツ割当部205において、翌日の各コンテンツのTDLT推定部204において推定された各コンテンツのTDLTを用いて、BC事前配信レートとチャネル数の設定部202において設定した各BC配信チャネル上で配信するコンテンツを割当て、配信スケジュール部206において、各BC配信チャネルに割当てられたコンテンツの順序(ブロードキャスト事前配信スケジュール)を決定する。   Then, in the distribution content allocation unit 205 to each BC distribution channel, the BC pre-distribution rate and channel number setting unit 202 uses the TDLT of each content estimated by the TDLT estimation unit 204 of each content of the next day. Content to be distributed on each BC distribution channel is allocated, and the distribution schedule unit 206 determines the order of the content allocated to each BC distribution channel (broadcast pre-distribution schedule).

このようにして、配信スケジュール設計装置200において決定されたブロードキャスト事前配信スケジュールに基づき、配信サーバ101は、予め登録された各ユーザ端末装置(102)に対してコンテンツをブロードキャストする。   In this way, based on the broadcast pre-distribution schedule determined by the distribution schedule design device 200, the distribution server 101 broadcasts content to each user terminal device (102) registered in advance.

このような本例のコンテンツ配信システムにおけるVoDサービスでのブロードキャスト事前配信処理動作の手順を、図3を用いて説明する。   The procedure of the broadcast pre-distribution processing operation in the VoD service in the content distribution system of this example will be described with reference to FIG.

図3において、サービスプロバイダ31は図2における配信スケジュール設計装置200に相当し、配信サーバ32は図2における配信サーバ101、ユーザ33は図2におけるユーザ端末装置102に相当する。   3, the service provider 31 corresponds to the distribution schedule design apparatus 200 in FIG. 2, the distribution server 32 corresponds to the distribution server 101 in FIG. 2, and the user 33 corresponds to the user terminal apparatus 102 in FIG.

サービスプロバイダ31から配信サーバ32に対してBC事前配信レートとチャネル数の設定を行い(ステップS301)、サービス運用の開始(ステップS302)となる。   The service provider 31 sets the BC pre-distribution rate and the number of channels to the distribution server 32 (step S301), and the service operation starts (step S302).

第1日目において、ユーザ33からのコンテンツ配信要求(ステップS303)に対して配信サーバ32から当該コンテンツの配信(ステップS304)が行われると、そのコンテンツの総ダウンロード時間が計測され(ステップS305)、第1日の終わりに、サービスプロバイダ31において決定されたBC事前配信スケジュールが配信サーバ32に通知される(ステップS306)。   On the first day, when the distribution server 32 distributes the content (step S304) in response to the content distribution request from the user 33 (step S303), the total download time of the content is measured (step S305). At the end of the first day, the BC pre-distribution schedule determined by the service provider 31 is notified to the distribution server 32 (step S306).

第2日目において、配信サーバ32は、前日にサービスプロバイダ31から通知されたスケジュールに従って、該当するユーザ33に対して、通知されたコンテンツをブロードキャストにより配信する(ステップS307)と共に、第1日目と同様に、ユーザ33からのコンテンツ配信要求(ステップS308)に対して当該コンテンツの配信(ステップS309)を行い、そのコンテンツの総ダウンロード時間が計測され(ステップS310)、第2日の終わりに、サービスプロバイダ31において決定されたBC事前配信スケジュールが配信サーバ32に通知される(ステップS311)。以上の処理を毎日繰り返す。   On the second day, the distribution server 32 broadcasts the notified content to the corresponding user 33 according to the schedule notified from the service provider 31 on the previous day (step S307), and the first day Similarly to the content distribution request from the user 33 (step S308), the content is distributed (step S309), the total download time of the content is measured (step S310), and at the end of the second day, The BC pre-distribution schedule determined by the service provider 31 is notified to the distribution server 32 (step S311). The above process is repeated every day.

以下、このような本例のコンテンツ配信システムによるVoDサービスにおけるブロードキャスト事前配信技術の詳細を説明する。   Details of the broadcast pre-distribution technique in the VoD service by the content distribution system of this example will be described below.

まず、その<概要>について説明する。尚、ここでは、図1における配信サーバ101内に配信スケジュール設計装置200が設けられた構成として説明する。   First, the <overview> will be described. Here, a description will be given assuming that the distribution schedule design device 200 is provided in the distribution server 101 in FIG.

本例のコンテンツ配信システムは、ISPが用意する配信サーバと配信ネットワーク、そしてSTBとTV等の動画視聴装置を有する複数のユーザ(ユーザ端末装置)から構成される。   The content distribution system of this example is composed of a distribution server and a distribution network prepared by an ISP, and a plurality of users (user terminal apparatuses) having moving image viewing apparatuses such as STB and TV.

配信サーバには、提供するM個の全コンテンツが蓄積されており、ユーザからの配信要求に対して配信サーバは即時に要求コンテンツをユニキャスト配信する。   The distribution server stores all M contents to be provided, and the distribution server immediately unicasts the requested content in response to a distribution request from the user.

ユーザは、配信されたコンテンツをSTBに蓄積しつつ再生する。ユニキャスト配信であるため、任意のVCR操作に容易に対応することが可能である。   The user reproduces the distributed content while accumulating it in the STB. Since it is unicast delivery, it can easily handle any VCR operation.

また、このようなオンデマンドのユニキャスト配信に加えて、配信サーバは、常時、コンテンツをユーザに対して事前配信し、ユーザはSTBにおいて受信した事前配信コンテンツを常時蓄積する。   Further, in addition to such on-demand unicast distribution, the distribution server always distributes the content to the user at all times, and the user always stores the pre-distributed content received at the STB.

VoDにおける配信要求には、一日を周期とする強い周期性が見られることから、事前配信コンテンツは、ユーザの配信要求とは無関係に、配信サーバが一日を周期に決定し、配信のタイミングをスケジュールする。   VoD distribution requests have a strong periodicity with a period of one day, so pre-distributed content is determined by the distribution server on a daily basis, regardless of the user's distribution request, and the distribution timing To schedule.

事前配信に用いるチャネル数と配信レートの積は、アクセス回線のダウンリンク容量の空き帯域以下となる必要があるが、ダウンリンク回線は、複数のユーザで共有され、複数のユーザに異なるコンテンツを同時に配信する場合、各ユーザのダウンリンク容量が低下する。   The product of the number of channels used for pre-delivery and the delivery rate must be less than or equal to the available bandwidth of the downlink capacity of the access line, but the downlink line is shared by multiple users, and different contents are simultaneously sent to multiple users. In the case of distribution, the downlink capacity of each user is reduced.

しかし、事前配信において、どのコンテンツをどのタイミングで配信するかは、配信サーバが自由に設定できるため、同一のコンテンツを全ユーザにブロードキャスト(BC)することで、ダウンリンクのスループット低下を回避する。   However, since the distribution server can freely set which content is distributed at which timing in the pre-distribution, the same content is broadcast (BC) to all users, thereby avoiding a decrease in downlink throughput.

ユーザは、視聴したいコンテンツが自身のSTBに存在する場合には、配信サーバに要求することなく視聴することが可能である。   When the content that the user wants to view exists in his / her STB, the user can view the content without requesting the distribution server.

STBに事前配信されたコンテンツを視聴する際にはネットワークにトラヒックが発生せず、また、任意のVCR操作に容易に対応することができる。   When viewing content pre-distributed to STB, no traffic is generated on the network, and any VCR operation can be easily handled.

そのため、人気が高いコンテンツをBC事前配信することで、配信サーバとネットワークの負荷を大きく低減できる。   Therefore, BC pre-delivery of popular content can greatly reduce the load on the distribution server and network.

尚、一般に、著作権保護の観点から、STBに蓄積されたコンテンツには再生可能な期間が設定されることから、再生可能期間を過ぎたコンテンツをSTBから消去する。   In general, from the viewpoint of copyright protection, since a reproducible period is set for the content stored in the STB, the content that has passed the reproducible period is deleted from the STB.

そのため、同一のコンテンツであっても、常時、STBにキャッシュさせるためには、再生可能期間の周期で繰り返しBC事前配信する必要がある。   Therefore, even for the same content, in order to always cache the STB, it is necessary to repeat BC pre-distribution in the period of the reproducible period.

BC事前配信は、配信要求の少ない早朝等の時間帯も含めて常時行えるため、配信サーバやネットワークの空き資源を有効活用しつつ、ピーク時の負荷低減が可能となる。   Since BC pre-distribution can be performed at all times, including in the early morning hours when there are few distribution requests, it is possible to reduce load during peak hours while effectively utilizing free resources of the distribution server and network.

また、電力消費量が時間的に平滑化される結果、オフピーク時の余剰電力を活用することができ、二酸化炭素排出量の削減効果も期待できる。   Moreover, as a result of smoothing the power consumption in terms of time, surplus power during off-peak hours can be used, and a reduction effect of carbon dioxide emissions can be expected.

以下、既存の配信システムであるマルチキャスト配信とP2P配信と、本例でのBC事前配信との主な相違点について説明する。   Hereinafter, main differences between the multicast distribution and the P2P distribution, which are existing distribution systems, and the BC pre-distribution in this example will be described.

まず、<マルチキャスト配信との相違点>について説明する。   First, <Differences from multicast distribution> will be described.

マルチキャスト配信ではレスポンス時間が増大し即時配信性が損なわれるのに対して、本例のBC事前配信では、全ての配信要求において即時に視聴を開始することができオンデマンド性が完全に実現される。   In multicast distribution, response time increases and immediate distribution is impaired. In BC pre-distribution in this example, viewing can be started immediately for all distribution requests, and on-demand is fully realized. .

また、マルチキャスト配信はVCR操作に対応するため配信ツリー切り替えの複雑な処理が必要であるのに対して、本例のBC事前配信では、ユーザはSTBに事前配信されたコンテンツを視聴するか、もしくは配信サーバから即時にユニキャスト配信されるコンテンツを視聴するため、いずれの場合も容易にVCR操作に対応できる。   In addition, multicast distribution requires a complicated process of switching the distribution tree to support VCR operations, whereas in BC pre-distribution in this example, the user views the content pre-distributed to STB, or Since the content that is immediately unicast delivered from the delivery server is viewed, VCR operations can be easily handled in either case.

次に、<P2P配信との相違点>について説明する。   Next, <Differences from P2P distribution> will be described.

従来のP2P配信の場合、ユーザの自律的な行動にサーバ機能が依存するため、ユーザの離脱やVCR操作に対しても配信を継続させる処理や、ユーザにコンテンツを他のユーザにアップロードさせるインセンティブが必要であり、また全体最適化が困難である。   In the case of conventional P2P distribution, the server function depends on the user's autonomous behavior, so there is a process to continue distribution even when the user leaves or VCR operation, and incentives for the user to upload content to other users. Necessary, and overall optimization is difficult.

ISP制御型P2P配信の場合、これらの問題を解決することができるが、P2P型の配信を用いている点は変わらず、他のユーザへのコンテンツ配信によって生じる電力コストを負担するインセンティブを与える必要があることや、ユーザ間の配信によりトラヒックがネットワーク内に発生するため、ネットワーク負荷の低減効果は期待できない。   In the case of ISP-controlled P2P distribution, these problems can be solved, but the point of using P2P distribution remains the same, and it is necessary to provide an incentive to bear the power costs caused by content distribution to other users And traffic is generated in the network due to the distribution between users, and therefore the effect of reducing the network load cannot be expected.

これに対して、本例のBC事前配信は、STBをキャッシュとして用いる点は同じであるが、各STBにキャッシュされたコンテンツは各STB所有するユーザのみが視聴するため、ユーザに何らかの協力を求めるためのインセンティブが不要であり、また、STBにキャッシュされたコンテンツの視聴によってネットワーク内にはトラヒックが発生しない。   In contrast, the BC pre-distribution in this example is the same in that the STB is used as a cache, but the content cached in each STB is viewed only by the user who owns each STB, so the user is asked for some cooperation. No incentive is required, and no traffic is generated in the network due to viewing of content cached in the STB.

次に、本例のコンテンツ配信システムでの処理を実施する際の<前提条件>について説明する。<前提条件>として以下の(A)〜(G)が掲げられる。   Next, <prerequisites> when performing processing in the content distribution system of this example will be described. The following (A) to (G) are listed as <preconditions>.

前提条件(A):アクセス回線のダウンリンク容量は全てA(bps)であり、コンテンツの再生レートは全てR(bps)である。 Precondition (A): All the downlink capacities of the access lines are A d (bps), and the content playback rates are all R (bps).

前提条件(B):ユーザの配信要求に対して配信サーバからユニキャストで配信する際、再生レートRに等しい配信レートで配信する。   Precondition (B): When a unicast is distributed from a distribution server in response to a user's distribution request, distribution is performed at a distribution rate equal to the reproduction rate R.

前提条件(C):BC配信の配信レートは、各BC配信チャネルにおいて常時R(bps)に設定する。 Precondition (C): The delivery rate of BC delivery is always set to R b (bps) in each BC delivery channel.

前提条件(D):コンテンツをSTBに配信後、配信日を含めてL日が経過した午前0時に消去する。   Precondition (D): After the content is distributed to the STB, it is deleted at midnight when the L day has passed, including the distribution date.

前提条件(E):STBのストレージ容量は十分に大きく、BC事前配信された全コンテンツをSTBに蓄積可能とする。   Precondition (E): The storage capacity of the STB is sufficiently large, and all the contents pre-delivered by BC can be stored in the STB.

前提条件(F):ユーザがBC事前配信コンテンツを視聴したログ情報(コンテンツIDと視聴時刻)を配信サーバに通知する。   Precondition (F): Log information (content ID and viewing time) when the user views the BC pre-distributed content is notified to the distribution server.

前提条件(G):第n日目の開始時点(午前0時)において、第n日目の24時間の間にBC事前配信するコンテンツをスケジューリングする。   Precondition (G): Schedule content to be pre-delivered during 24 hours on the nth day at the start time (midnight) on the nth day.

次に、本例のコンテンツ配信システムにおける<配信制御法>について説明する。   Next, <delivery control method> in the content delivery system of this example will be described.

まず、図2の設定パラメタ入力部201とBC事前配信レートとチャネル数の設定部202における<BC事前配信レートとチャネル数の設定>について説明する。   First, <BC pre-delivery rate and channel number setting> in setting parameter input unit 201 and BC pre-delivery rate and channel number setting unit 202 in FIG. 2 will be described.

VoDサービスの運用開始に先立ち、ISPは、以下のようにして、BC事前配信の配信レートRと、BC事前配信チャネル数Bを設定する。まず、コンテンツの平均長をS(秒)とし、正の実数パラメタγに対してR=γRに設定する。 Prior to the start of operation of the VoD service, the ISP sets the BC pre-distribution distribution rate R b and the BC pre-distribution channel number B as follows. First, the average length of content is set to S (seconds), and R b = γR is set for a positive real parameter γ.

各ユーザに対してオンデマンドのユニキャスト配信の伝送帯域を確保するためには、「B≦(A-R)/γR」を満たす必要がある。よって、床関数(floor)を用いて「B=floor((A-R)/γR)」に設定する。 In order to secure a transmission band for on-demand unicast distribution for each user, it is necessary to satisfy “B ≦ (A d −R) / γR”. Therefore, “B = floor ((A d −R) / γR)” is set using the floor function (floor).

また、一日に一つのBC事前配信チャネルから配信可能なコンテンツ数の平均値Xは、「X=24×3600γ/S」となる。   Further, the average value X of the number of contents that can be distributed from one BC pre-distribution channel per day is “X = 24 × 3600γ / S”.

BとXの積(「B×X」)が一日にBC事前配信可能な平均コンテンツ数となるため、「B×X」が最大となるようγを設定することが望ましい。すなわち、「(A-R)/γR」が整数となるよう、任意のBに対して「γ=(A-R)/BR」に設定することで「B×X」を最大化できる。 Since the product of B and X (“B × X”) is the average number of contents that can be BC pre-distributed per day, it is desirable to set γ so that “B × X” is maximized. That is, “B × X” can be maximized by setting “γ = (A d −R) / BR” for an arbitrary B so that “(A d −R) / γR” becomes an integer. .

次に、図2の各コンテンツのTDLT測定部203と翌日の各コンテンツのTDLT推定部204における<BC事前配信コンテンツの選択優先度>について説明する。   Next, <BC pre-delivery content selection priority> in the TDLT measurement unit 203 for each content and the TDLT estimation unit 204 for each content of the next day in FIG. 2 will be described.

本例のBC事前配信の効果を高めるには、BC事前配信によりSTBにキャッシュされたコンテンツを用いて各ユーザが視聴可能な時間の、全視聴時間に対する比率を高める必要がある。   In order to increase the effect of BC pre-distribution in this example, it is necessary to increase the ratio of time that each user can view using content cached in the STB by BC pre-distribution to the total viewing time.

一般にコンテンツの長さは様々であり、また、全てのユーザがコンテンツの全体を視聴するとは限られない。一方、第n日目の24時間に発生したコンテンツmに対する配信要求の集合をQm,nとし、配信要求qの視聴時間をtq(秒)とするとき、第n日目におけるコンテンツmに対する総ダウンロード時間(TDLT)Dm,n(秒)は「Dm,nq∈Qm,ntq」となるが、Dm,nが大きなコンテンツを優先的に第n日目においてBC事前配信するほど、第n日目において配信サーバ負荷が低減される。 In general, the length of content varies, and not all users view the entire content. On the other hand, when the set of distribution requests for the content m generated on the 24th hour on the nth day is Q m, n and the viewing time of the distribution request q is t q (seconds), the content m on the nth day Total download time (TDLT) D m, n (seconds) is “D m, n = Σq∈Qm, nt q, but content with a large D m, n is given priority on the nth day. The distribution server load is reduced on the nth day as the prior distribution is performed.

第n日目の開始時点において設定された配信スケジューリングにより、第n日目の24時間にBC事前配信されるコンテンツが決定されるが、これらコンテンツは第n日目から第n+L-1日目のL日間、STBに存在する。そのため、これらL日間にわたるDm,nの総和が大きなコンテンツを、第n日目の配信スケジューリングにおいて優先的に選択することが望ましい。 According to the delivery scheduling set at the start time of the nth day, the content to be pre-delivered in the 24th hour of the nth day is determined, and these contents are determined from the nth day to the (n + L-1) th day. Present in the STB for L days. Therefore, it is desirable to preferentially select content having a large sum of D m, n over the L days in the distribution scheduling on the nth day.

しかしn日目の開始時点において、「i≧n」のDm,iを得ることはできないため、何らかの方法でDm,nを推定する必要がある。 However, since D m, i of “i ≧ n” cannot be obtained at the start time of the nth day, it is necessary to estimate D m, n by some method.

本例では、金融工学や気象予測等の分野で広く用いられている指数移動平均(EMA:Exponential Moving Average)を用いてDm,nを推定する。 In this example, D m, n is estimated using an exponential moving average (EMA) widely used in fields such as financial engineering and weather prediction.

指数移動平均(EMA)は、時間の経過に伴い指数関数的に減少する重み付けを行った過去の実測値の平均を推定値とし、直近のデータを重視すると共に古いデータを完全には切り捨てない。平滑化係数αと第n-1日目の実測値Dm,n-1を用いて、第n日目の推定値D’m,nを、次の式(1)を用いて得る。 The exponential moving average (EMA) uses an average of past actual measurement values weighted exponentially as time passes, and places importance on the latest data and does not completely discard old data. Using the smoothing coefficient α and the measured value D m, n-1 on the n-1st day, an estimated value D ′ m, n on the nth day is obtained using the following equation (1).

「D’m,n=αDm,n−1+(1-α)D’m,n-1」 …(式1) “D ′ m, n = αD m, n−1 + (1−α) D ′ m, n−1 ” (Formula 1)

平滑化係数αは0から1の値をとり、1に近いほどより直近のデータを重視する。一般的には、任意に設定した2以上の整数値をとるパラメタNに対して、直近のN個の時系列データが86%の重みを持つよう「α=2/(N+1)」で設定する。   The smoothing coefficient α takes a value from 0 to 1, and the closer to 1, the more important is the latest data. Generally, “α = 2 / (N + 1)” is set so that the most recent N time-series data has a weight of 86% with respect to an arbitrarily set parameter N that takes an integer value of 2 or more. Set.

本例の配信サーバにおいて、各コンテンツmに対して最新の推定値D’(m,n)を保存しておき、D(m,n-1)を実測することで、配信スケジューリング時に、上述の式(1)を用いて推定されたTDLT値D’(m,n)が大きな順に優先的に、第n日目においてBC事前配信を行う。   In the distribution server of this example, the latest estimated value D ′ (m, n) is stored for each content m, and D (m, n−1) is actually measured, so that the above-described value is obtained during distribution scheduling. BC pre-distribution is performed on the n-th day with priority from the largest TDLT value D ′ (m, n) estimated using Equation (1).

ただし、第n-L日から第n-1日においてBC事前配信されたコンテンツは第n日目においてSTBにキャッシュされているため、n日目のスケジューリング対象から除いて考える。   However, since the content pre-delivered from the n-L day to the n-1 day is cached in the STB on the n-th day, it is considered to be excluded from the scheduling target on the n-th day.

次に、図2の各BC配信チャネルへの配信コンテンツ割当部205と配信スケジュール部206における<BC事前配信スケジューリング>について説明する。   Next, <BC pre-distribution scheduling> in distribution content allocation section 205 and distribution schedule section 206 for each BC distribution channel in FIG. 2 will be described.

従来、BC配信やPush型マルチキャスト配信を対象に様々な配信スケジューリング方式が検討されているが、いずれもレスポンス時間を低減する観点から考察されている。   Conventionally, various delivery scheduling schemes for BC delivery and push multicast delivery have been studied, but all have been considered from the viewpoint of reducing response time.

これに対して、本例のコンテンツ配信システムでのBC事前配信においては、ユーザの配信要求に対して要求コンテンツがSTBに存在しない場合、ユニキャストにより配信サーバから即時に配信されるため、配信スケジューリングを設計する際にレスポンス時間を考慮する必要がない。   On the other hand, in BC pre-distribution in the content distribution system of this example, if the requested content does not exist in the STB for the user's distribution request, it is immediately distributed from the distribution server by unicast, so distribution scheduling It is not necessary to consider response time when designing

そこで、本例では、以下のように、各日の開始時点でBC事前配信を行う配信スケジューリングとする。   Therefore, in this example, the delivery scheduling is performed in which BC pre-delivery is performed at the start of each day as follows.

STBにキャッシュされていないコンテンツの中でTDLTの推定値D’(m,n)が大きなコンテンツを優先的にBC事前配信する。また、コンテンツmの長さをSm(秒)とすると、コンテンツmの第n日目における配信要求数は「D’(m,n)/Sm」で推定できるが、この値が大きなコンテンツほど早いタイミングで配信することで、より多くの視聴要求に対して事前配信されたコンテンツを用いることが可能となる。 Among the contents not cached in the STB, the BC pre-distribution is preferentially performed for the content having a large TDLT estimated value D ′ (m, n). If the length of the content m is S m (seconds), the number of distribution requests on the nth day of the content m can be estimated by “D ′ (m, n) / S m ”. By distributing at an earlier timing, it becomes possible to use content distributed in advance for more viewing requests.

このような考察から、以下の(イ)〜(ホ)のようにして配信スケジューリングを行う。   From such consideration, distribution scheduling is performed as follows (a) to (e).

(イ)各ブロードキャスト配信チャネルiの空き時間Eiを「24×3600」秒に初期化する。 (B) it is initialized to "24 × 3600" seconds free time E i for each broadcast distribution channel i.

(ロ)第n-L〜n-1日にBC事前配信されたものを除いたコンテンツを対象にD’(m,n)の降順に優先順位を設定する。   (B) Priorities are set in descending order of D ′ (m, n) for the contents excluding those pre-delivered by BC on the n-th to n−1 days.

(ハ)空き時間Eiが最大の配信チャネルoに対して、未割当でSm≦Eoを満たすコンテンツの中で優先順位が最高のコンテンツを割当る。 (C) For the distribution channel o with the largest free time E i , the content with the highest priority among the unallocated content satisfying S m ≦ E o is allocated.

(ニ)割当可能なコンテンツが存在する限り、上述の割当処理を反復する。   (D) The above allocation process is repeated as long as allocatable content exists.

(ホ)各配信チャネルに対して、割当られたコンテンツの配信順序を「D’(m,n)/Sm」の降順に設定する。 (E) For each distribution channel, the distribution order of the allocated content is set in descending order of “D ′ (m, n) / S m ”.

次に、本例のコンテンツ配信システムの実際の<性能評価>について説明する。   Next, actual <performance evaluation> of the content distribution system of this example will be described.

まず、China Telecomが提供する商用VoDサービスであるPowerInfo(商標) VoDシステムにおいて収集されたアクセスログデータを用いて、本例のコンテンツ配信システムの有効性を評価する。   First, the effectiveness of the content distribution system of this example is evaluated using access log data collected in the PowerInfo (trademark) VoD system, which is a commercial VoD service provided by China Telecom.

本評価例で用いたログデータには2004年6月から12月の7ヶ月間に発生した20,921,657の全配信要求が含まれており、総コンテンツ数は6,735、総ユーザ数は37,360である。   The log data used in this evaluation example includes all distribution requests for 20,921,657 that occurred during the seven months from June to December 2004. The total number of contents is 6,735 and the total number of users. Is 37,360.

図4(a)において、コンテンツ長Smの累積輔分布(CCD:Complementary Cumulative Distribution)を示す。45分と90分の長さを有するコンテンツが各々、全体の約40%ずつを占めており、平均コンテンツ長Sは3,510秒である。 4 (a), the cumulative Kosuke distribution content length S m: indicates the (CCD Complementary Cumulative Distribution). The contents having a length of 45 minutes and 90 minutes each occupy about 40% of the total, and the average content length S is 3,510 seconds.

また、図4(b)において、一日あたりの総ダウンロード時間TDLTを各ユーザもしくはコンテンツごとに集計した値の、全期間にわたる平均値のCCDを、ユーザ集合とコンテンツ集合の各々に対して示す。   Further, in FIG. 4B, the average CCD over the entire period of the values obtained by totaling the total download time TDLT per day for each user or content is shown for each of the user set and the content set.

各ユーザやコンテンツの一日あたりのTDLTの差異は大きく、少数のユーザが大量の配信を行っていること、また特定のコンテンツに配信要求が集中していることが確認できる。また多くのユーザは一日あたり平均して数10分〜1時間程度、コンテンツを視聴しており、多くのコンテンツの一日あたりの延べ配信時間は1時間〜10時間程度である。   The difference in TDLT per day for each user and content is large, and it can be confirmed that a small number of users are delivering a large amount of content and that distribution requests are concentrated on specific content. In addition, many users watch content on an average of several tens of minutes to one hour per day, and the total distribution time of many contents per day is about 1 hour to 10 hours.

BC事前配信チャネル数Bは任意に設定可能であるが、Bの増加に伴い分割損の影響が増すため、より優先度の低いコンテンツがBC事前配信対象として選択される。よって評価ではB=1に設定する。   The BC pre-distribution channel number B can be set arbitrarily, but since the influence of the division loss increases as B increases, the lower priority content is selected as the BC pre-distribution target. Therefore, B = 1 is set in the evaluation.

またBC事前配信を行ったことでユーザの視聴パタンは影響を受けず、アクセスログに従い配信要求が発生することを想定する。   In addition, it is assumed that the user's viewing pattern is not affected by the BC pre-distribution, and a distribution request is generated according to the access log.

またアクセス回線のダウンリンク容量をA=10Mbps、コンテンツの再生レートをR=2Mbpsに設定する。このとき、γ=4となりBC事前配信レートはR=8Mbps、一日あたりの平均BC事前配信コンテンツ数XはX=98.46となる。 And sets the downlink capacity of the access line A d = 10Mbps, the reproduction rate of the content to R = 2 Mbps. At this time, γ = 4, the BC pre-distribution rate is R b = 8 Mbps, and the average number of BC pre-distribution contents X per day is X = 98.46.

次に、<総ダウンロード時間の推定精度>について説明する。本例では指数移動平均(EMA)を用いた各コンテンツのTDLTの推定精度を評価する。   Next, <estimated accuracy of total download time> will be described. In this example, the estimated accuracy of TDLT of each content using exponential moving average (EMA) is evaluated.

図5(a)においては、7つのラグd(日)の各々に対して、各コンテンツの日単位のTDLTの自己相関係数のCDをプロットしている。dが大きく間隔が開くほど、各コンテンツのTDLTの自己相関性は低下するが、ラグ1日の場合、約3割程度のコンテンツのTDLTの自己相関係数は0.5以上あり、高い相関性が見られる。   In FIG. 5A, for each of the seven lags d (day), the CD of the autocorrelation coefficient of the daily TDLT of each content is plotted. As the d increases and the interval increases, the TDLT autocorrelation of each content decreases. However, if the lag is one day, the TDLT autocorrelation coefficient of about 30% of the content is 0.5 or more, and the correlation is high Is seen.

コンテンツの保存期間をL=1(日)に設定したときに、各n日目の開始時点において上述の式(1)で推定されたD’(m,n)の上位floor(X)=98個のコンテンツの第n日目におけるTDLTの総和を、第n日目の実際のTDLTの降順に上位98個のコンテンツのTDLTの総和で除した値の全期間にわたる平均値を、EMA推定精度ηeと定義する。 When the content retention period is set to L = 1 (day), the upper floor (X) = 98 of D ′ (m, n) estimated by the above equation (1) at the start time of each nth day The average value over the entire period of the sum of the TDLTs for the nth day divided by the total of the TDLTs for the top 98 contents in descending order of the actual TDLT on the nth day is the EMA estimation accuracy η Define as e .

図5(b)においては、EMAの平滑化パラメタαを定める系列長Nを変えた場合のηeをまとめている。図5(a)で見たように、ラグの増加に伴ない各コンテンツのTDLTの自己相関性が低下するため、Nの増加に伴い推定精度ηeは緩やかに減少する。よって以後の評価ではN=2に設定する。 FIG. 5B summarizes η e when the sequence length N that determines the smoothing parameter α of the EMA is changed. As seen in FIG. 5A, the TDLT autocorrelation of each content decreases as the lag increases, so that the estimation accuracy η e gradually decreases as N increases. Therefore, N = 2 is set in the subsequent evaluation.

コンテンツ保存期間Lが2日以上の場合、STBにキャッシュされるコンテンツの一部は2日以上前のTDLT予測値に基づき事前配信されたコンテンツとなる。   When the content storage period L is 2 days or more, a part of the content cached in the STB is content distributed in advance based on the TDLT prediction value two days or more ago.

そこで、L≧2におけるBC事前配信コンテンツの選択効率を評価するため、図6(a)において、d日間離れた日におけるTDLTの上位x個のコンテンツのうち、両日において共通して上位x以内となったコンテンツの割合の全期間における平均値を、7つのdの値を対象にxに対してプロットした結果を示す。   Therefore, in order to evaluate the selection efficiency of BC pre-distributed content when L ≧ 2, in FIG. 6 (a), among the top x contents of TDLT on the day d days away, The result of having plotted the average value of the ratio of the content which became the whole period with respect to x for the value of seven d is shown.

図6(a)に示すように、xが小さい領域では、間隔dが増加するに伴い上位x個のコンテンツの一致度は低下するが、xの増加に伴い一致度が増加する結果、xが1,000程度以上になるとdによる一致度の差異はなくなる。   As shown in FIG. 6A, in the region where x is small, the matching degree of the top x pieces of content decreases as the interval d increases, but the matching degree increases as x increases. When it is about 1,000 or more, there is no difference in coincidence due to d.

コンテンツ保存期間Lの増加に伴い、STBにキャッシュされたコンテンツのBC事前配信時からの平均経過日数が増加するが、一方でキャッシュコンテンツ数はLの増加に伴い増加するため、Lが事前配信コンテンツの選択効率に与える影響は小さいことが予想される。   As the content storage period L increases, the average number of days elapsed from the BC pre-delivery of the content cached in the STB increases. On the other hand, since the number of cache contents increases as L increases, L is the pre-delivery content. The impact on the selection efficiency is expected to be small.

図6(b)においては、各日にx個のコンテンツをBC事前配信できる場合に、EMAで推定したTDLTに基づき事前配信コンテンツを選択した結果、各日においてSTBに存在するLx個のコンテンツに対するTDLTの合計を、実際のTDLTの上位Lx個のコンテンツに対するTDLTの合計で除した値の全期間にわたる平均値を、Lの3つの場合を対象にxに対してプロットした結果を示す。   In FIG. 6B, when x contents can be BC pre-delivered on each day, as a result of selecting pre-delivery contents based on TDLT estimated by EMA, Lx contents existing in STB on each day are selected. The average value over the whole period of the value which remove | divided the sum total of TDLT by the sum total of TDLT with respect to the top Lx content of actual TDLT over three cases is shown with respect to x.

xが小さい場合、図6(a)で見たように、Lの増加に伴いTDLT上位コンテンツの一致度が大きく低下する結果、事前配信コンテンツの選択効率はLの増加に伴い低下する。しかし、選択効率の低下度合いは小さく、図6(b)に示すように、例えばLが7日程度であれば、70%程度の選択効率が得られる。   When x is small, as shown in FIG. 6A, as the L increases, the matching degree of the TDLT upper content greatly decreases. As a result, the pre-delivery content selection efficiency decreases as L increases. However, the degree of decrease in selection efficiency is small. As shown in FIG. 6B, for example, if L is about 7 days, a selection efficiency of about 70% can be obtained.

また、選択効率はxの増加に伴い増加し、xが10程度以上大きい領域では85%〜90%程度となる。コンテンツ数Mに対してx≧M/Sにおいては、全コンテンツがSTBにキャッシュされるため選択効率は1となる。   In addition, the selection efficiency increases as x increases, and is approximately 85% to 90% in a region where x is about 10 or more. When x ≧ M / S with respect to the number of contents M, the selection efficiency is 1 because all contents are cached in the STB.

以上のことから、EMAを用いたTDLTの推定値に基づきBC事前配信コンテンツを選択することで、十分な選択効率が達成され、配信サーバやNWの負荷低減効果が期待できる。   From the above, by selecting BC pre-delivery content based on the estimated value of TDLT using EMA, sufficient selection efficiency can be achieved, and the load reduction effect of the delivery server and NW can be expected.

以下、このような評価データを用いた本例のコンテンツ配信システムの<効果>について説明する。   Hereinafter, <effect> of the content distribution system of this example using such evaluation data will be described.

全期間の全ユーザのTDLTの合計をY(秒)と定義し、また、第n日の開始時点において第n日のTDLTが大きな上位floor(X)=98個のコンテンツを一瞬で全STBに配送した理想的なキャッシュ状態において、STBキャッシュコンテンツを視聴した全ユーザのTDLTの全期間の合計をY(秒)と定義し、同様に、本例のコンテンツ配信システムにより第n日にBC事前配送スケジュールされた全コンテンツを一瞬で第n日の開始時点において全STBに配送したキャッシュ状態において、STBキャッシュコンテンツを視聴した全ユーザのTDLTの全期間の合計をY(秒)と定義し、本例のコンテンツ配信システムにより実際にBC事前配信されたコンテンツを視聴した全ユーザのTDLTの全期間の合計をY(秒)と定義する。ただし最初のL日間は対象外とする。 The total TDLT of all users for all periods is defined as Y 1 (seconds), and at the start of the nth day, the top floor (X) = 98 contents with a large TDLT on the nth day are instantly displayed on all STBs. In the ideal cache state delivered to the user, the total of all the TDLT periods of all users who watched the STB cache content is defined as Y 2 (seconds). Y 3 (seconds) is defined as the total of all TDLT periods of all users who watched STB cache content in the cache state where all the content scheduled in advance is delivered to all STBs at the start of day n. The total of all the TDLT periods of all users who viewed the content actually delivered in advance by the content delivery system of this example is defined as Y 4 (seconds). However, the first L days are excluded.

図8において、Lの7つの値に対して、「Y/Y」、「Y/Y」、「Y/Y」、「Y/Y」の値を各々まとめている。「Y/Y」は、BC事前配信によって達成可能な性能限界を表すが、Lの増加に比例してキャッシュされるコンテンツ数が増加するため、Lの増加に伴い大きく向上する。 In FIG. 8, the values of “Y 2 / Y 1 ”, “Y 3 / Y 2 ”, “Y 4 / Y 3 ”, and “Y 4 / Y 1 ” are combined for the seven values of L. Yes. “Y 2 / Y 1 ” represents a performance limit achievable by BC pre-distribution, but the number of contents to be cached increases in proportion to an increase in L, and thus greatly improves as L increases.

また、「Y/Y」は、EMAを用いたTDLTの推定精度を表すが、図6(b)で見たように、Lの値による影響は小さく85%〜90%程度の高い推定精度が達成される。 “Y 3 / Y 2 ” represents the estimation accuracy of TDLT using EMA, but as seen in FIG. 6B, the influence of the value of L is small and high estimation of about 85% to 90%. Accuracy is achieved.

実際には配送予定のコンテンツを各日の開始時点で瞬時に配送することはできず、設定したスケジュールに応じて順次配送するため事前配信の効率は低下するが、その低下に相当する効率「Y/Y」は、L=1の場合で0.8程度、L≧2の場合で0.9程度以上と高い。 Actually, the content scheduled to be delivered cannot be delivered instantaneously at the start of each day, and the efficiency of the pre-delivery decreases because it is delivered sequentially according to the set schedule. 4 / Y 3 ”is as high as about 0.8 when L = 1 and about 0.9 or more when L ≧ 2.

また、「Y/Y」は、実際の事前配信の効果に相当するが、「Y/Y=Y/Y×Y/Y×Y/Y」であり、これら3つの評価値の積となるが、「Y/Y」が最もLの影響を強く受けるため、Lの増加に伴い事前配信の効率は大きく向上する。 “Y 4 / Y 1 ” corresponds to the effect of actual pre-delivery, but “Y 4 / Y 1 = Y 2 / Y 1 × Y 3 / Y 2 × Y 4 / Y 3 ”. Although it is the product of these three evaluation values, “Y 2 / Y 1 ” is most affected by L, so the efficiency of pre-delivery greatly increases as L increases.

ISPは、ピーク需要に基づき配信サーバを設計する必要があり、配信サーバのピーク負荷を抑えることが総コストを抑えるために重要である。   An ISP needs to design a distribution server based on peak demand, and it is important to suppress the peak load on the distribution server to reduce the total cost.

そこで、図7(a)において、配信サーバからの同時配信セッション数の、各日における最大値を全期間にわたりプロットした結果を示す。ただし、配信サーバは、常時、BC配信を行う必要があるため、そのための負荷をユニキャスト配信のためのセッション数に換算した「(A-R)R」を加算している。 Therefore, FIG. 7A shows the result of plotting the maximum value of the number of simultaneous delivery sessions from the delivery server for each day over the entire period. However, since the distribution server needs to perform BC distribution at all times, “(A d −R) R” obtained by converting the load for that into the number of sessions for unicast distribution is added.

図7(a)に示すように、全期間にわたり、事前配信を行わない場合(L=0)と比較して、事前配信を行うことで最大同時セッション数が大きく低減され、その効果はLが大きいほど大きくなる。   As shown in FIG. 7A, the maximum number of simultaneous sessions is greatly reduced by performing the pre-distribution compared to the case where the pre-distribution is not performed over the entire period (L = 0). The bigger it is, the bigger it becomes.

また、図7(b)においては、12/1〜12/7の7日間を対象に、1時間ごとの最大同時セッション数を同様にプロットした結果を示している。   Moreover, in FIG.7 (b), the result of having similarly plotted the maximum number of simultaneous sessions for every hour for 7 days of 12/1-12/7 is shown.

この図7(b)に示すように、配信需要には日単位の強い周期性が見られ、また週末(12/4と12/5)は増加するが、いずれの時間帯においても、最大同時セッション数が事前配信を用いることで削減できること、また、その効果は需要が高い時間帯ほど高いことが確認できる。   As shown in FIG. 7 (b), the distribution demand shows a strong periodicity on a daily basis, and the weekends (12/4 and 12/5) increase. It can be confirmed that the number of sessions can be reduced by using pre-distribution, and that the effect is higher in times of high demand.

図9において、全期間における最大同時セッション数Kmaxと、各日において配信サーバが配信したTDLTの平均値V(秒)を、事前配信を行わない場合(L=0)と行う場合のLの7つの場合について各々まとめる。 In FIG. 9, the maximum number of simultaneous sessions K max over the entire period and the average value V (seconds) of TDLT distributed by the distribution server on each day, when L is not performed in advance (L = 0) and when L is performed Each of the seven cases is summarized.

図9に示すように、Lの増加に伴いKmaxとVは低減し、例えばL=4のとき、事前配信を行わない場合と比較して約半分に低減できる。 As shown in FIG. 9, K max and V decrease as L increases. For example, when L = 4, it can be reduced to about half compared to the case where pre-delivery is not performed.

このように、VoDサービスにおいて、本例のコンテンツ配信システムによるBC事前配信を行うことで、配信サーバのピーク負荷やネットワークに加わる負荷を大きく低減でき、ISPのサービス提供コストを大きく削減することができる。   In this way, in the VoD service, by performing BC pre-distribution with the content distribution system of this example, the peak load of the distribution server and the load on the network can be greatly reduced, and the service provision cost of the ISP can be greatly reduced. .

しかし一方で、ユーザの配信要求とは無関係に大量のコンテンツをBC配信するため、STBに大容量のストレージが必要となる。図9においては、本例のコンテンツ配信システムによる事前配信コンテンツの利用率ηと、STBの最大必要ストレージ容量Zmax(Tbyte)をあわせて示す。ただし、ηを、事前配信されたコンテンツの中で各ユーザが実際に視聴したものの割合の全期間にわたる平均値で定義する。 However, on the other hand, a large amount of storage is required for the STB because a large amount of content is delivered by BC regardless of the user's delivery request. In FIG. 9, the utilization rate η of the pre-delivery content by the content delivery system of this example and the maximum required storage capacity Z max (Tbyte) of the STB are shown together. However, η is defined as an average value over the entire period of the proportion of the content that is actually viewed by each user in the pre-distributed content.

以上、図1〜図9を用いて説明したように、本例のコンテンツ配信システムでは、VoDサービスにおいて、ユーザの配信要求に対して即時にユニキャスト配信する配信形態に加えて、配信要求とは無関係に、予め定めた配信スケジュールに従い、人気の高いコンテンツを常時、全てのユーザに対してブロードキャスト配信し、ユーザ宅内に設置されたSTBに事前配信する。   As described above with reference to FIGS. 1 to 9, in the content distribution system of this example, in the VoD service, in addition to the distribution mode in which the user's distribution request is immediately unicasted, the distribution request is Irrelevantly, in accordance with a predetermined distribution schedule, popular content is always broadcasted to all users and pre-distributed to STBs installed in the user's house.

このことにより、ピーク時の配信サーバ負荷とネットワーク負荷の低減を図ることができる。   As a result, it is possible to reduce the distribution server load and the network load at the peak time.

尚、事前配信されたコンテンツをユーザが視聴可能な期間がL日であるとき、過去L日に事前配信されたコンテンツを除き、各コンテンツの一日の総ダウンロード時間(TDLT)が大きな順に優先的にブロードキャスト事前配信するよう、一日を周期に事前配信スケジュールを設計する。   In addition, when the period during which the user can view the pre-delivered content is L days, the daily total download time (TDLT) of each content is prioritized in descending order except for the content pre-delivered in the past L days. Design a pre-delivery schedule on a day-by-day basis to broadcast pre-delivery.

また、指数移動平均を用いて過去のTDLTの実測値から推測した、翌日の各コンテンツのTDLTに基づきブロードキャストで事前配信するコンテンツを選択する。   In addition, the content to be pre-distributed by broadcast is selected based on the TDLT of each content of the next day, which is estimated from the actual measured value of the past TDLT using the exponential moving average.

また、アクセス回線のダウンリンク容量が全てA(bps)、コンテンツの再生レートが全てR(bps)、配信要求に対して配信サーバからユニキャストで配信する際、再生レートRに等しい配信レートで配信するとき、ブロードキャスト事前配信の配信レートR(bps)とブロードキャスト事前配信チャネル数Bを、一日あたりの事前配信コンテンツ数が最大化するよう、任意のBに対してR=(A-R)/Bに設定する。 Further, when the access line downlink capacity is all A d (bps), the content reproduction rate is all R (bps), and the distribution request is distributed from the distribution server to the distribution request, the distribution rate is equal to the reproduction rate R. When distributing, the broadcast pre-distribution distribution rate R b (bps) and the number of broadcast pre-distribution channels B are set to R b = (A d for any B so that the number of pre-distribution contents per day is maximized. -R) Set to / B.

また、空き配信時間が最大の事前配信チャネルに、未割当でコンテンツ長が空き時間以下となるコンテンツの中でTDLTの推測値が最大のコンテンツを順次に割当てる処理を反復することで、各事前配信チャネルにおいて配信するコンテンツを割当てる。   In addition, each pre-distribution is performed by repeating the process of sequentially allocating the content with the largest estimated value of TDLT among the unallocated content whose content length is less than or equal to the free time to the pre-distribution channel with the maximum free distribution time. Allocate content for distribution on the channel.

また、各事前配信チャネルに割当てられたコンテンツを、TDLTの推定値をコンテンツ長で除した値が大きな順番に配信スケジュールを設定する。   In addition, the distribution schedule is set in the descending order of the content assigned to each pre-distribution channel by dividing the estimated value of TDLT by the content length.

尚、本発明は、図1〜図9を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、配信サーバ101と配信スケジュール設計装置200をそれぞれ個別のコンピュータ装置で構成しているが、1つのコンピュータ装置内に配信サーバ101と配信スケジュール設計装置200の機能を設けた構成としても良い。   In addition, this invention is not limited to the example demonstrated using FIGS. 1-9, In the range which does not deviate from the summary, various changes are possible. For example, in this example, the distribution server 101 and the distribution schedule design device 200 are configured by individual computer devices, but the functions of the distribution server 101 and the distribution schedule design device 200 are provided in one computer device. Also good.

また、本例のコンピュータ構成に関しても、キーボードや光ディスクの駆動装置の無い構成としても良い。また、プログラムを記録する記録媒体に関しても、光ディスクに限らず、FD(Flexible Disk)等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。   Also, the computer configuration of this example may be configured without a keyboard or optical disk drive. Further, the recording medium for recording the program is not limited to the optical disc, and an FD (Flexible Disk) or the like may be used as the recording medium. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.

31:サービスプロバイダ、32:配信サーバ、33:ユーザ、101:配信サーバ装置、102:ユーザ端末装置、200:配信スケジュール設計装置、201:設定パラメタ入力部、202:BC事前配信レートとチャネル数の設定部、203:各コンテンツのTDLT測定部、204:翌日の各コンテンツのTDLT推定部、205:各BC配信チャネルへの配信コンテンツ割当部、206:配信スケジュール部。   31: Service provider, 32: Distribution server, 33: User, 101: Distribution server device, 102: User terminal device, 200: Distribution schedule design device, 201: Setting parameter input unit, 202: BC pre-distribution rate and number of channels A setting unit, 203: a TDLT measurement unit for each content, 204: a TDLT estimation unit for each content of the next day, 205: a distribution content allocation unit to each BC distribution channel, and 206: a distribution schedule unit.

Claims (6)

ネットワーク経由でコンテンツの配信を行うコンテンツ配信システムであって、
ユーザの配信要求に応じて即時にコンテンツをユニキャスト配信する第1の配信手段と、
配信要求の多いコンテンツを、予め定められた前記コンテンツを配信するタイミングで、全てのユーザのセットトップボックス装置(STB)にブロードキャスト配信する第2の配信手段と
を有し、
上記第2の配信手段は、
ユニキャスト配信した各コンテンツの1日単位のダウンロード時間(TDLT)を計測する第1の手段と、
上記STBにブロードキャスト配信したユーザ視聴可能期間内のコンテンツを除く各コンテンツから、上記TDLTが大きい順に選択する第2の手段と、
クセス回線のダウンリンク容量を全てAd(bps)、上記STBによるコンテンツの再生レートを全てR(bps)、及び、ブロードキャスト配信に用いるチャネルの数をBとして、上記ブロードキャスト配信時の配信レートRb(bps)を(Ad-R)/Bに設定する第3の手段と、
を有し、
上記第2の手段で選択したコンテンツを、選択した順に、予め定められた前記コンテンツを配信するタイミングで、上記第3の手段で設定した配信レートでブロードキャスト配信する
ことを特徴とするコンテンツ配信システム。
A content distribution system for distributing content via a network,
A first distribution means for unicasting content immediately in response to a user's distribution request;
Second distribution means for broadcast-distributing content having a high distribution request to set-top box devices (STBs) of all users at a predetermined timing of distributing the content;
The second delivery means is:
A first means for measuring a daily download time (TDLT) of each unicast-delivered content;
A second means for selecting from the contents excluding the contents within the user viewable period broadcast to the STB in descending order of the TDLT;
All the downlink capacity of the access line Ad (bps), all reproduction rate of the content by the STB R (bps), and the number of channels used for broadcast distribution as B, the distribution of the time the broadcast delivery rate Rb ( a third means for setting (bps) to (Ad-R) / B;
Have
The content distribution system characterized in that the content selected by the second means is broadcast-distributed at the distribution rate set by the third means at the timing of distributing the contents predetermined in the order of selection.
請求項1に記載のコンテンツ配信システムであって、
上記第2の配信手段は、
上記第1の手段で計測した、各コンテンツの過去のTDLTの実測値から指数移動平均を用いて翌日の各コンテンツのTDLTの推測値を求める第4の手段を有し、
上記第2の手段は、上記第4の手段で求められたTDLTの推測値に基づきブロードキャスト配信するコンテンツの選択を行う
ことを特徴とするコンテンツ配信システム。
The content distribution system according to claim 1,
The second delivery means is:
A fourth means for obtaining an estimated value of TDLT of each content of the next day using an exponential moving average from a past measured value of TDLT of each content measured by the first means;
The content distribution system according to claim 2, wherein the second means selects content to be broadcast-distributed based on the estimated value of TDLT obtained by the fourth means.
請求項2記載のコンテンツ配信システムであって、
上記第2の配信手段は、
ブロードキャスト配信するコンテンツが割り当てられていない空き配信時間のある、前記ブロードキャスト配信に用いるチャネルに、前記空き配信時間が大きい順に、
コンテンツ長が前記空き配信時間以下のコンテンツを、TDLTの推測値が大きい順に割り当てる第5の手段
を有することを特徴とするコンテンツ配信システム。
The content distribution system according to claim 2,
The second delivery means is:
In a channel used for the broadcast distribution, which has an empty distribution time to which no content to be broadcast is allocated, in order of increasing the empty distribution time,
A content distribution system comprising: fifth means for allocating content whose content length is equal to or less than the empty distribution time in descending order of estimated value of TDLT.
請求項3に記載のコンテンツ配信システムであって、
上記第2の配信手段は、
上記第5の手段により前記ブロードキャスト配信に用いる各チャネルに割当てたコンテンツから、各コンテンツのTDLTの推測値をコンテンツ長で除した値が大きな順に選択して、ブロードキャスト配信する第6の手段
を有することを特徴とするコンテンツ配信システム。
The content distribution system according to claim 3,
The second delivery means is:
Sixth means for performing broadcast distribution by selecting from the contents allocated to each channel used for the broadcast distribution by the fifth means in descending order of the value obtained by dividing the estimated value of TDLT of each content by the content length. Content distribution system characterized by
コンピュータを、請求項1から請求項4のいずれかに記載のコンテンツ配信システムにおける各手段として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each means in the content delivery system in any one of Claims 1-4. コンピュータ装置によりネットワーク経由でコンテンツの配信を行うコンテンツ配信方法であって、
上記コンピュータ装置は、プログラムされたコンピュータ処理を実行する手段として、
請求項1から請求項4のいずれかに記載のコンテンツ配信システムにおける第1の配信手段と第2の配信手段を具備し、
上記第1の配信手段により、
ユーザの配信要求に応じて即時にコンテンツをユニキャスト配信し、
上記第2の配信手段により、
ユニキャスト配信した各コンテンツの1日単位のダウンロード時間(TDLT)を計測し、上記STBにブロードキャスト配信したユーザ視聴可能期間内のコンテンツを除く各コンテンツから、上記TDLTが大きい順に選択し、アクセス回線のダウンリンク容量を全てAd(bps)、上記STBによるコンテンツの再生レートを全てR(bps)、及び、ブロードキャスト配信に用いるチャネルの数として、上記ブロードキャスト配信時の配信レートRb(bps)を式Rb=(Ad-R)/Bで設定し、
予め定められた前記コンテンツを配信するタイミングで、全てのユーザのセットトップボックス装置(STB)に、上記TDLTが大きい順に選択したコンテンツを、選択した順に、上記設定した配信レートRb(bps)で配信する
ことを特徴とするコンテンツ配信方法。
A content delivery how for distributing content over a network by a computer device,
The computer device as means for executing programmed computer processing,
A first distribution unit and a second distribution unit in the content distribution system according to any one of claims 1 to 4,
By the first distribution means,
Content is immediately unicasted according to the user's distribution request,
By the second delivery means,
Measure the daily download time (TDLT) of each unicast-delivered content, select from the content excluding the content within the user viewable period broadcasted to the STB, in order from the largest TDLT , The distribution rate Rb (bps) at the time of the broadcast distribution is expressed by assuming that the downlink capacity is all Ad (bps) , the content playback rate by the STB is all R (bps), and the number of channels used for broadcast distribution is B. Set with Rb = (Ad-R) / B ,
At the timing of delivering a predetermined said content to all users of the set top box device (STB), distribution of content choose the TDLT is large, in the order selected in delivery rate Rb which the above setting (bps) A content distribution method characterized by authenticity.
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