JP6129436B2 - データ提供システム - Google Patents

Description

この発明は、無線通信を通じて、データ提供装置から移動体上のデータ受取装置へデータを提供するデータ提供システムに関するものである。

無線通信回線を用いてサーバから移動体上のクライアントにストリーミングデータまたはリアルタイム実行が必要となるアプリケーション用のデータ等を配信する際に、スループット（単位時間あたりのデータ量）は、電界強度およびフェージング等の無線状態の影響を大きく受ける。つまり、クライアントは無線状態によってスループットが大きく異なる。このようにスループットが異なる複数のクライアントに対して、サーバが一律の量のデータ配信をスケジューリングしても、単位時間当たりに配信できるデータ量がクライアントごとに異なるので、同じデータ量でも配信に要する時間が異なることとなり、配信効率の精度が悪くなる。

また、無線通信において、ネットワークリソースが有限である以上、各クライアントへ配信するデータ量が多くなると更に配信効率が悪くなる。そのため、ネットワークリソースを有効利用できるように、予測スループットを正確に見積もった上でのスケジューリングが重要となる。

特許文献１に係る発明は、リアルタイム性が求められる映像データ等の再生品質を最適化するためのシステムに関するものである。クライアントは、映像再生品質を確保するために、アプリケーションデータおよび無線通信の品質評価に基づいて無線通信回線の将来の条件を推定し、推定した条件に応じた映像配信データ量をサーバ側へ要求している。しかし、クライアントが静止状態なら良いが、移動した場合には電界強度およびフェージングの影響が無視できないものとなり、結果として推定した条件と実際の条件とが大きく異なる。

特許文献２に係る発明は、サーバのコンテンツを、中継装置を経由してクライアントへ配信するコンテンツ配信制御システムに関するものである。このシステムは、クライアントのスループットに基づいて中継装置の負荷量を予測し、その負荷量が所定量を超えないように配信スケジュールを作成している。ただし、目的は、ネットワークトラフィックの閑散時間帯（例えば、深夜から早朝にかけての時間帯）に行うデータ転送量を増やしたりすることにより、ネットワークリソースを有効利用することにある。データの種別も、リアルタイム性は求められておらず、また配信スケジュールの作成も１日単位を前提としている。

特表２０１３−５４３３２３号公報 国際公開第２００５／１１２３６９号

上記特許文献１，２に係る発明では、移動体上のデータ受取装置のスループットに及ぼす無線状態の影響が加味されていないので、データ受取装置の将来のスループットを正確に見積もることができないという課題があった。そのため、リアルタイム性が求められるデータを移動体上のデータ受取装置へ提供する場合に、精度の高いデータ提供計画を作成できず、ネットワークリソースの有効利用ができない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、データ提供装置から移動体上のデータ受取装置へデータを提供する計画を作成する際に、当該移動体上のデータ受取装置の将来のスループットを正確に見積もることを目的とする。

この発明に係るデータ提供システムは、無線通信を通じて、データ提供装置から移動体上のデータ受取装置に対してデータを提供するデータ提供システムであって、データ受取装置は、データ提供装置が提供したデータを受信する受信部と、現在位置、スループットおよび移動速度を含むスループット情報をデータ提供装置へ送信する送信部とを備え、データ提供装置は、データ受取装置が送信したスループット情報を受信する受信部と、複数のデータ受取装置から受信した複数のスループット情報を基に、同一ルート上において計画作成対象のデータ受取装置の現在位置よりも先行する位置にいて、かつ、計画作成対象のデータ受取装置の移動速度と同じ速度で移動している複数のデータ受取装置を先行データ受取装置として抽出し、当該先行データ受取装置の各スループットに基づいて計画作成対象のデータ受取装置に対するデータ提供計画を作成する計画部と、計画部が作成したデータ提供計画に従って、計画作成対象のデータ受取装置へデータを提供する送信部とを備えるものである。

この発明によれば、同一ルート上において計画作成対象のデータ受取装置の現在位置よりも先行する位置にいる複数のデータ受取装置の各スループットに基づいてデータ提供計画を作成するようにしたので、移動体上のデータ受取装置の将来のスループットを正確に見積もってデータ提供計画を作成することができる。

この発明の実施の形態１に係るデータ提供システムの構成例を示す図である。 実施の形態１のデータ提供装置およびデータ受取装置の内部構成例を示すブロック図である。 実施の形態１のデータ提供計画の作成例を説明する図である。 実施の形態１のデータ提供装置によるデータ提供計画の作成方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２のデータ提供装置およびデータ受取装置の内部構成例を示すブロック図である。 実施の形態２のデータ提供装置によるデータ提供計画の作成方法を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るデータ提供システムの構成例を示す図である。実施の形態１のデータ提供システムは、車両外に設けられたデータ提供装置１０と、車両に搭載されたデータ受取装置２０とを含む。データ提供装置１０とデータ受取装置２０とは、通信事業者が提供する無線通信回線３０を通じて接続されて、互いに通信可能である。

データ提供装置１０は、車外サーバであって、データ受取装置２０へアプリケーション用のデータを提供する。
データ受取装置２０は、車両に固定された車載器、またはユーザが車両に持ち込んだスマートフォン等の携帯情報端末など、アプリケーションを実行可能な移動通信端末である。さらに、データ受取装置２０は、車両用に限定されるものではなく、人、鉄道、船舶、または航空機等を含む移動体用であってもよい。

図２は、実施の形態１のデータ提供装置１０およびデータ受取装置２０の内部構成例を示すブロック図である。
データ受取装置２０は、送信部２１、受信部２２、スループット計算部２３、提供先アプリケーション部２４、位置検出部２５、および速度検出部２６を備える。

送信部２１は、データ受取装置２０のスループットをスループット計算部２３から受け取り、要求データ情報を提供先アプリケーション部２４から受け取り、データ受取装置２０の現在位置を位置検出部２５から受け取り、データ受取装置２０の移動速度を速度検出部２６から受け取る。そして、送信部２１は、受け取ったスループット、要求データ情報、現在位置、および移動速度をスループット情報として、無線通信回線３０を通じてデータ提供装置１０に向けて送信する。
なお、後述するように、データ提供装置１０がデータ受取装置２０の現在位置に基づいてデータ提供計画を作成する場合、スループット情報には少なくとも現在位置とスループットが含まれている必要がある。データ提供装置１０がデータ受取装置２０の現在位置と移動速度に基づいてデータ提供計画を作成する場合、スループット情報には少なくとも現在位置と移動速度とスループットが含まれている必要がある。

受信部２２は、無線通信回線３０を通じて、データ提供装置１０から提供されるデータを受信し、提供先アプリケーション部２４へ出力する。

スループット計算部２３は、受信部２２で受信したデータのうち提供先アプリケーション部２４で使用するアプリケーション用のデータ量の通知を、提供先アプリケーション部２４から受け取り、スループットを計算する。スループット計算部２３は、アプリケーション用のデータ量から計算したスループットを、送信部２１に通知する。
なお、スループット計算部２３は、受信部２２で受信したデータ量からスループットを計算してもよい。

提供先アプリケーション部２４は、受信部２２から受け取ったデータを用いて、アプリケーションを実行する。また、提供先アプリケーション部２４は、受信部２２から受け取ったデータのデータ量を、スループット計算部２３に通知する。さらに、提供先アプリケーション部２４は、アプリケーションの実行に必要なデータ量を示す要求データ情報を、送信部２１に通知する。
例えば、提供先アプリケーション部２４がナビゲーション用のアプリケーションの場合、データ提供装置１０から提供される地図データを表示する。ナビゲーション用の地図データは、リアルタイム実行が必要なデータである。また、この場合の要求データ情報としては、自車両の行き先を示す情報等がある。
また例えば、提供先アプリケーション部２４が映像または音楽を再生するアプリケーションの場合、データ提供装置１０から提供される映像または音楽のストリーミングデータを再生する。また、この場合の要求データ情報としては、ストリーミングデータのバッファ量を示す情報等がある。

位置検出部２５は、データ受取装置２０の現在位置を検出し、送信部２１へ通知する。位置検出部２５自身が、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信して現在位置を算出する機能を備えていてもよいし、車両に設置されたＧＰＳ装置から現在位置を取得してもよい。後者の場合、位置検出部２５は、車両の現在位置をデータ受取装置２０の現在位置として扱う。

速度検出部２６は、データ受取装置２０の移動速度を検出し、送信部２１へ通知する。速度検出部２６自身が、速度計などのセンサを備えていてもよいし、車両に設置された速度計などから移動速度を取得してもよい。後者の場合、速度検出部２６は、車両の移動速度をデータ受取装置２０の移動速度として扱う。

なお、データ受取装置２０において、提供先アプリケーション部２４、位置検出部２５、および速度検出部２６は必須ではなく、データ受取装置２０の外部に設けてあっても構わない。

データ提供装置１０は、受信部１１、計画部１２、送信部１３および提供元アプリケーション部１４を備える。
このデータ提供装置１０は、無線通信回線３０を通じて接続された複数のデータ受取装置２０のそれぞれについてデータ提供計画を作成し、各データ提供計画に従って各データ受取装置２０へデータを提供する。以下では、複数のデータ受取装置２０のうちの１台を対象として、データ提供計画の作成方法を説明する。計画作成対象のデータ受取装置２０を「対象データ受取装置２０」と呼び、この対象データ受取装置２０のデータ提供計画作成に使用されるデータ受取装置２０を「先行データ受取装置２０」と呼ぶ。

受信部１１は、無線通信回線３０を通じて、複数のデータ受取装置２０のそれぞれからスループット情報を受信する。スループット情報は、データ受取装置２０の現在位置、移動速度、スループット、および要求データ情報を含む。

計画部１２は、複数のデータ受取装置２０のスループット情報を受信部１１から受け取り、スループット情報に含まれる現在位置を基に、対象データ受取装置２０に対する先行データ受取装置２０を抽出する。具体的には、計画部１２は、同一ルート上において対象データ受取装置２０の現在位置より先行する位置にいる複数のデータ受取装置２０を先行データ受取装置２０に特定し、当該先行データ受取装置２０の各スループット情報を抽出する。

また、計画部１２は、スループット情報に含まれる現在位置と移動速度を基に、同一ルート上において対象データ受取装置２０の現在位置より先行する位置にいて、かつ、対象データ受取装置２０の移動速度と同じ速度で移動している複数のデータ受取装置２０を先行データ受取装置２０に特定してもよい。スループットは移動速度の影響を受けるため、対象データ受取装置２０と同じ移動速度の先行データ受取装置２０を特定することが好ましいが、厳密に同じ移動速度である必要はなく、例えば対象データ受取装置２０の移動速度±５ｋｍ／ｈ等の幅を持たせてもよい。

なお、計画部１２は、スループット情報の中に行き先を示す情報が含まれている場合には、現在位置と行き先を基に、同一ルート上において対象データ受取装置２０より先行する位置にいる先行データ受取装置２０を特定してもよい。また、スループット情報の中に行き先を示す情報が含まれていない場合には、計画部１２は現在位置の経時変化から車両の進路を推定して同一ルートか否かを判断した上で、対象データ受取装置２０より先行する位置にいる先行データ受取装置２０を特定してもよい。

また、計画部１２は、対象データ受取装置２０のスループット情報を提供元アプリケーション部１４へ通知し、対象データ受取装置２０への提供データ量と、この提供データを提供完了する地点とを算出させる。以下、提供データを提供完了する地点を「提供完了地点」と呼ぶ。
そして、計画部１２は、対象データ受取装置２０のスループット情報に含まれる現在位置と移動速度を基に、対象データ受取装置２０が提供完了地点へ到達する到達時間を推定し、この到達時間と提供データ量から必要となるスループットを算出する。そして、計画部１２は、算出したスループットと、先行データ受取装置２０の各スループットに基づいて、先行データ受取装置２０の位置における対象データ受取装置２０のスループットを決定し、データ提供計画を作成する。作成したデータ提供計画は、送信部１３へ通知される。

先行データ受取装置２０のスループットを用いて、対象データ受取装置２０の将来のスループットを正確に見積もることができるので、適切なデータ提供計画を作成して実行することができる。また、対象データ受取装置２０と同程度の速度で移動中の先行データ受取装置２０のスループット情報を用いることにより、移動速度に応じてスループットが変化することを加味したデータ提供計画を作成することができる。

さらに、計画部１２は、データ提供計画の作成後に、対象データ受取装置２０からのスループット情報を取得してデータ提供計画を修正してもよい。計画部１２は、例えば、対象データ受取装置２０の実際のスループットがデータ提供計画で見積もったスループットより低い場合、このデータ提供計画を修正する。

送信部１３は、提供先アプリケーション部２４が提供するデータを、計画部１２が作成したデータ提供計画に基づいて対象データ受取装置２０に向けて送信する。

提供元アプリケーション部１４は、ストリーミングデータまたはリアルタイム実行が必要となるデータを、対象データ受取装置２０へ提供する。
また、提供元アプリケーション部１４は、計画部１２から受け取った対象データ受取装置２０のスループット情報に基づいて、提供データ量と、この提供データを提供完了する提供完了地点を算出する。算出した提供データ量と提供完了地点は、計画部１２へ通知される。

図３は、データ提供計画の作成例を説明する図である。この状況を例に用いて、図４に示すデータ提供計画作成方法を説明する。
この例では、対象データ受取装置２０の提供先アプリケーション部２４がナビゲーション用のアプリケーションを実行して、データ提供装置１０から提供される地図データ４０〜４３を表示する場合を示す。また、説明のために、地図データ４０上に、対象データ受取装置２０および先行データ受取装置２０を搭載した車両を図示する。地図データ４０上の丸印は、対象データ受取装置２０を搭載した車両Ａの現在位置を示しており、車両Ａは時速６０ｋｍで矢印方向へ走行している状況である。車両Ａが走行するルート上の前方には、四角印で示す複数台の車両が矢印方向へ走行中であり、各車両にはデータ受取装置２０が搭載されている。四角印で示す車両のうち、車両Ｂ〜Ｆには先行データ受取装置２０が搭載されている。

地図データ４０には、車両Ａの現在位置から２ｋｍ先までのエリアしか含まれていない。そのため、対象データ受取装置２０の提供先アプリケーション部２４は、車両Ａが現在位置から２ｋｍ先の提供完了地点Ｇに到達するまでに、データ提供装置１０から地図データ４１〜４３を受信する必要がある。従って、対象データ受取装置２０は、提供完了地点Ｇを行き先にした要求データ情報、現在位置、及び移動速度などを含むスループット情報を、データ提供装置１０へ送信する。

データ提供装置１０は、対象データ受取装置２０を含む複数のデータ受取装置２０からスループット情報を受信して、計画部１２へ出力する。
計画部１２は、受信部１１にて受信した複数のスループット情報を用い、対象データ受取装置２０の現在位置（車両Ａの位置）、移動速度（時速６０ｋｍ）および行き先（走行ルート上２ｋｍ先）を基に、先行データ受取装置２０を特定しそのスループット情報を抽出する。図３では、車両Ａの移動速度と同程度の速度で移動している車両Ｂ〜Ｆに搭載された各先行データ受取装置２０のスループット情報が抽出される。車両Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに搭載された各先行データ受取装置２０のスループットは、０．１Ｍｂｐｓ、３Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓ、５Ｍｂｐｓである。計画部１２は、抽出したスループット情報を基に、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値１９．１Ｍｂｐｓを算出する（ステップＳＴ１）。

計画部１２は、受信部１１にて受信した対象データ受取装置２０のスループット情報を提供元アプリケーション部１４に通知し、提供データ量および提供完了地点Ｇを算出させる。車両Ａの現在位置から提供完了地点Ｇまでに対象データ受取装置２０へ提供する必要がある提供データ量は、地図データ４１〜４３の合計１５０ＭＢｙｔｅ＝１２００Ｍｂｉｔである。

計画部１２は、時速６０ｋｍで走行する車両Ａが２ｋｍ先の提供完了地点Ｇに到達するまでに要する到達時間１２０秒を算出し、到達時間が経過するまでの間に、提供データ量１２００Ｍｂｉｔのデータ提供に必要となるスループット１０Ｍｂｐｓを確保できるか否か判定する（ステップＳＴ２）。
車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値が１９．１Ｍｂｐｓ見込めるため、必要スループット１０Ｍｂｐｓを満足できる（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）。その場合、計画部１２は、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット情報に基づいて、車両Ｂ〜Ｆの各位置において対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定し、これをデータ提供計画とする（ステップＳＴ３）。

車両Ｂ〜Ｆの各位置における対象データ受取装置２０のスループットの割り当て方法は、任意でよい。ただし、無線通信のリソースは限られているため、１台でリソースを全て占有するのはリソース利用効率が悪い。よって、比較的スループットが高く出ている先行車両の位置に対象データ受取装置２０が来たタイミングで、データを提供することが好ましい。つまり、計画部１２は、車両Ｂ〜Ｆのうち、比較的スループットが高い車両Ｃ，Ｅ，Ｆの位置を対象とする。ただし、車両Ｆは、提供完了地点Ｇに近接しているので、対象から外し、車両Ｃ，Ｅを最終的な対象にしてもよい。
いま、対象データ受取装置２０へのデータ提供に必要なスループットは１０Ｍｂｐｓであるので、計画部１２はリソース利用効率も考慮し、車両Ｃの位置でのスループット３Ｍｂｐｓに対し２．５Ｍｂｐｓを割り当て、車両Ｅの位置でのスループット１０Ｍｂｐｓに対し７．５Ｍｂｐｓを割り当てたデータ提供計画を作成する。
この説明は一例であって、スループットの割り当て方法を限定するものではない。

このように、提供データの種類が地図データの場合、計画部１２は、先行データ受取装置２０の位置ごとに、対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定することにより、対象データ受取装置２０が受信済みの地図データ４０の区画から先の区画へ移動する前に、当該先の区画の地図データ４１〜４３を提供完了するデータ提供計画を作成する。

計画部１２は、ステップＳＴ３にてデータ提供計画を作成した後、このデータ提供計画を送信部１３へ通知し、計画に従って地図データを提供させる。具体的には、計画部１２は、対象データ受取装置２０を搭載した車両Ａが車両Ｃの位置に来たタイミングで送信部１３に対してスループット２．５Ｍｂｐｓを指示し、車両Ｅの位置に来たタイミングで送信部１３に対してスループット７．５Ｍｂｐｓを指示する。
ここで言う「車両Ｃ，Ｅの位置」とは、車両Ｃ，Ｅに搭載された先行データ受取装置２０がスループット情報を送信したときの位置（つまり、そのスループット情報に含まれる現在位置）であり、車両Ａが「車両Ｃ，Ｅの位置」に来たタイミングでは実際の車両Ｃ，Ｅはさらに先を走行しているはずである。また、車両Ａの位置の推移は、例えば、対象データ受取装置２０のスループット情報に含まれる現在位置と移動速度から予測すればよい。

一方、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値が、対象データ受取装置２０へのデータ提供に必要となるスループットより低い場合（ステップＳＴ２“ＮＯ”）、計画部１２は、提供完了地点Ｇに到達するまでの間にデータを提供完了できない旨を、提供元アプリケーション部１４へ通知する（ステップＳＴ７）。

計画部１２は、ステップＳＴ３にてデータ提供計画を作成した後、対象データ受取装置２０からスループット情報を受信した都度、受信したスループット情報に含まれる実際のスループットが計画通りのスループットを満足したか否かを判定する（ステップＳＴ４）。例えば、車両Ａが車両Ｃの位置に来たときに、対象データ受取装置２０の実際のスループットが１Ｍｂｐｓだった場合、データ提供計画で割り当てた２．５Ｍｂｐｓよりも１．５Ｍｂｐｓ不足している（ステップＳＴ４“ＮＯ”）。その場合、計画部１２は、車両Ｃの位置で不足したスループット１．５Ｍｂｐｓと、この先の車両Ｅの位置に割り当てたスループット７．５Ｍｂｐｓの合計値９Ｍｂｐｓを確保できるか否か判定する（ステップＳＴ５）。車両Ｅの位置でのスループットが１０Ｍｂｐｓ見込めるため、必要スループット９Ｍｂｐｓを満足できる（ステップＳＴ５“ＹＥＳ”）。その場合、計画部１２は、車両Ｅの位置に割り当てるスループットを９Ｍｂｐｓに再決定し、データ提供計画を修正する（ステップＳＴ６）。

なお、この例では、車両Ｅの位置でのスループットが必要スループットを満足したが、もし車両Ｅの位置でのスループットだけでは不足する場合には、計画部１２は先行データ受取装置２０を抽出し直し（例えば、車両Ｄ〜Ｆに搭載されたデータ受取装置２０のスループット情報を抽出し）、データ提供計画を作成しなおしてもよい。

一方、データ提供計画を修正しても、必要スループットを確保できない場合（ステップＳＴ５“ＮＯ”）、計画部１２は、提供完了地点Ｇに到達するまでの間にデータを提供完了できない旨を、提供元アプリケーション部１４へ通知する（ステップＳＴ７）。

次に、提供データが、映像および音楽などのストリーミングデータである場合を説明する。この場合、データ受取装置２０の提供先アプリケーション部２４は、ストリーミングデータのバッファ量を基に、要求データ情報を決定する。例えば、提供先アプリケーション部２４には、ストリーミングデータ再生時間の３０秒分（１５ＭＢｙｔｅ）のバッファ量が用意され、バッファに２秒分（１ＭＢｙｔｅ）のデータがあれば再生を継続し、２秒分より減ると再生を中断する場合を想定する。例えば、現在のバッファ量が５ＭＢｙｔｅであって、再生継続のためにあと１０秒以内に１ＭＢｙｔｅ以上のデータが必要である場合、提供先アプリケーション部２４は１０秒以内に１ＭＢｙｔｅ以上のデータを要求する旨の要求データ情報を作成する。送信部２１は、この要求データ情報、現在位置（車両Ａの位置）、および移動速度（時速６０ｋｍ）を含むスループット情報を、データ提供装置１０へ送信する。

計画部１２は、時速６０ｋｍで走行する車両Ａが、提供完了時間１０秒で到達可能な範囲内に存在する先行データ受取装置２０のスループット情報を抽出し、１０秒以内で１ＭＢｙｔｅのデータ提供に必要となるスループット０．８Ｍｂｐｓを確保できるか否か判定する。例えば、図３において車両Ａが１０秒以内に到達する範囲内に存在する先行車両がＢ〜Ｄである場合、計画部１２は、車両Ｂ〜Ｄの位置でのスループット合計値が４．１Ｍｂｐｓ見込めるため、必要スループット０．８Ｍｂｐｓを満足できると判定する。その場合、計画部１２は、リソース利用効率を考慮し、スループットの低い車両Ｂ，Ｄの位置を対象から外し、比較的スループットが高い車両Ｃの位置に０．８Ｍｂｐｓを割り当てたデータ提供計画を作成する。

このように、提供データの種類がストリーミングデータの場合、計画部１２は、先行データ受取装置２０の位置ごとに、対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定することにより、対象データ受取装置２０で受信済みのストリーミングデータの再生が中断する１０秒後までに、再生継続に必要な１Ｍｂｙｔｅ（スループット０．８Ｍｂｐｓ）のストリーミングデータを提供完了するデータ提供計画を作成する。

以上より、実施の形態１によれば、データ受取装置２０は、データ提供装置１０が提供したデータを受信する受信部２２と、現在位置およびスループットを含むスループット情報をデータ提供装置１０へ送信する送信部２１とを備える構成にした。また、データ提供装置１０は、データ受取装置２０が送信したスループット情報を受信する受信部１１と、複数のデータ受取装置２０から受信した複数のスループット情報を基に、同一ルート上において対象データ受取装置２０の現在位置よりも先行する位置にいる複数のデータ受取装置２０を先行データ受取装置２０として抽出し、当該先行データ受取装置２０の各スループットに基づいて対象データ受取装置２０に対するデータ提供計画を作成する計画部１２と、計画部１２が作成したデータ提供計画に従って、対象データ受取装置２０へデータを提供する送信部１３とを備える構成にした。これにより、データ提供装置１０から移動体上のデータ受取装置２０へデータを提供する計画を作成する際に、移動体上のデータ受取装置２０の将来のスループットを正確に見積もることができる。従って、ストリーミングデータまたはリアルタイム実行が必要となるアプリケーション用のデータの適切なデータ提供計画を作成可能となり、ネットワークリソースの有効利用が可能となる。

また、実施の形態１によれば、データ受取装置２０の送信部２１は、現在位置およびスループットに加えて移動速度を含むスループット情報を送信し、データ提供装置１０の計画部１２は、複数のデータ受取装置２０から受信した複数のスループット情報を基に、同一ルート上において対象データ受取装置２０の現在位置よりも先行する位置にいて、かつ、対象データ受取装置２０の移動速度と同じ速度で移動している複数のデータ受取装置２０を先行データ受取装置２０として抽出する構成にしてもよい。移動速度を考慮することで、現在位置のみを考慮する場合に比べてより正確に将来のスループットを見積もることができる。

また、実施の形態１によれば、計画部１２は、データ提供計画を作成した後に対象データ受取装置２０から受信したスループット情報に基づいて、データ提供計画を修正する構成にした。これにより、より精度の高いデータ提供計画を作成可能となる。

また、実施の形態１によれば、提供データが地図データの場合、計画部１２は、先行データ受取装置２０の位置ごとに対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定することにより、対象データ受取装置２０が受信済みの地図データの区画から先の区画へ移動する前に、当該先の区画の地図データを提供完了するデータ提供計画を作成する構成にした。また、提供データがストリーミングデータの場合、計画部１２は、先行データ受取装置２０の位置ごとに対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定することにより、対象データ受取装置２０で受信済みのストリーミングデータの再生が中断する前に、再生継続に必要な量のストリーミングデータを提供完了するデータ提供計画を作成する構成にした。これにより、提供するデータの種類に応じて適切にデータ提供計画を作成できる。

実施の形態２．
実施の形態２では、提供データが複数種類あった場合のデータ提供計画作成方法を説明する。
図５は、実施の形態２のデータ提供装置１０およびデータ受取装置２０の内部構成例を示すブロック図である。この図５において、図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

実施の形態２では、データ提供装置１０の提供元アプリケーション部１４が、ナビゲーション用の地図データを提供する第１のアプリケーション部１４ａと、映像および音楽再生用のストリーミングデータを提供する第２のアプリケーション部１４ｂとを有している。

この構成の場合、提供元アプリケーション部１４は、地図データの提供データ量と提供完了地点、およびストリーミングデータの提供データ量と提供完了時間を算出し、計画部１２へ通知する。計画部１２は、地図データとストリーミングデータのデータ提供計画を作成する。作成方法の詳細は後述する。

また、実施の形態２では、データ受取装置２０の提供先アプリケーション部２４が、ナビゲーション用の地図データを表示する第１のアプリケーション部２４ａと、映像および音楽再生用のストリーミングデータを再生する第２のアプリケーション部２４ｂとを有している。

この構成の場合、提供先アプリケーション部２４は、地図データのデータ量およびストリーミングデータのデータ量を、スループット計算部２３へ通知する。スループット計算部２３は、提供先アプリケーション部２４から通知されたデータ量を基に、地図データのスループットとストリーミングデータのスループットを計算する。送信部２１は、地図データのスループットと要求データ情報、およびストリーミングデータのスループットと要求データ情報を含むスループット情報を、データ提供装置１０に向けて送信する。

次に、図６に示す実施の形態２のデータ提供計画作成方法を説明する。ここでは、図３を援用して、上記実施の形態１で説明した条件をそのまま用いる。つまり、車両Ａに搭載された対象データ受取装置２０に対して、地図データの提供に必要なスループットは１０Ｍｂｐｓ、ストリーミングデータの提供に必要なスループットは０．８Ｍｂｐｓであり、合計値は１０．８Ｍｂｐｓである。
さらに、地図データの優先度が、ストリーミングデータの優先度より高い前提とする。

図６のステップＳＴ１において、計画部１２は、図４のステップＳＴ１と同様の処理を行い、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値１９．１Ｍｂｐｓを算出する。

計画部１２は、地図データとストリーミングデータの提供に必要なスループット１０．８Ｍｂｐｓを確保できるか否か判定する（ステップＳＴ２）。この例では、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値が１９．１Ｍｂｐｓ見込めるため、必要スループット１０．８Ｍｂｐｓを満足できる（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）。その場合、計画部１２は、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット情報に基づいて、車両Ｂ〜Ｆの各位置において対象データ受取装置２０へデータを提供するスループットを決定し、これをデータ提供計画とする（ステップＳＴ３）。

例えば、地図データは提供完了地点Ｇが２ｋｍ先であり、ストリーミングデータの提供完了時間１０秒内で到達可能な地点１６７ｍより先までデータ提供が可能である。そこで、計画部１２は、車両Ｃの位置ではストリーミングデータ用にスループット０．８Ｍｂｐｓを割り当て、地図データ用にスループット１．５Ｍｂｐｓを割り当て、合計２．３Ｍｂｐｓとする。また、計画部１２は、地図データ用に、車両Ｄの位置でスループット０．５Ｍｂｐｓを割り当て、車両Ｅの位置で８Ｍｂｐｓを割り当てる。
ここでの説明は一例であって、スループットの割り当て方法を限定するものではない。

一方、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値が、地図データとストリーミングデータの提供に必要となるスループット１０．８Ｍｂｐｓより低い場合（ステップＳＴ２“ＮＯ”）、ステップＳＴ１１において、計画部１２は優先度の低いデータを提供対象から外す。この例では地図データよりストリーミングデータの方が優先度が低いので、計画部１２は、ストリーミングデータを提供対象から外し（ステップＳＴ１１）、ストリーミングデータ提供元である第２のアプリケーション部１４ｂへ提供対象から外れたことを通知する（ステップＳＴ１２）。

計画部１２は、再びステップＳＴ２に戻り、車両Ｂ〜Ｆの先行データ受取装置２０のスループット合計値が、地図データのみの提供に必要となるスループット１０Ｍｂｐｓを確保できるか否かを判定する。確保できる場合（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）、計画部１２は、地図データのみのデータ提供計画を作成する（ステップＳＴ３）。
このように、実施の形態２では、データ提供に必要なスループットを確保できるようになるまで、優先度の低いデータから順に提供対象から外していき、優先度の高いデータを提供可能なデータ提供計画を作成する。

計画部１２は、ステップＳＴ３でデータ提供計画を作成した後は、図４のステップＳＴ４〜ＳＴ６と同様の処理を行う。
ただし、対象データ受取装置２０の実際のスループットがデータ提供計画で割り当てたスループットを満足せず（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、データ提供計画を修正するにあたり提供データの必要スループットを確保できない場合（ステップＳＴ５“ＮＯ”）、計画部１２は優先度の低いデータを提供対象から外し（ステップＳＴ１３）、外したデータ提供元のアプリケーション部へ通知する（ステップＳＴ１４）。

なお、ステップＳＴ１１またはステップＳＴ１３において、提供対象のデータが１種類しか残っておらずこれ以上提供データ量を削減できない上に、この１種類のデータの提供に必要なスループットを確保できない場合、計画部１２は、提供元アプリケーション部１４へデータを提供完了できない旨を通知して、データ提供計画作成処理を終了してもよい。

以上より、実施の形態２によれば、データ提供装置１０から対象データ受取装置２０へ提供するデータが複数種類ある場合、計画部１２は、複数種類あるデータの提供に必要なスループットが、先行データ受取装置２０の各スループットの合計値を超えるとき、複数種類あるデータのうちの優先度が高い種類のデータを優先して提供するデータ提供計画を作成する構成にした。このため、複数種類のデータの提供計画を作成できると共に、全ての種類のデータ提供計画を達成し得ないときは優先度の高いデータの提供計画を作成できる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るデータ提供装置１０およびデータ受取装置２０は、図面上は図２または図５に示した構成と同様であるため、図示を省略する。
実施の形態３では、データ提供システムを最初に使用する場合および先行データ受取装置２０が存在しない場合など、対象データ受取装置２０以外のスループット情報が存在しない場合のデータ提供計画作成方法について説明する。

実施の形態３では、データ提供装置１０の計画部１２が、通信事業者から提供される基地局の電界エリアマップに基づいてデータ提供計画を作成する。電界エリアマップは、無線通信回線３０の電界強度分布を表しており、この電界エリアマップにおいて電界強度の高い所がスループットとしては高くなり、電界強度の低い所がスループットとしては低くなる。計画部１２は、電界エリアマップを予め保有しており、対象データ受取装置２０以外のスループット情報が存在しない場合に、先行データ受取装置２０のスループットの代わりに電界エリアマップの電界強度から推定したスループットを基にデータ提供計画を作成する。

ただし、携帯電話の基地局は、サービスエリアが半径１ｋｍ〜３ｋｍのものから、３ｋｍ〜６ｋｍのものまである。そのため、基地局の電界エリアマップから推定するスループットは精度が低い。逆に、上記実施の形態１，２のデータ提供システムでは、先行データ受取装置２０が密に存在するほどデータ提供計画に使用可能なスループット情報を多く得ることができる。例えば半径１ｋｍの範囲内の各地点においてスループット情報を得ることも可能である。そのため、電界エリアマップを使用するよりも正確に将来のスループットを見積もることができ、より精度の高いデータ提供計画を作成可能である。そのため、計画部１２は、先行データ受取装置２０からのスループット情報を受信可能になったら、電界エリアマップの使用を止め、先行データ受取装置２０からのスループット情報の使用に切り替えることが好ましい。

なお、計画部１２は、受信部１１で受信してから所定時間が経過して内容が古くなったスループット情報を破棄する構成であってもよい。この構成の場合、最新のスループット情報を使用してデータ提供計画を作成できるので、より精度を高めることができる。
計画部１２は、最新のスループット情報がない場合には、上述したように電界エリアマップを使用してデータ提供計画を作成する。あるいは、計画部１２は、受信部１１で受信してから所定時間が経過して内容が古くなったスループット情報を蓄積しておき、最新のスループット情報がない場合に、蓄積しておいた過去のスループット情報を使用してデータ提供計画を作成してもよい。

以上より、実施の形態３によれば、計画部１２は、スループット情報がないとき、無線通信の電界強度分布を表した電界エリアマップに基づいてデータ提供計画を作成する構成にした。このため、仮に先行する他のデータ受取装置２０のスループット情報がないときでも、対象データ受取装置２０のデータ提供計画を作成できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係るデータ提供システムは、データ受取装置の将来のスループットを、このデータ受取装置よりも先行する他のデータ受取装置の位置およびスループットから見積もるようにしたので、移動体に搭載されたデータ受取装置にストリーミングデータ等を提供するデータ提供システムなどに用いるのに適している。

１０ データ提供装置、１１ 受信部、１２ 計画部、１３ 送信部、１４ 提供元アプリケーション部、１４ａ 第１のアプリケーション部、１４ｂ 第２のアプリケーション部、２０ データ受取装置、２１ 送信部、２２ 受信部、２３ スループット計算部、２４ 提供先アプリケーション部、２４ａ 第１のアプリケーション部、２４ｂ 第２のアプリケーション部、２５ 位置検出部、２６ 速度検出部、３０ 無線通信回線、４０〜４３ 地図データ。

Claims (7)

1. 無線通信を通じて、データ提供装置から移動体上のデータ受取装置に対してデータを提供するデータ提供システムであって、
   前記データ受取装置は、
   前記データ提供装置が提供したデータを受信する受信部と、
   現在位置、スループットおよび移動速度を含むスループット情報を前記データ提供装置へ送信する送信部とを備え、
   前記データ提供装置は、
   前記データ受取装置が送信した前記スループット情報を受信する受信部と、
   複数の前記データ受取装置から受信した複数の前記スループット情報を基に、同一ルート上において計画作成対象のデータ受取装置の現在位置よりも先行する位置にいて、かつ、前記計画作成対象のデータ受取装置の移動速度と同じ速度で移動している複数のデータ受取装置を先行データ受取装置として抽出し、当該先行データ受取装置の各スループットに基づいて前記計画作成対象のデータ受取装置に対するデータ提供計画を作成する計画部と、
   前記計画部が作成した前記データ提供計画に従って、前記計画作成対象のデータ受取装置へデータを提供する送信部とを備えることを特徴とするデータ提供システム。
2. 前記計画部は、前記データ提供計画を作成した後に前記計画作成対象のデータ受取装置から受信したスループット情報に基づいて、前記データ提供計画を修正することを特徴とする請求項１記載のデータ提供システム。
3. 前記計画部は、前記先行データ受取装置の位置ごとに、当該位置における前記先行データ受取装置のスループットに基づいて、前記計画作成対象のデータ受取装置へデータを提供するスループットを決定することを特徴とする請求項１記載のデータ提供システム。
4. 前記データ提供装置から前記計画作成対象のデータ受取装置へ提供するデータが地図データの場合、
   前記計画部は、前記先行データ受取装置の位置ごとに前記計画作成対象のデータ受取装置へデータを提供するスループットを決定することにより、前記計画作成対象のデータ受取装置が受信済みの地図データの区画から先の区画へ移動する前に、当該先の区画の地図データを提供完了するデータ提供計画を作成することを特徴とする請求項３記載のデータ提供システム。
5. 前記データ提供装置から前記計画作成対象のデータ受取装置へ提供するデータがストリーミングデータの場合、
   前記計画部は、前記先行データ受取装置の位置ごとに前記計画作成対象のデータ受取装置へデータを提供するスループットを決定することにより、前記計画作成対象のデータ受取装置で受信済みのストリーミングデータの再生が中断する前に、再生継続に必要な量のストリーミングデータを提供完了するデータ提供計画を作成することを特徴とする請求項３記載のデータ提供システム。
6. 前記データ提供装置から前記計画作成対象のデータ受取装置へ提供するデータが複数種類ある場合、
   前記計画部は、前記複数種類あるデータの提供に必要なスループットが、前記先行データ受取装置の各スループットの合計値を超えるとき、前記複数種類あるデータのうちの優先度が高い種類のデータを優先して提供するデータ提供計画を作成することを特徴とする請求項１記載のデータ提供システム。
7. 前記計画部は、前記スループット情報がないとき、前記無線通信の電界強度分布を表した電界エリアマップに基づいてデータ提供計画を作成することを特徴とする請求項１記載のデータ提供システム。

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