JP6940744B2 - エッジサーバ及びデータ管理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、エッジサーバ及びデータ管理方法に関する。
クラウドサービスでは、クラウド上のサーバ（以下、クラウドサーバと呼ぶ）が、写真や動画などデータを保存したり、ソフトウェアを実行した結果を端末装置に送信したりするなど、端末装置が行っていたデータ保存やソフトウェア実行を、サービスとして提供する。しかし、クラウドサービスの利用者が多くなると、クラウドサーバにかかる処理負荷が増大する。そこで、例えば、ソフトウェアの一部の演算処理や、大規模データの一時的な保管を行うエッジサーバを、端末装置の近くに配置することがある。
エッジサーバは、それぞれ対応するサービス提供のカバレッジエリアを有する。端末装置は、自装置が位置するカバレッジエリアに対応するエッジサーバと無線接続し、通信を行う。端末装置が無線接続するエッジサーバは、端末装置の移動に伴い切り替わる。
そこで、端末装置が無線接続するエッジサーバが切り替わったとき、端末装置が享受するサービスが途切れないよう、無線接続中のエッジサーバが蓄積する端末装置のデータを、近接するカバレッジエリアに対応するエッジサーバにも記憶させる。これにより、端末装置が近接するエッジサーバに移動しても、端末装置は継続してサービスを享受できる。
エッジサーバ関連する技術は、以下の特許文献１〜３に記載されている。
特開２０００−２６８２１２号公報 特開２０１５−１５６６２３号公報 特開２０１５−１６１５４５号公報
しかし、近接するエッジサーバ全てに同じデータを記憶させる場合、通信システム内の端末装置の数が増加すると、エッジサーバの記憶するデータ量も大きくなる。エッジサーバは、記憶するデータ量が増加すると、ハードディスクを増設したり、より記憶容量の大きいコンピュータに変更したりするなど、設備構築のコストが増大する。
そこで、一開示は、記憶するデータ量を抑制するエッジサーバ及びデータ管理方法を提供する。
１つの側面では、カバレッジエリアに位置する端末装置と無線接続し、前記端末装置とサーバ間の通信を中継し、前記サーバが有するデータの一部又は全部の前記端末装置毎のデータであるエッジデータを蓄積するエッジサーバであって、前記端末装置から、前記端末装置の位置及び移動速度を含む端末情報を取得する取得部と、前記取得した端末情報を記憶する記憶部と、前記端末装置が自身のカバレッジエリア内に位置する第１時間において、少なくとも前記第１時間に取得した前記端末装置の第１の端末情報に基づき、前記第１時間以降の第２時間における前記端末装置の位置を推定し、推定した前記端末装置の前記第２時間における位置をカバレッジエリアに含む他のエッジサーバに、前記蓄積された端末装置の前記エッジデータを複写するデータ管理部とを有する。
一開示は、記憶するデータ量を抑制するエッジサーバ及びデータ管理方法を提供する。
図１は、無線通信システム１０の構成例を示す図である。 図２は、複数のエッジサーバ２００がエッジデータを共有する例を示す図である。 図３は、エッジサーバ２００の構成例を示す図である。 図４は、端末装置１００の構成例を示す図である。 図５は、推定移動先転送方式におけるエッジデータの複写先の例を示す図である。 図６は、推定移動先転送方式のシーケンスの例を示す図である。 図７は、エッジサーバ２００における、端末位置確認処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図８は、エッジサーバ２００における位置推定処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図９は、エッジサーバ２００の端末情報テーブル２２５の例を示す図である。 図１０は、端末装置１００のタイミングＴ５における位置の例を示す図である。 移動速度４０Ｋｍ／時であった端末装置１００における、次の端末情報取得時までに変化し得る移動速度の分布の例を示す図である。 図１２は、図１１の分布のグラフの例を示す図である。 図１３は、カバレッジエリアＣ４２からカバレッジエリアＣ３３に移動した端末装置１００が、移動先を推定する例を示す図である。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。
[第１の実施の形態]
第１の実施の形態について以下に説明する。
＜無線通信システムの構成例＞
図１は、無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、端末装置１００、エッジサーバ２００−１，２（以降、エッジサーバ２００と呼ぶ場合がある）、及びネットワーク３００を有する。
ネットワーク３００は、例えば、端末装置１００に動画配信やカーナビゲーションなどのサービスを提供するクラウドサーバ群である。また、ネットワーク３００は、エッジサーバ２００−１，２と接続し、エッジサーバ２００−１，２間の通信を中継するネットワークである。
端末装置１００は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの移動体通信装置であり、無線通信システム１０内を移動する。図１は端末装置１００が移動する例を示し、端末装置１００−ａは移動前、端末装置１００−ｂは移動後の端末装置１００を示す。端末装置１００は、例えば、クラウドサーバ（第１サーバとも呼ぶ）と、エッジサーバ２００を介して、通信を行い、クラウドサーバからサービスを享受する。
エッジサーバ２００は、端末装置１００と無線接続する範囲を示すカバレッジエリアを有する。エッジサーバ２００−１はカバレッジエリアＣ１を、エッジサーバ２００−２はカバレッジエリアＣ２をそれぞれ有する。以降の説明において、エッジサーバ２００−ｘ（ｘは数値）は、カバレッジエリアＣｘを有する。
また、エッジサーバ２００は、端末装置１００が通信に使用するデータの一部又は全部を蓄積（記憶）する。エッジサーバ２００は、例えば、クラウドサーバに代替して、一部又は全部の処理を実行する。この場合、エッジサーバ２００が蓄積するデータは、代替して実行する処理のアプリケーションプログラムやオブジェクトである。また、エッジサーバ２００は、クラウドサーバが送信したり、保存したりするデータの一部又は全部を、クラウドサーバに代替して保存及び送信する。この場合、エッジサーバ２００が蓄積するデータは、代替して保存又は送信するデータである。エッジデータは、例えば、クラウドサーバに代替した保存するデータや代替した実行する処理のアプリケーションプログラムの全部又は一部である。エッジデータは、端末装置ごとに蓄積されるデータである。エッジデータには、後述する端末情報が含まれてもよい。
無線通信システム１０において、移動前の端末装置１００−ａは、カバレッジエリアＣ１内に位置しており、カバレッジエリアＣ１を有するエッジサーバ２００−１を介して通信を行う。そして、端末装置１００は、端末装置１００−ａから端末装置１００−ｂに移動する。移動後の端末装置１００−ｂは、カバレッジエリアＣ２内に位置しており、カバレッジエリアＣ２を有するエッジサーバ２００−２を介して通信を行う。
エッジサーバ２００は、端末装置１００が移動することでエッジサーバ２００を切り替えても、端末装置１００がクラウドサービスを途切れずに享受できるようにするため、他のエッジサーバ２００とエッジデータを共有する場合がある。エッジデータの共有とは、ある端末装置１００のエッジデータを、複数のエッジサーバ２００が記憶することを示す。
図２は、複数のエッジサーバ２００がエッジデータを共有する例を示す図である。Ｃ１１〜Ｃ５５は、カバレッジエリアを示す。Ｃ１１〜Ｃ５５それぞれは、エッジサーバ２００−１１〜５５に対応する。端末装置１００は、移動前はＣ２２に位置し、移動後はＣ３３に位置するものとする。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ端末装置１００の移動前、及び移動後のデータの蓄積を示す。また、網掛けされたカバレッジエリアは、端末装置１００のエッジデータを記憶するエッジサーバ２００に対応するカバレッジエリアである。エッジサーバ２００が近接するエッジサーバ２００にエッジデータを転送する方式を、近接転送方式と呼び、以下に近接転送方式について説明する。
移動前の端末装置１００は、エッジサーバ２００−２２と無線接続し、クラウドサーバからサービスを享受する。エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００のエッジデータを蓄積（記憶）する。エッジサーバ２００−２２は、隣接する全てのエッジサーバ２００に、蓄積するデータを転送し、複写させる。隣接する全てのエッジサーバ２００とは、図２（Ａ）において網掛けされている、カバレッジエリアＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２３、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３に対応するエッジサーバ２００である。
移動後の端末装置１００は、エッジサーバ２００−３３と無線接続し通信することで、サービスを享受する。エッジサーバ２００−３３は、図２（Ａ）に示すように、端末装置１００が移動する前に、端末装置１００のエッジデータを複写され、記憶している。端末装置１００は、カバレッジエリアＣ２２からどの方向に移動しても、移動先のカバレッジエリアに対応するエッジサーバ２００が、端末装置１００のエッジデータを記憶しているため、サービスを途切れることなく享受できる。カバレッジエリアＣ３３に端末装置１００が移動すると、エッジサーバ２００−３３は、自装置が記憶する端末装置１００のエッジデータを、隣接する全てのエッジサーバ２００に転送し、複写させる。このように、近接転送方式では、エッジサーバ２００は、端末装置１００の移動に伴い、隣接する全てのエッジサーバ２００に端末装置１００のエッジデータを転送し、複写させる。
移動した端末装置１００が無線接続するエッジサーバ２００は、エッジサーバ２００−３３であるが、エッジデータを複写する対象のエッジサーバ２００は、図２（Ａ）で示すように、エッジサーバ２００−１１、１２、１３、２１、２３、３１、３２、３３の８つのエッジサーバ２００が対象となる。すなわち、端末装置１００の移動先のエッジサーバ２００−３３以外に複写したエッジデータは、端末装置１００によって使用されない、端末装置１００がサービスを享受するためには不要なデータである。エッジサーバ２００は、不要なデータを複写するために、膨大なデータを記憶する容量を有する必要があり、無線通信システムの構築のコストが増大する。
そこで、第１の実施の形態においては、近接転送方式ではなく、推定移動先転送方式を用いる。推定移動先転送方式では、エッジサーバ２００は、無線接続する端末装置１００から、端末装置１００の位置及び移動速度を含む端末情報を取得する。そして、エッジサーバ２００は、取得した端末情報を記憶し、少なくとも推定対象の端末装置１００の端末情報に基づき、端末装置１００の移動後の位置を推定する。さらに、エッジサーバ２００は、推定した移動後の位置をカバレッジエリアに含む他のエッジサーバ２００に、端末装置１００のエッジデータを転送し、複写させる。これにより、エッジデータを複写するエッジサーバ２００が減少するため、エッジサーバ２００のデータ容量を抑制することができる。
＜エッジサーバの構成例＞
図３は、エッジサーバ２００の構成例を示す図である。エッジサーバ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、ストレージ２２０、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などのメモリ２３０、ＮＩＣ（Network Interface Card）２４０、及びＲＦ（Radio Frequency）回路２５０を有する。エッジサーバ２００は、例えば、サーバマシンやコンピュータである。また、エッジサーバ２００は、例えば、データを記憶する装置と、端末装置１００と無線接続し、端末装置１００の通信を中継する基地局装置など、複数の装置で構成されてもよい。
ストレージ２２０は、プログラムやデータを記憶する、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置である。ストレージ２２０は、無線通信制御プログラム２２１、エッジコンピューティングプログラム２２２、及び端末位置推定プログラム２２３、端末情報取得プログラム２２４、及び端末情報テーブル２２５を記憶する。
メモリ２３０は、ストレージ２２０に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ２３０は、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。さらに、メモリ２３０は、端末装置１００のエッジデータを、端末装置毎に対応づけ、端末毎エッジデータ２３０１として記憶する。端末毎エッジデータ２３０１は、クラウドサーバに代替して記憶するデータである。端末毎エッジデータ２３０１は、ストレージ２２０に記憶してもよい。また、端末毎エッジデータは、後述する端末情報テーブルに記憶される内容を含んでもよい。
ＮＩＣ２４０は、他のエッジサーバ２００やネットワーク３００と接続するネットワークインタフェースである。エッジサーバ２００は、ＮＩＣ２４０介してパケットを受信することで、他の通信装置と通信を行う。
ＲＦ回路２５０は、端末装置１００と無線接続する装置である。ＲＦ回路２５０は、例えば、アンテナを有し、無線接続する端末装置１００と電波を送受信することで、端末装置１００と通信を行う。
ＣＰＵ２１０は、無線通信制御プログラム２２１を実行することで、無線通信制御処理を行う。無線通信制御処理は、端末装置１００と無線接続し、端末装置１００が行う通信を中継する処理である。また、無線通信制御処理は、端末装置１００が自カバレッジエリア内に位置するかどうか判定し、自カバレッジエリア内に位置しない場合、端末装置１００が位置するカバレッジエリアを有するエッジサーバと無線接続するよう、端末装置１００に指示する。
ＣＰＵ２１０は、位置情報確認モジュール２２１１を実行することで、位置情報確認処理を行う。位置情報確認処理は、端末装置１００が自カバレッジエリア内に位置するか否かを判定する処理である。エッジサーバ２００は、端末装置１００の位置情報（緯度、経度）に基づき、端末装置１００が自カバレッジエリア内に位置するか否かを判定する。
また、ＣＰＵ２１０は、エッジコンピューティングプログラム２２２を実行することで、エッジコンピューティング処理を行う。エッジコンピューティング処理は、端末装置１００が通信を行うクラウドコンピュータが実行する処理の一部又は全部を、クラウドコンピュータを代替して実行する処理である。また、エッジコンピューティング処理は、端末装置１００が通信を行うクラウドコンピュータと送受信するデータの一部又は全部を、クラウドコンピュータを代替した保存したり、端末装置１００と送受信したりする処理である。
また、ＣＰＵ２１０は、端末位置推定プログラム２２３を実行することで、データ管理部を構築し、端末位置推定処理を行う。端末位置推定処理は、端末装置１００の所定時間後の位置を推定し、推定した位置を含むカバレッジエリアのエッジサーバ２００に、端末装置１００のエッジデータを複写する処理である。
また、ＣＰＵ２１０は、端末情報取得プログラム２２４を実行することで、取得部及び記憶部を構築し、端末情報取得処理を行う。端末情報取得処理は、端末装置１００から端末情報を受信する処理である。端末情報は、例えば、端末装置１００の位置や移動速度を含む。また、端末情報は、端末装置１００が送信するサービス要求に含まれてもよい。また、エッジサーバ２００は、端末情報取得処理において、受信した端末情報を端末情報テーブル２２５に記憶する。
＜端末装置の構成例＞
図４は、端末装置１００の構成例を示す図である。端末装置１００は、ＣＰＵ１１０、ストレージ１２０、ＤＲＡＭなどのメモリ１３０、及びＲＦ回路１５０を有する。
ストレージ１２０は、プログラムやデータを記憶する、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、又はＳＳＤなどの補助記憶装置である。ストレージ１２０は、無線通信プログラム１２１及びサービス実行プログラム１２２を記憶する。
メモリ１３０は、ストレージ１２０に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ１３０は、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。
ＲＦ回路１５０は、エッジサーバ２００と無線接続する装置である。ＲＦ回路１５０は、例えば、アンテナを有し、無線接続するエッジサーバ２００と電波を送受信することで、エッジサーバ２００を介して、他の通信装置と通信を行う。
ＣＰＵ１１０は、無線通信プログラム１２１を実行することで、無線通信処理を行う。無線通信処理は、エッジサーバ２００を介して、通信相手の通信装置と通信を行う処理である。端末装置１００は、無線通信処理において、例えば、エッジサーバ２００を介して、クラウドサーバと通信し、クラウドサーバからサービスを享受する。
また、ＣＰＵ１１０は、サービス実行プログラム１２２を実行することで、サービス実行処理を行う。サービス実行処理は、端末装置１００がクラウドサーバからサービスを享受する処理である。また、端末装置１００は、サービス実行処理において、例えば、エッジサーバ２００に端末情報を送信する。端末装置１００は、例えば、定期的に端末情報を送信する。あるいは、端末装置１００は、例えば、移動距離や電波状況などに応じて、不定期に端末情報を送信する。また、端末装置１００は、例えば、エッジサーバ２００からの要求に応答して、端末情報を送信してもよい。
ＣＰＵ１１０は、端末位置測定モジュール１２２１を実行することで、端末位置測定処理を行う。端末位置測定処理は、端末装置１００の位置（例えば、経度、緯度など）を測定する処理である。端末装置１００は、例えば、端末情報に測定した端末装置１００の位置に関する情報を含め、エッジサーバ２００に送信する。
ＣＰＵ１１０は、速度測定モジュール１２２２を実行することで、速度測定処理を行う。速度測定処理は、端末装置１００の移動速度を測定する処理である。端末装置１００は、端末情報に測定した端末装置１００の移動速度に関する情報を含め、エッジサーバ２００に送信する。
＜推定移動先転送方式にエッジデータの複写処理＞
図５は、無線通信システム１０における、推定移動先転送方式におけるエッジデータの複写先の例を示す図である。端末装置１００は、図５（Ａ）に示すように、移動前はカバレッジエリアＣ２２に位置する。そして、エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００がカバレッジエリアＣ３３に移動すると推定し、エッジサーバ２００−３３に端末装置１００のエッジデータを転送し、エッジサーバ２００−３３に転送してデータを複写させる。そして、端末装置１００は、図５（Ｂ）に示すように、カバレッジエリアＣ３３に移動する。エッジサーバ２００−３３は、複写した端末装置１００のエッジデータを用いて、端末装置１００にサービスを提供する。そして、エッジサーバ２００−３３は、端末装置１００がカバレッジエリアＣ４４に移動すると推定し、エッジサーバ２００−４４に、端末装置１００のエッジデータを転送する。
このように、第１の実施の形態では、エッジサーバ２００が推定して移動先のエッジサーバ２００のみにエッジデータを転送するため、端末装置１００が移動しない可能性の高いエッジサーバ２００はエッジデータを複写しないため、エッジサーバ２００の記憶するデータ量は抑制される。エッジデータの複写処理の詳細について、以下に説明する。
図６は、推定移動先転送方式のシーケンスの例を示す図である。端末装置１００は、エッジサーバ２００−２２と無線接続中である（Ｓ１０１）。そして、端末装置１００は、例えば、クラウドサーバにアクセスし、クラウドサーバからサービスを享受している。端末装置１００は、サービスを享受するため、エッジサーバ２００−２２を介して、サービス要求ｗをクラウドサーバに送信する（Ｓ１０２）。
サービス要求は、例えば、端末装置１００の端末情報を含む。端末情報は、例えば、端末装置１００の移動速度、位置情報、電波状況を含む。また、端末装置１００が車両である場合や、車両に付随する通信装置である場合、端末情報は、例えば、車両の搭載機器（メーター、ウィンドウ、エアコン、タイヤ圧、排ガス量、エンジン）の状態などを含んでもよい。また、サービス要求は、例えば、サービスをどこまで享受したかを示すサービス享受経過状況や、サービス内容の変更、追加、停止などの要求を含んでもよい。
エッジサーバ２００−２２は、サービス要求に含まれる端末情報を取得すると（Ｓ１０２）、端末位置確認処理を行う（Ｓ１０３）。
図７は、エッジサーバ２００における、端末位置確認処理の処理フローチャートの例を示す図である。エッジサーバ２００は、端末情報を送信した端末装置１００が、自装置のカバレッジエリア内に位置するか否かを判定する（Ｓ１０３１）。エッジサーバ２００のカバレッジエリアは、例えば、４点の座標をそれぞれ直線で結んだ四角形で囲まれた範囲である。また、エッジサーバ２００のカバレッジエリアは、例えば、１点の座標を中心とした円で囲まれた範囲である。エッジサーバ２００は、端末情報に含まれる端末装置１００の位置に基づき、端末装置１００がカバレッジエリア内に位置するかどうかを判定する。
エッジサーバ２００は、カバレッジエリア内に端末装置１００が位置すると判定すると（Ｓ１０３１のＹｅｓ）、端末装置１００のサービス処理を実行する（Ｓ１０３２）。端末装置１００のサービス処理とは、サービス要求の内容に応じた処理であり、例えば、サービス要求をクラウドサーバに送信したり、エッジサーバが端末装置１００のエッジデータを使用して、端末装置１００に提供するサービスの一部を実行したりする処理である。また、エッジサーバ２００は、サービス処理において、例えば、クラウドサーバから受信した、又はエッジサーバ２００で生成した、サービス情報通知を端末装置１００に送信する。サービス情報通知は、例えば、端末装置１００が享受するサービスに伴うデータや情報が含まれる。
エッジサーバ２００は、カバレッジエリア内に端末装置１００が位置しないと判定すると（Ｓ１０３１のＮｏ）、端末装置１００の位置に応じたエッジサーバ２００を選出する（Ｓ１０３３）。エッジサーバ２００は、例えば、エッジサーバ２００とカバレッジエリアの対応関係を記憶する管理サーバに問い合わせる。そして、エッジサーバ２００は、管理サーバから端末装置１００の位置に応じたエッジサーバ２００の識別子やアドレスを受信する。また、エッジサーバ２００は、例えば、内部メモリにエッジサーバ２００とカバレッジエリアの対応関係を記憶しておき、記憶する対応関係から、端末装置１００の位置に応じたエッジサーバ２００を抽出する。
そして、エッジサーバ２００は、選出したエッジサーバ２００に接続するよう、端末装置１００に接続指示を送信する（Ｓ１０３４）。接続指示は、例えば、選出したエッジサーバ２００の識別子を含む。
図６のシーケンスに戻り、エッジサーバ２００−２２は、端末位置確認処理Ｓ１０３において、端末装置１００がカバレッジエリア内に位置するか否かを判定する（図７のＳ１０３１）。そして、エッジサーバ２００−２２は、図５（Ａ）に示すように、移動前の端末装置１００はカバレッジエリア２２に位置すると判定する（図７のＳ１０３１のＹｅｓ）。そして、エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００のサービス処理を実行し（図７のＳ１０３２）、端末装置１００にサービス情報通知を送信する（Ｓ１０４）。
端末装置１００は、サービス情報通知を受信すると、享受するサービスに応じた処理を行う。例えば、享受するサービスが動画配信サービスの場合、受信したサービス情報通知に含まれる動画データを、端末装置１００の表示部で再生する。また、例えば、享受するサービスがナビゲーションである場合、受信したサービス情報通知に含まれる渋滞情報を、端末装置１００の表示部に表示する。
エッジサーバ２００−２２は、端末位置確認処理を実行した後、位置推定処理を行う（Ｓ１０５）。なお、図６のシーケンスにおいては、端末位置確認処理の実行後に位置推定処置を実行しているが、端末位置確認処理の実行前に位置推定処置を実行してもよい。
図８は、エッジサーバ２００における位置推定処理の処理フローチャートの例を示す図である。エッジサーバ２００は、端末情報に含まれる、端末装置１００の位置及び移動速度に基づき、所定時間後の端末装置１００の位置を推定する（Ｓ１０５１）。
エッジサーバ２００は、所定時間後の端末装置１００の位置の推定において、例えば、端末装置１００の移動方向及び移動速度を推定する。そして、推定した移動方向（以降、推定移動方向と呼ぶ場合がある）と推定した移動速度（以降、推定移動速度と呼ぶ場合がある）に基づき、所定時間後の端末装置１００の位置を推定する。
第１の実施の形態においては、エッジサーバ２００は、最後に取得した端末情報（例えば、第１時間に取得した第１の端末情報）に含まれる位置（第１位置）から、以前に取得した（例えば、最後の取得の１回前に取得した）端末情報（例えば、第１時間より以前の第２時間に取得した第２の端末情報）に含まれる位置（第２位置）への方向を、推定移動方向と推定する。
また、第１の実施の形態においては、エッジサーバ２００は、最後に取得した端末情報に含まれる移動速度を、推定移動速度と推定する。第１の実施の形態における、推定移動方向の推定方法、及び端末装置１００の所定時間後の位置の推定方法について以下に説明する。
図９は、エッジサーバ２００の端末情報テーブル２２５の例を示す図である。端末情報テーブル２２５は、例えば、「サービス要求タイミング」、「端末装置」、「位置（経度／緯度）」、及び「移動速度（Ｋｍ／時）」が記憶される。「サービス要求タイミング」は、サービス要求（又は端末情報）を受信した時間であり、図９においては、Ｔ１が最も古く、Ｔｘ（ｘは整数）のｘが大きくなるほど新しい時間となる。「端末装置」は、端末装置１００の識別子である。「位置（経度／緯度）」は、端末装置１００の位置を示し、端末装置１００の経度、緯度である。「移動速度（Ｋｍ／時）」は、端末装置１００の移動速度を示し、単位はキロメートル毎時間である。
エッジサーバ２００は、図９より、タイミングＴ４における移動速度４０Ｋｍ／時を、端末装置１００の推定移動速度と推定する。そして、エッジサーバ２００は、図９より、タイミングＴ３での位置（３５．００／１３９．０３）からタイミングＴ４での位置（３５．０１／１３９．０４）に基づき、推定移動方向を推定する。すなわち、エッジサーバ２００は、過去の端末装置１００の位置から現在の端末装置１００の位置への方向を、端末装置１００の現在より以降の移動方向と推定する。
図１０は、端末装置１００のタイミングＴ５における位置の例を示す図である。例えば、エッジサーバ２００は、タイミングＴ３からタイミングＴ４までの移動方向θを推定移動方向とする。すなわち、端末装置１００は、矢印Ｄ１の方向に移動すると推定される。なお、図１０における各タイミングの位置は、タイミングＴ３における位置を基準として相対的に示す。図１０に示すように、タイミングＴ３の位置の経度及び緯度を共に０°とした場合に、タイミングＴ４の位置は、経度０．０１°、緯度０．０１°となる。そして、エッジサーバ２００は、推定移動速度に所定時間を乗じた距離と、推定移動方向より、タイミングＴ５の位置を矢印Ｄ１の先端部近辺であると推定する。このとき、推定移動方向は、移動方向θを中心に、例えば、±１８０度の方向を、端末装置１００が移動する可能性のある方向とみなしてもよい。
図８の処理フローチャートに戻り、エッジサーバ２００は、推定した位置を含むカバレッジエリアのエッジサーバ２００に、端末装置１００のエッジデータを転送する（Ｓ１０５２）。エッジデータを転送されたエッジサーバ２００は、エッジデータを内部メモリに複写する。
エッジサーバ２００は、端末装置１００が推定した位置を含むカバレッジエリアに移動するまでの時間が閾値時間以下になるのを待ち受ける（Ｓ１０５３のＮｏ）。エッジサーバ２００は、端末装置１００が推定した位置を含むカバレッジエリアに移動するまでの時間が閾値時間以下になると（Ｓ１０５３のＹｅｓ）、サービス処理用情報を、エッジデータを複写したエッジサーバ２００に送信する（Ｓ１０５４）。サービス処理用情報は、例えば、端末装置１００に対してどれくらいのサービスを享受したかの度合いを示す。サービス処理情報は、例えば、享受するサービスが動画配信サービスの場合、端末装置１００にどこまでの動画データを送信したかの情報である。また、サービス処理情報は、例えば、享受するサービスがナビゲーションである場合、端末装置１００の目的地や移動状況などの情報である。
図６のシーケンスに戻り、エッジサーバ２００は、図５に示すように、端末装置１００の所定時間後の位置をカバレッジエリアＣ３３であると推定し（図８のＳ１０５１）、エッジサーバ２００−３３にエッジデータを転送する（Ｓ１０６、図８のＳ１０５２）。
エッジサーバ２００−３３は、エッジデータを受信すると、内部メモリにエッジデータを複写する（Ｓ１０７）。
そして、エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００が移動し、カバレッジエリアＣ３３に端末装置１００が移動するまでの時間が閾値時間以下になったことを検出すると（図８のＳ１０５３のＹｅｓ）、サービス処理用情報をエッジサーバ２００−３３に送信する（Ｓ１０８、図８のＳ１０５４）。
そして、さらに端末装置１００が移動し、端末装置１００はエッジサーバ２００−２２にサービス要求を送信する（Ｓ１０９）。エッジサーバ２００−２２は、サービス要求を受信すると、端末位置確認処理Ｓ１０３を行う。エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００が移動してカバレッジエリアＣ２２内に位置しないことを検出する（図７のＳ１０３１のＮｏ）。そして、エッジサーバ２００−２２は、端末装置１００がカバレッジエリアＣ３３に位置するため、エッジサーバ２００−３３を端末装置１００の位置に応じたエッジサーバ２００として選出する（Ｓ１０３３）。エッジサーバ２００−２２は、エッジサーバ２００−３３に接続するよう、端末装置１００に接続指示を送信する（Ｓ１１０、図７のＳ１０３４）。
端末装置１００は、接続指示を受信すると、接続指示に含まれるエッジサーバ２００−３３に無線接続する（Ｓ１１１）。そして、端末装置１００は、無線接続するエッジサーバ２００−３３にサービス要求を送信する（Ｓ１１２）。
第１の実施の形態では、エッジサーバ２００は、端末情報に基づき、所定時間後の端末装置１００の位置を推定する。そして、エッジサーバ２００は、推定した位置のエッジサーバ２００にエッジデータを複写させる。これにより、エッジサーバ２００は、端末装置１００が移動しないカバレッジエリアのエッジサーバ２００にデータを複写させることがないため、近接転送方式に比べ、エッジサーバ２００が記憶するデータ容量を抑制することができる。
[第２の実施の形態]
第２の実施の形態においては、エッジサーバ２００は、無線通信システム１０内の全ての端末装置１００の端末情報（第３の端末情報）に基づき、推定移動速度を推定する。
＜推定移動速度の推定処理＞
エッジサーバ２００は、端末装置１００に含まれる移動速度に基づき、移動速度の推移の分布を生成する。移動速度の推移とは、例えば、あるタイミングで取得した端末情報（第３の端末情報）の移動速度（第３の移動速度）から、あるタイミングの次回のタイミングで取得した端末情報（第４の端末情報）の移動速度（第４の移動速度）の変化である。
図１１は、移動速度４０Ｋｍ／時であった端末装置１００における、次の端末情報取得時までに変化し得る移動速度の分布の例を示す図である。図１１において、「速度」は次の端末情報取得時の移動速度であり、「分布」は「速度」に示す移動速度に推移する確率（頻度）を示す。図１１は、例えば、第１のタイミングで４０Ｋｍ／時で移動していた端末装置１００が、第２のタイミングで１０Ｋｍ／時である確率は０．００１、すなわち、分布の対象となる端末情報の数をのべ１０００台とすると、１台が１０Ｋｍ／時であったということを示す。
図１２は、図１１の分布のグラフの例を示す図である。図１２のグラフは、横軸が推移後の移動速度、縦軸が分布である。図１２に示すように、移動速度の分布のグラフは、いわゆる正規分布に近い分布を示す。推移後の移動速度ｖの発生確率ｆは、例えば、以下の近似式（１）で表される。
Figure 0006940744
図１１のデータに基づき、例えば、非線形最小二乗法により式（１）のａ，ｂ，ｃを算出すると、ａ＝０．１９７、ｂ＝４２．５、ｃ＝１４．３２４３となる。この算出したａ，ｂ，ｃを用いて、４０Ｋｍ／時の端末装置１００が、次の端末情報取得タイミングまでに移動速度がｖとなっている確率、すなわち、端末装置１００の移動速度がｖとなることの発生頻度を算出することができる。これにより、移動速度の発生確率に所定時間を乗じ、端末装置１００の所定時間後の移動距離の確率を導出することができる。
図１１は、４０Ｋｍ／時からの推移であるが、例えば、１０Ｋｍ／時刻みで推移を集計し、同様にａ，ｂ，ｃの係数を算出する。これにより、エッジサーバ２００は、端末装置１００の現在の移動速度に基づき、次の端末情報取得タイミングまでの移動距離の発生確率を推定することができる。
＜推定移動先転送方式にエッジデータの複写処理＞
図１３は、カバレッジエリアＣ４２からカバレッジエリアＣ３３に移動した端末装置１００が、移動先を推定する例を示す図である。
エッジサーバ２００−３３は、カバレッジエリアＣ４２からＣ３３への移動方向Ｄ１１を、推定移動方向Ｄ１２と推定する。ここで、エッジサーバ２００−３３は、推定移動方向Ｄ１２を中心に、例えば±１８０度の方向Ｄ１３を、端末装置１００が移動する可能性のある方向とみなす。つまり、エッジサーバ２００−３３は、端末装置１００は、端末装置１００の現在位置を中心として、半円Ｓ１１方向に移動する可能性があるとみなす。
さらに、エッジサーバ２００−３３は、式（１）に基づき、例えば、移動後に発生し得る移動速度の発生確率（発生頻度）が所定確率（所定頻度）を、推定移動速度として算出する。所定確率（所定頻度）は、例えば、０％とし、発生しうる全ての移動速度を推定移動速度とする。また、所定確率（所定頻度）は、例えば、１０％とし、ある程度の発生確率以下の移動速度を推定移動速度としないことで、エッジデータ複写するエッジサーバ２００の数を減少させてもよい。
そして、エッジサーバ２００−３３は、算出した推定移動速度の発生確率に所定時間を乗じた移動距離の確率と、移動する可能性のある方向（方向Ｄ１３）に基づき、所定時間後の端末装置１００は、半円Ｓ１と半円Ｓ２に囲まれた範囲内であると推定する。
そして、エッジサーバ２００−３３は、半円Ｓ１と半円Ｓ２に囲まれた範囲を含むカバレッジエリアに対応するエッジサーバ２００−２２、２３、３４、４４に、端末装置１００のエッジデータを転送する。エッジサーバ２００−２２、２３、３４、４４は、データを受信すると、内部メモリに複写する。
端末装置１００の移動速度は、例えば、道路の渋滞状況、信号の有無などに影響される。例えば、端末装置１００が車に搭載されて移動している場合、ある端末装置１００の移動速度と、周辺の端末装置１００の移動速度は、同じか同じに近い値である。すなわち、信号による停止や、渋滞による速度制限などにより、ある１台の車が、周辺の車と比較して、突出した速い又は遅いということは少ない。よって、第２の実施の形態では、ある端末装置１００は、周辺の端末装置１００の移動速度の推移と同等に移動速度が推移するとみなして、他の端末装置１００の移動速度の推移に基づき、端末装置１００の移動後の移動速度を推定し、所定時間後の移動距離の確率を導出する。これにより、端末装置１００の移動速度の推定の精度が上昇し、推定した位置に移動する確率が上昇する。移動する確率が上昇すると、実査には移動しないエッジサーバ２００にエッジデータを複写する確率が低下するため、エッジサーバ２００のデータ容量を抑制することができる。
以上、第１及び第２の実施の形態を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
カバレッジエリアに位置する端末装置と無線接続し、前記端末装置とサーバ間の通信を中継し、前記サーバが有するデータの一部又は全部の前記端末装置毎のデータであるエッジデータを蓄積するエッジサーバであって、
前記端末装置から、前記端末装置の位置及び移動速度を含む端末情報を取得する取得部と、
前記取得した端末情報を記憶する記憶部と、
前記端末装置が自身のカバレッジエリア内に位置する第１時間において、少なくとも前記第１時間に取得した前記端末装置の第１の端末情報に基づき、前記第１時間以降の第２時間における前記端末装置の位置を推定し、推定した前記端末装置の前記第２時間における位置をカバレッジエリアに含む他のエッジサーバに、前記蓄積された端末装置の前記エッジデータを複写するデータ管理部とを有する
エッジサーバ。
（付記２）
前記データ管理部は、前記第１の端末情報取得後の前記端末装置の推定移動方向及び推定移動速度を推定し、前記推定移動方向及び推定移動速度に基づき、前記端末装置の前記第２時間における位置を推定する
付記１記載のエッジサーバ。
（付記３）
前記データ管理部は、前記第１の端末情報に含まれる第１位置と、前記第１時間より前に取得した前記端末装置の第２の端末情報に含まれる第２位置に基づき、前記推定移動方向を推定する
付記２記載のエッジサーバ。
（付記４）
前記データ管理部は、前記端末装置の推定移動速度の推定において、前記第１の端末情報に含まれる移動速度を、前記推定移動速度とみなす
付記２記載のエッジサーバ。
（付記５）
前記データ管理部は、第３の端末情報に含まれる第３の移動速度から、前記第３の端末情報の前に取得した第４の端末情報に含まれる第４の移動速度への変化量と、前記第１の端末情報に含まれる移動速度に基づき、前記端末装置の前記推定移動速度を推定する
付記２記載のエッジサーバ。
（付記６）
前記データ管理部は、前記第３の移動速度から前記第４の移動速度への変化量の分布に基づき、前記第１の端末情報に含まれる移動速度からの変化後の移動速度の発生頻度を算出し、算出した前記発生頻度が所定頻度以上の前記変化後の移動速度を、前記端末装置の前記推定移動速度と推定する
付記５記載のエッジサーバ。
（付記７）
前記エッジデータは、前記記憶する端末情報を含む
付記１記載のエッジサーバ。
（付記８）
前記転送部は、前記推定した移動後の位置をカバレッジエリアに含む他のエッジサーバ以外のエッジサーバに、前記蓄積するデータを転送しない
付記１記載のエッジサーバ。
（付記９）
前記第１時間は、前記第１の端末情報を、最後に取得した時間である
付記１記載のエッジサーバ。
（付記１０）
カバレッジエリアに位置する端末装置と無線接続し、前記端末装置とサーバ間の通信を中継し、前記サーバが有するデータの一部又は全部の前記端末装置毎のデータであるエッジデータを蓄積するエッジサーバにおけるデータ管理方法であって、
前記端末装置から、前記端末装置の位置及び移動速度を含む端末情報を取得し、
前記取得した端末情報を記憶し、
前記端末装置が自身のカバレッジエリア内に位置する第１時間において、少なくとも前記第１時間に取得した前記端末装置の第１の端末情報に基づき、前記第１時間以降の第２時間における前記端末装置の位置を推定し、推定した前記端末装置の前記第２時間における位置をカバレッジエリアに含む他のエッジサーバに、前記蓄積された端末装置の前記エッジデータを複写する
データ管理方法。
１０…無線通信システム １００…端末装置
１１０…ＣＰＵ １２０…ストレージ
１２１…無線通信プログラム １２２…サービス実行プログラム
１２２１…端末位置測定モジュール １２２２…速度測定モジュール
１３０…メモリ １５０…ＲＦ回路
２００…エッジサーバ ２１０…ＣＰＵ
２２０…ストレージ ２２１…無線通信制御プログラム
２２１１…位置情報確認モジュール ２２２…エッジコンピューティングプログラム
２２３…端末位置推定プログラム ２２４…端末情報取得プログラム
２２５…端末情報テーブル ２３０…メモリ
２３０１…端末毎エッジデータ ２４０…ＮＩＣ
２５０…ＲＦ回路 ３００…ネットワーク

Claims (8)

  1. カバレッジエリアに位置する端末装置と無線接続し、前記端末装置とサーバ間の通信を中継し、前記サーバが有するデータの一部又は全部の前記端末装置毎のデータであるエッジデータを蓄積するエッジサーバであって、
    前記端末装置から、前記端末装置の位置及び移動速度を含む端末情報を取得する取得部と、
    前記取得した端末情報を記憶する記憶部と、
    前記端末装置が自身のカバレッジエリア内に位置する第１時間において、少なくとも前記第１時間に取得した前記端末装置の第１の端末情報に基づき、前記第１時間以降の第２時間における前記端末装置の位置を所定範囲内で推定し、推定した前記端末装置の前記第２時間における前記所定範囲内の位置をカバレッジエリアに含む複数の他のエッジサーバそれぞれに、前記蓄積された端末装置の前記エッジデータを複写するデータ管理部とを有する
    エッジサーバ。
  2. 前記データ管理部は、前記第１の端末情報取得後の前記端末装置の推定移動方向及び推定移動速度を推定し、前記推定移動方向及び推定移動速度に基づき、前記端末装置の前記第２時間における位置を推定する
    請求項１記載のエッジサーバ。
  3. 前記データ管理部は、前記第１の端末情報に含まれる第１位置と、前記第１時間より前に取得した前記端末装置の第２の端末情報に含まれる第２位置に基づき、前記推定移動方向を推定する
    請求項２記載のエッジサーバ。
  4. 前記データ管理部は、前記端末装置の推定移動速度の推定において、前記第１の端末情報に含まれる移動速度を、前記推定移動速度とみなす
    請求項２記載のエッジサーバ。
  5. 前記データ管理部は、第３の端末情報に含まれる第３の移動速度から、前記第３の端末情報の前に取得した第４の端末情報に含まれる第４の移動速度への変化量と、前記第１の端末情報に含まれる移動速度に基づき、前記端末装置の前記推定移動速度を推定する
    請求項２記載のエッジサーバ。
  6. 前記データ管理部は、前記第３の移動速度から前記第４の移動速度への変化量の分布に基づき、前記第１の端末情報に含まれる移動速度からの変化後の移動速度の発生頻度を算出し、算出した前記発生頻度が所定頻度以上の前記変化後の移動速度を、前記端末装置の前記推定移動速度と推定する
    請求項５記載のエッジサーバ。
  7. 前記エッジデータは、前記記憶する端末情報を含む
    請求項１記載のエッジサーバ。
  8. カバレッジエリアに位置する端末装置と無線接続し、前記端末装置とサーバ間の通信を中継し、前記サーバが有するデータの一部又は全部の前記端末装置毎のデータであるエッジデータを蓄積するエッジサーバにおけるデータ管理方法であって、
    前記端末装置から、前記端末装置の位置及び移動速度を含む端末情報を取得し、
    前記取得した端末情報を記憶し、
    前記端末装置が自身のカバレッジエリア内に位置する第１時間において、少なくとも前記第１時間に取得した前記端末装置の第１の端末情報に基づき、前記第１時間以降の第２
    時間における前記端末装置の位置を所定範囲内で推定し、推定した前記端末装置の前記第２時間における前記所定範囲内の位置をカバレッジエリアに含む複数の他のエッジサーバそれぞれに、前記蓄積された端末装置の前記エッジデータを複写する
    データ管理方法。
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