JP2017111766A - 情報配信システム、プログラム、情報配信方法 - Google Patents

情報配信システム、プログラム、情報配信方法 Download PDF

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【課題】決められた時刻までに電子端末にデータを配信することが可能な情報配信システムを提供すること。【解決手段】少なくとも一部が無線で構築されたネットワークを介して、レクチャーで使用されるコンテンツを電子端末70に配信する情報配信システム100であって、前記コンテンツが使用される時刻が登録された時刻登録情報を参照して、前記時刻よりも前に前記電子端末に前記コンテンツの配信が完了される配信計画を作成する配信計画作成手段14,17と、前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画にしたがって、前記コンテンツを配信するコンテンツ配信手段15,80と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、情報配信システム、プログラム及び情報配信方法に関する。
聴衆の前で各種の情報を説明者が説明する種々のレクチャーが行われている。例えば、教育機関の授業や講義、学会の発表、講演会の講演などが挙げられる。また、このようなレクチャーでは説明資料が用意される場合が多い。例えば、1つの説明資料を多くの聴衆が着目できるように、従来からOHP(Over Head Projector)が利用されている。また、フラットパネルディスプレイの大型化に伴って、液晶モニターやプラズマモニターが利用される場合や、プロジェクター又は背面投影型プロジェクターなどが利用される場合がある。このようにして、複数の聴衆が同時に説明資料を共有できる。
また、説明資料が大きく表示されるだけでなく、同じ内容の説明資料が各聴衆に配布されることも行われている。古くから使用されているのが、書籍の一種である教科書や会議ハンドアウトなどであり紙媒体によって作成されている。印刷技術が一般化してからは、安価かつ大量複製が可能なことから、紙媒体による説明資料の配付が多く利用されている。
そして近年では、説明資料の配布に電子端末が利用されるようになった。電子端末は、説明資料を記憶する機能、電子的に表示する機能、操作を受け付ける機能等を有する持ち運び可能なものである。電子端末は高機能化かつ低価格化が進み、多くのユーザが使用できるものとなっている。
一例として、第67回(2012年)国際通貨基金・世界銀行年次総会における一部のセッションでは、電子端末としてタブレット型端末に会場の装置が無線で説明資料を配信して、会議中に参加者が説明資料を表示させることができた。
しかしながら、無線による説明資料の配信では、一度に多くの聴衆が説明資料を受信するおそれがあり、通信帯域が圧迫されるおそれがある。説明資料の配信に無線LANが使用される場合を想定すると、限りある通信帯域を無線LANの電波の到達範囲に存在する多数の電子端末が共有して説明資料を受信する。通常、レクチャーが行われる環境では、聴衆の一人一人が電子端末を持っているためである。この結果、多数の電子端末が無線LANのネットワークを同時に使用することとなり、レクチャーが開始するまでに全ての聴衆が説明資料を受信できない状況が生じてしまう。
このような不都合に対し、効率的にデータ転送を行う技術が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、ネットワークの負荷と将来実行予定のタスクに応じてNASストレージと情報端末機器との間のデータ転送計画を立てるデータ転送機器が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、予定時刻までに説明資料を各聴衆の電子端末に転送することを保証することができないという問題がある。レクチャーで使用される説明資料は使用される時刻が決まっており、その時刻までに電子端末への説明資料の配信を完了させる必要があるが、従来の技術では配信されるデータが使用される時刻が考慮されていない。
本発明は、上記課題に鑑み、決められた時刻までに電子端末にデータを配信することが可能な情報配信システムを提供することを目的とする。
上記課題に鑑み、本発明は、少なくとも一部が無線で構築されたネットワークを介して、聴衆に情報が伝えられるレクチャーにて使用されるコンテンツを電子端末に配信する情報配信システムであって、前記コンテンツが使用される時刻が登録された時刻登録情報を参照して、前記時刻よりも前に前記電子端末に前記コンテンツの配信が完了される配信計画を作成する配信計画作成手段と、前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画にしたがって、前記コンテンツを配信するコンテンツ配信手段と、を有する。
決められた時刻までに電子端末にデータを配信することが可能な情報配信システムを提供することができる。
本実施形態の情報配信システムの概略的な特徴を説明する図の一例である。 情報配信システムの全体的な構成の概略を説明する図の一例である。 コンテンツサーバ、時間割サーバ又は教職員PCの一例のハードウェア構成図である。 教室サーバの一例のハードウェア構成図である。 電子端末の一例のハードウェア構成図である。 情報配信システムに含まれるコンテンツサーバ、時間割サーバ、教室サーバ、及び、電子端末の機能ブロック図の一例である。 教室における教室の配置例を示す図である。 教職員PCがコンテンツをコンテンツサーバに登録する手順を示すシーケンス図の一例である。 コンテンツサーバがコンテンツを教室サーバに配信する処理の手順を示すフローチャート図の一例である。 教職員PCがコンテンツをコンテンツサーバに登録する手順を示すシーケンス図の一例である。 教室サーバがコンテンツを電子端末に配信する処理の手順を示すフローチャート図の一例である。 情報配信システムの全体的な構成の概略を説明する図の一例である(実施例2)。 情報配信システムに含まれるコンテンツサーバ、時間割サーバ、ユーザアカウントサーバ、配信サーバ、及び、電子端末の機能ブロック図の一例である。 配信サーバにより無線APを介してコネクションレスに配信されるコンテンツを模式的に示す図である。 コンテンツの配信手順について説明するフローチャート図の一例である。 オンデマンドのコンテンツの配信手順について説明するフローチャート図の一例である。 電子端末がコンテンツサーバからコンテンツの暗号鍵を取得する手順を示すシーケンス図の一例である。 電子端末がコンテンツサーバにコンテンツの受信完了を通知する手順を示すシーケンス図の一例である。 電子端末がコンテンツを受信する手順を説明するフローチャート図の一例である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の情報配信システム100の概略的な特徴を説明する図の一例である。まず、情報配信システム100はコンテンツサーバ10と無線AP(無線アクセスポイント)7を有している。コンテンツサーバ10は登録されているコンテンツを、無線AP7を介して電子端末70に配信する。無線通信の通信帯域は狭いため、電子端末70の数が多い場合に予定時刻までに全ての電子端末70がコンテンツを受信できないおそれがあった。そこで、本実施形態の情報配信システム100は、以下の2つの方法(図1(a)と(b))で予定時刻までにコンテンツを配信する。
(1)図1(a)では無線AP7と通信する中継サーバ4が配置される。コンテンツサーバ10はコンテンツのサイズ、コンテンツが使用される予定時刻、無線AP7の送信速度(通信速度)等を考慮して無線AP7にコンテンツを配信する。無線AP7は中継サーバ4にコンテンツを配信するので、予定時刻の前までに中継サーバ4までコンテンツが到達する。中継サーバ4と電子端末70は後述するように極めて高速に通信するため、電子端末70が中継サーバ4からコンテンツを受信するために必要な時間は考慮しなくてよい。すなわち、実質的に中継サーバ4に配信することが電子端末70に配信することに相当する。したがって、数多くの電子端末70が予定時刻までにコンテンツを取得することができる。
(2)図1(b)では、コンテンツサーバ10はコンテンツが使用される予定時刻等を考慮してコンテンツを同報的に繰り返し無線AP7から電子端末70に配信する。電子端末70は無線AP7の電波受信エリアに存在する間、コンテンツを受信できるため、やがてはコンテンツの全体を取得することができる。
このように、コンテンツサーバ10と電子端末70の伝送経路の一部が無線であっても、予定時刻までに中継サーバ4に配信すること又は繰り返し配信すること等により各電子端末70が予定時刻までにコンテンツを取得できる。
<用語について>
レクチャーとは聴衆に有用と考えられる情報が伝えられることをいう。また、本実施形態のレクチャーとは聴衆への情報の伝達に説明資料が使用される。多くの場合は一人以上の説明者がいるが説明者がいなくてもよい。また、実際に有用であるかどうかは考慮されなくてよい。レクチャーの例として、講義、教育機関の授業や講義、学会の発表、講演会の講演、説教、演説、演奏会、発表会、アスリートなどの競技会、映画鑑賞会、などがあるがこれらに限られない。また、本実施形態では、レクチャーの開始時刻が定まっていることが好ましい。以下の実施例1ではレクチャーとして教育機関の授業や講義を例とし、実施例2では学会の発表又は講演会の講演を例にする。
聴衆とは、レクチャーを聴きに集まった人々をいう。聴衆の具体例は、レクチャーによって様々である。例えば、講義、教育機関の授業や講義の聴衆は児童・生徒・学生と呼ばれる。学会の発表や講演会の講演の聴衆は参加者や出席者と呼ばれる。
コンテンツとは、伝送経路や媒体によって伝送され得る人間にとって意味のあるひとまとまりの情報をいう。コンテンツは使用されるシーンによって種々の呼称がある。例えば、汎用的には資料や説明資料と呼ばれる場合がある。また、授業では教材と呼ばれ、会議では議事内容、会議資料などと呼ばれる。また、映像、音楽などがコンテンツと呼ばれる場合もある。
配信計画とはコンテンツがどのように配信されるかを示す情報である。配信計画には、どのコンテンツをいつどこに配信するかという情報が含まれることが好ましい。実施例1では教室20とこの教室の授業で使用されるコンテンツと開始時刻が配信計画となりうる。実施例2では配信場所は決まっているので、後述するセッション開始時刻までセッション(会議の小区分)で使用されるコンテンツをいつからどのくらいの頻度で配信するかが配信計画となりうる。配信とは各電子端末にコンテンツを送信することをいう。本実施形態では配信と送信を厳密に区別しなくてもよい。
本実施例では学校における教材を説明資料として配信する情報配信システム100について説明する。実施例1では、高速近距離通信を行う中継サーバ4までは通信速度がそれほど速くない通信方法で時間をかけて計画的にコンテンツを配信する。中継サーバ4は高速近距離通信で高速にコンテンツを生徒の電子端末70に配信できる。
図2は、情報配信システム100の全体的な構成の概略を説明する図の一例である。ネットワークN1を介してファイアウォール(又はルータ)6、コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、教職員PC40、及び、1台以上の無線AP7が接続されている。また、無線AP7と教室サーバ50はネットワークN2を介して通信可能である。ネットワークN1は有線で構築されており、ネットワークN2は無線で構築されている。ただし、ネットワークN1が無線で、又は、ネットワークN2が有線で接続されていてもかまわない。ネットワークN1とネットワークN2を含めて校内ネットワークNと称する。
校内ネットワークNはIP Reachable なIPネットワークである。IP ReachableとはIPパケットが到達可能であることを意味し、校内ネットワークNに送信されたIPパケットは共通又は類似ポリシーにしたがって校内ネットワークNの機器まで送信される。より簡易的にはファイアウォール6よりも校内側をいう。校内ネットワークNは単一のセグメントや単一のサブネットワークで構築されているわけではなく、適宜、ネットワークアドレスが異なる複数のセグメントで構築されている。
ネットワークN1は有線LANと呼ばれる有線のネットワークである。より詳細には、IEEE802.3/3u/3ab/3anという規格により通信手順が規定されている。なお、ネットワークN1は通信帯域の制限を受けにくい広帯域の有線ネットワークであればよくLAN以外のネットワークでもよい。ネットワークN2は、無線LANやWi−Fiと呼ばれる無線のネットワークである。より詳細には、IEEE802.11b/a/g/nという規格により通信手順が規定されている。無線AP7が教室サーバ50と無線で通信可能であることで教室サーバ50が移動可能となり、また可搬性を確保できる。また、臨時的に使用される教室20に情報配信システム100の管理者が教室サーバ50を移動したり、人数が多い教室20に教室サーバ50を移動したりできる。
ファイアウォール(ルータ)6は、「信頼できるネットワーク」と「信頼できないネットワーク」の2つのネットワーク間のアクセスを制御する。具体的には、インターネットやWAN5などの外部のネットワークと校内ネットワークNを出入りするパケットを監視し、予め決められたルールに基づき通過させたり破棄したりする。
コンテンツサーバ10は、教材となるコンテンツを保持・管理する情報処理装置である。時間割サーバ30は校内の各教室20で行われる授業の時間割を管理しており、コンテンツサーバ10などに提供する情報処理装置である。コンテンツサーバ10や時間割サーバ30は複数台存在してもよい。教職員PC40は各教職員8により使用される情報処理装置であり、コンテンツサーバ10に教材を登録する。
各教室20には少なくとも1台の無線AP7が配置されている。また、各教室20には1台以上(好ましくは複数台)の教室サーバ50が配置される。コンテンツサーバ10は教室20の無線AP7を介して教室サーバ50にそれぞれコンテンツを配信する。一般にコンテンツは、通信の信頼性を確保するためTCP/IPプロトコルで配信される。TCPプロトコルは通信相手との間でコネクションを確立するが、同時に複数の通信相手とコネクションを確立できない。このため、コンテンツサーバ10は教室20ごとに全ての教室サーバ50に対し順番に同じコンテンツを配信する。
校内ネットワークNとは別に、教室サーバ50は電子端末70と近距離高速通信によって通信することができ、コンテンツを生徒や学生、児童(以下、生徒9という)の電子端末70に配信する。本実施形態では近距離高速通信がIEEE802.11ad又はWiGigに従うものとして説明する。近距離で高速な通信としてTransferJetなど他の通信規格を使用してもよい。
なお、教室サーバ50は各教室20にひとつずつある必要はなく、いくつかの教室20に共通に1つの教室サーバ50が配置されていてもよい。この場合、生徒9は自分の教室20を教室サーバ50に指定してからコンテンツを受信してもよいし、他の教室のコンテンツも含めて受信してもよい。また、教室サーバ50と電子端末70の通信は近距離で可能であるため一度には一台の電子端末70だけがコンテンツを受信できる。想定では数秒でコンテンツの受信が終わるが、生徒9の数が多いため授業の開始までに全ての生徒9がコンテンツを受信できないような場合は、教室内に複数の教室サーバ50が配置される。
電子端末70は、コンテンツを受信して表示する端末である。スマートデバイス(ユーザにとって携帯容易に構成された情報処理装置の総称)と呼ばれる場合がある。電子端末70の例として、例えば、電話機能を備えるスマートホン(多機能電話端末)、情報処理に重点が置かれたタブレット型コンピュータなどが一例として挙げられる。その他、電子端末70は、ノートPC、ウェアラブル端末(ヘッドアップディスプレイ、腕時計型端末など)、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラなどが挙げられるが、これらに限られるものではない。
<ハードウェア構成について>
<<コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、教職員PC40>>
図3は、本実施形態に係るコンテンツサーバ10、時間割サーバ30、教職員PC40の一例のハードウェア構成図である。以下では、主にコンテンツサーバ10を例にして説明する。コンテンツサーバ10は入力装置501、表示装置502、外部I/F503、RAM504、ROM505、CPU506、通信I/F507及びHDD508などを備え、それぞれがバスBで相互に接続されている。なお、入力装置501及び表示装置502は必要なときに接続して利用する形態であってもよい。
入力装置501はキーボードやマウス、タッチパネルなどを含み、ユーザが各操作信号を入力するのに用いられる。表示装置502はディスプレイ等を含み、コンテンツサーバ10による処理結果を表示する。
通信I/F507はコンテンツサーバ10を各種ネットワークに接続するインタフェースである。これにより、コンテンツサーバ10は通信I/F507を介してデータ通信を行うことができる。
また、HDD508は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置の一例である。格納されるプログラムやデータには、コンテンツサーバ10の全体を制御する基本ソフトウェアであるOS、及びOS上において各種機能を提供するアプリケーションソフトウェア(以下、単にアプリケーションと呼ぶ)などがある。なお、HDD508に替え、記録媒体としてフラッシュメモリを用いるドライブ装置(例えばソリッドステートドライブ:SSD)を利用するものであってもよい。
外部I/F503は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体503aなどがある。これにより、コンテンツサーバ10は外部I/F503を介して記録媒体503aの読み取り及び/又は書き込みを行うことができる。記録媒体503aにはフレキシブルディスク、CD、DVD、SDメモリカード、USBメモリなどがある。
ROM505は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリ(記憶装置)の一例である。ROM505にはコンテンツサーバ10の起動時に実行されるBIOS、OS設定、及びネットワーク設定などのプログラムやデータが格納されている。RAM504はプログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ(記憶装置)の一例である。
CPU506は、ROM505やHDD508などの記憶装置からプログラムやデータをRAM504上に読み出し、処理を実行することで、コンテンツサーバ10全体の制御や機能を実現する演算装置である。
なお、図示するコンテンツサーバ10のハードウェア構成は、1つの筐体に収納されていたりひとまとまりの装置として備えられていたりする必要はなく、コンテンツサーバ10が備えていることが好ましいハード的な要素を示す。また、クラウドコンピューティングに対応するため、本実施例のコンテンツサーバ10の物理的な構成は固定的でなくてもよく、負荷に応じてハード的なリソースが動的に接続・切断されることで構成されてよい。
時間割サーバ30と教職員PC40のハードウェア構成は図3と同様であるか、相違があっても本実施形態の説明上支障がないものとする。無線AP7については公知のハードウェア構成を有するものとする。
<<教室サーバ50>>
図4は、本実施形態に係る教室サーバ50の一例のハードウェア構成図である。図4では図3との相違を主に説明する。図4の教室サーバ50は図3のハードウェア構成に対し近距離無線通信部509を有している。近距離無線通信部509は、IEEE802.11ad又はWiGigの通信規格にしたがって近距離高速通信を行う。具体的に、近距離とは生徒9が電子端末70を「かざす」という行為を教室サーバ50に対し行う程度の距離であり、数cm〜数mの距離である。また、IEEE802.11ad又はWiGigでは理論的には数Gバイト/秒の通信速度を期待できる。生徒9は順番に電子端末70を教室サーバ50の近距離無線通信部509にかざすことで数秒以内に教材を受信できる。
<<電子端末70>>
図5は本実施形態に係る電子端末70の一例のハードウェア構成図である。図4の電子端末70は、CPU601、ROM602、RAM603、EEPROM604、CMOSセンサ605、加速度・方位センサ606、メディアドライブ608を備えている。
CPU601は電子端末70の全体の動作を制御する。ROM602は基本入出力プログラムを記憶している。RAM603はCPU601のワークエリアとして使用される。EEPROM604はCPU601の制御にしたがってデータの読み出し又は書き込みを行う。CMOSセンサ605は、CPU601の制御にしたがって被写体を撮像し画像データを得る。加速度・方位センサ606は地磁気を検知する電子磁気コンパスやジャイロコンパス、加速度センサ等である。
メディアドライブ608は、フラッシュメモリ等の記録メディア607に対するデータの読み出し又は書き込み(記憶)を制御する。メディアドライブ608は、既に記録されていたデータが読み出され又は新たにデータが書き込まれて記憶する記録メディア607を着脱自在な構成となっている。
なお、EEPROM604には、CPU601が実行するOS、ネットワーク設定に必要なアソシエーション情報等が記憶されている。本発明の実施形態における各種処理を実行するためのアプリケーションは、EEPROM604又は記録メディア607などに記憶されている。
また、CMOSセンサ605は光を電荷に変換して被写体の画像を電子化する電荷結合素子である。CMOSセンサ605は被写体を撮像することができるのであれば、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサであってもよい。
更に、電子端末70は音声入力部609、音声出力部610、アンテナ611、通信部612、無線LAN通信部613、近距離無線通信用アンテナ614、近距離無線通信部615、ディスプレイ616、タッチパネル617及びバスライン619を備える。
音声入力部609は音声を音声信号に変換する。音声出力部610は音声信号を音声に変換する。通信部612はアンテナ611を利用して無線通信信号により最寄りの基地局装置と通信を行う。無線LAN通信部613は無線AP7とIEEE802.11規格に準拠する無線LAN通信を行う(本実施形態では無線LAN通信部613は使用されない。)。
近距離無線通信部615は近距離無線通信用アンテナ614を利用してIEEE802.11ad又はWiGigの通信規格にしたがって近距離高速通信を行う。
ディスプレイ616は、被写体の画像や各種アイコン等を表示する液晶や有機EL等である。タッチパネル617は、ディスプレイ616上に載せられ、感圧式又は静電式のパネルによって構成され、指やタッチペン等によるタッチによってディスプレイ616上におけるタッチ位置を検出する。バスライン619は上記各部を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。
また、電子端末70は専用の電池618を備えている。電子端末70は電池618により駆動される。なお、音声入力部609は音声を入力するマイクが含まれる。音声出力部610は音声を出力するスピーカが含まれている。
<機能について>
図6は、本実施形態の情報配信システム100に含まれるコンテンツサーバ10、時間割サーバ30、教室サーバ50、及び、電子端末70の機能ブロック図である。なお、教職員PC40と無線AP7の機能については必要に応じて適宜説明する。
<<コンテンツサーバ10の機能構成>>
コンテンツサーバ10は、送受信部11、コンテンツ登録部12、時刻管理部13、開始時刻算出部14、コンテンツ配信部15、及び、記憶・読出部19を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、コンテンツサーバ10は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部1000を有している。記憶部1000には、コンテンツDB1001が記憶されている。コンテンツDB1001について説明する。
Figure 2017111766
表1は、コンテンツサーバ10の記憶部1000に構築されるコンテンツDB1001が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルをコンテンツテーブルという。コンテンツテーブルには、コンテンツIDに対応付けてコンテンツのファイル名とサイズが登録されている。コンテンツIDは情報配信システム100がコンテンツを一意に識別するための識別情報である。具体的には登録日時、コンテンツを登録した教職員8の氏名と番号の組み合わせなどであるがこれらに限られない。また、識別情報とは、複数の対象からある特定の対象を一意的に区別するために用いられる名称、符号、文字列、数値又はこれらの組み合わせをいう。以下の識別情報においても同様である。また、サイズはコンテンツのファイルの容量(どのくらいの大きさか)を示す。サイズはコンテンツの配信をコンテンツサーバ10が開始する開始時刻を決定するために使用される。
(コンテンツサーバ10の機能について)
コンテンツサーバ10の送受信部11は、図3に示したCPU506や通信I/F507等により実現され、教職員PC40や時間割サーバ30などと各種のデータの送受信を行う。なお、以下ではコンテンツサーバ10がデータを送受信する場合でも「送受信部11を介して」という記載を省略する場合がある。
コンテンツサーバ10のコンテンツ登録部12は、図3に示したCPU506等により実現され、教職員PC40から送信されたコンテンツをコンテンツDB1001に登録する。教職員8は教職員PC40を操作してコンテンツをコンテンツサーバ10に登録したり、削除したりすることができる。コンテンツ登録部12は、重複しないコンテンツIDを採番し、コンテンツのファイルと共にコンテンツDB1001に登録する。また、コンテンツIDを伝えるため教職員PC40に送信する。なお、コンテンツサーバ10はコンテンツをインターネットなどから取得してもよい。
時刻管理部13は、図3に示したCPU506やRTC(Real Time Clock)などにより実現され、現在時刻を測定している。あるいは、タイムサーバから正確な時刻を適宜取得してもよい。
開始時刻算出部14は、図3に示したCPU506等により実現され、教室20に配信されるコンテンツの総容量と時間割サーバ30に記憶されている時間割テーブルを用いて、各授業ごとにコンテンツの配信を開始する開始時刻を算出する。詳細は後述される。
コンテンツ配信部15は、図3に示したCPU506等により実現され、時刻管理部13が管理する現在時刻が、開始時刻算出部14が算出した開始時刻になると、教室サーバ50が配置されている教室20で行われる授業で使用するコンテンツの配信を開始する。
記憶・読出部19は、図3に示されているCPU506からの命令、RAM504、ROM505及びHDD508等によって実行され、記憶部1000に各種データを記憶したり、記憶部1000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下ではコンテンツサーバ10が記憶部1000にアクセスする場合でも「記憶・読出部19を介して」という記載を省略する場合がある。
<<時間割サーバ30の機能構成>>
時間割サーバ30は、送受信部31、時間割提供部32、及び、記憶・読出部39を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、時間割サーバ30は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部3000を有している。記憶部3000には、時間割DB3001が記憶されている。時間割DB3001について説明する。
Figure 2017111766
表2は、時間割サーバ30の記憶部3000に構築される時間割DB3001が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルを時間割テーブルという。時間割テーブルには、年月日、時限、授業、場所情報、及びコンテンツIDが対応付けて登録されている。年月日とは授業が行われる日を指定する情報であり、少なくとも現在より将来の年月日が登録される。時限は、時間割における1単位であり1時間とは限らず、教育機関ごとに決まった時間に1回の授業が行われる。時限により授業が始まる予定時刻が一意に決定される。表2の授業とはどの授業が行われるかを示し科目と称してもよい。例えば、理科、数学、英語などである。場所情報は授業が行われる場所を意味し、具体的には教室を特定する番号、名称、フロアと連番の組み合わせなどで表される。
コンテンツIDはコンテンツテーブルと同じものであるが、1つの授業が複数のコンテンツを使用する場合には、複数のコンテンツIDが登録される。
教職員PC40では例えばブラウザソフトウェアが動作し、時間割サーバ30はWebサーバやWebアプリの機能を有している。コンテンツIDを通知された教職員8は教職員PC40を操作して、自分が受け持つ授業の年月日、時限、授業を時間割サーバ30が提供するカレンダーなどから選択する。また、時間割サーバ30が提供する教室一覧から教室(場所情報)を選択し、コンテンツIDと共に時間割サーバ30に送信する。したがって、教職員8は簡単な操作でコンテンツIDを登録できる。
(時間割サーバ30の機能について)
時間割サーバ30の送受信部31は、図3に示したCPU506や通信I/F507等により実現され、教職員PC40やコンテンツサーバ10などと各種のデータの送受信を行う。なお、以下では時間割サーバ30がデータを送受信する場合でも「送受信部31を介して」という記載を省略する場合がある。
時間割サーバ30の時間割提供部32は、図3に示したCPU506等により実現され、コンテンツサーバ10からの要求に対し又は追加や変更があった時間割テーブルをコンテンツサーバ10に送信する。
記憶・読出部39は、図3に示されているCPU506からの命令、RAM504、ROM505及びHDD508等によって実行され、記憶部3000に各種データを記憶したり、記憶部3000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下では時間割サーバ30が記憶部3000にアクセスする場合でも「記憶・読出部39を介して」という記載を省略する場合がある。
<<教室サーバ50の機能構成>>
教室サーバ50は、送受信部51、コンテンツ送信部52、及び、記憶・読出部59を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、教室サーバ50は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部5000を有している。記憶部5000には、コンテンツ一時記憶DB5001及び場所情報5002が記憶されている。コンテンツ一時記憶DB5001が記憶する情報はコンテンツサーバ10のコンテンツDB1001と同じである。ただし、教室サーバ50は、教室サーバ50が配置された教室で行われる授業のコンテンツのみを記憶する。また、場所情報5002は時間割テーブルの場所情報と同じものである。場所情報5002は情報配信システム100の管理者が設定することができる。あるいは、無線AP7が教室サーバ50に通知することで場所情報5002が設定されてもよい。また、場所情報5002を時間割テーブルの場所情報と同じにするのでなく、場所情報5002を位置情報(緯度、経度、標高)としてもよい。この場合、位置情報と時間割テーブルの場所情報との対応付けを教室サーバ50又はコンテンツサーバ10等が行う。
(教室サーバ50の機能について)
教室サーバ50の送受信部51は、図4に示したCPU506や通信I/F507等により実現され、コンテンツサーバ10などと各種のデータの送受信を行う。なお、以下では教室サーバ50がデータを送受信する場合でも「送受信部51を介して」という記載を省略する場合がある。
教室サーバ50のコンテンツ送信部52は、図4に示したCPU506及び近距離無線通信部509等により実現され、電子端末70を検出するとコンテンツ一時記憶DB5001に記憶されているコンテンツを電子端末70に送信する。近距離無線通信部509の機能により電波の到達範囲に電子端末70が存在すれば、ユーザが何も操作しなくてもコンテンツを配信することができる。
記憶・読出部59は、図4に示されているCPU506からの命令、RAM504、ROM505及びHDD508等によって実行され、記憶部5000に各種データを記憶したり、記憶部5000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下では教室サーバ50が記憶部5000にアクセスする場合でも「記憶・読出部59を介して」という記載を省略する場合がある。
<<電子端末70の機能構成>>
電子端末70は、送受信部71、コンテンツ受信部72、表示制御部73、操作受付部74、及び、記憶・読出部79を有している。これら各部は、図5に示されている各構成要素のいずれかが、EEPROM604からRAM603に展開されたプログラムに従ったCPU601からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、電子端末70は、図5に示されているRAM603及びEEPROM604のいずれかによって構築される記憶部7000を有している。記憶部7000には、コンテンツ保存DB7001が記憶されている。コンテンツ保存DB7001が記憶する情報はコンテンツサーバ10のコンテンツDB1001と同じである。ただし、電子端末70は、教室サーバ50から受信したコンテンツのみを記憶する。
(電子端末70の機能について)
電子端末70の送受信部71は、図5に示したCPU601や無線LAN通信部613等により実現され、時間割サーバ30などと各種のデータの送受信を行う。なお、本実施形態では、電子端末70の送受信部71はデータの送受信を行わなくてよい。
電子端末70のコンテンツ受信部72は、図5に示したCPU601及び近距離無線通信部615等により実現され、教室サーバ50を検出すると教室サーバ50からコンテンツを受信する。
電子端末70の表示制御部73は、図5に示したCPU601及びディスプレイ616等により実現され、ディスプレイ616に各種の情報を表示する。本実施形態ではコンテンツをディスプレイ616に表示する。
電子端末70の操作受付部74は、図5に示したCPU601及びタッチパネル617等により実現され、電子端末70に対する各種の操作を受け付ける。
記憶・読出部79は、図5に示されているCPU601からの命令、RAM603及びEEPROM604等によって実行され、記憶部7000に各種データを記憶したり、記憶部7000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下では電子端末70が記憶部7000にアクセスする場合でも「記憶・読出部79を介して」という記載を省略する場合がある。
<教室サーバ50の配置について>
図7を用いて教室サーバ50の配置について説明する。図7は、教室20における教室サーバ50の配置例を示す図である。図7では5つの教室サーバ50が配置されている。出入り口201の近くにそれぞれ教室サーバ50が配置されているため、教室20に入室した生徒9は席に着く前にコンテンツを受信することができる。また、席に着いた生徒9は自分の席の近くの教室サーバ50に接近してコンテンツを受信することもできる。例えば、休み時間などにも近くの教室サーバ50に接近してコンテンツを受信することができる。
なお、図7の配置例は、教室サーバ50同士が接近しないように配置された例に過ぎず、教室サーバ50のコーナーが設けられ複数の教室サーバ50が隣接するように配置されてもよい。また、教室サーバ50と称しているが教室に配置されるだけではなく、複数いる生徒9が自身たちの近傍で自分たちの電子端末70にコンテンツを受信するため、局所的なコンテンツサーバ10(コンテンツサーバ10が分散して配置されている)やコンテンツを中継する中継サーバ4として使用されることを目的として配置される。
このため、小規模な学校であれば教室サーバ50は全学内に一つ配置されればよい場合もある。また、大規模な学校や塾ではひとつの教室に複数の教室サーバ50が配置される場合もある。
教室サーバ50は有線より通信帯域で劣ることが多い無線LAN(Wi−Fiなど)でコンテンツサーバ10と通信する。生徒9が携帯する電子端末70も無線LAN(Wi−Fiなど)の通信機能を持っている可能性が高い。しかし、多数の生徒9が無線LANで無線AP7に接続してコンテンツサーバ10から大容量のコンテンツを同時にダウンロードするには、無線LANの通信帯域では不十分である。無線LANの電波は比較的広い範囲に到達するため、大規模な学校などでは無線LAN(無線AP7)のネットワークの中に100名以上の生徒9がいる場合もある。無線LANにはいくつかのチャネルがあるもののそのような大人数で電波をシェアすると、ひとつの電子端末70が通信に利用できる通信帯域は非常に小さくなり、コンテンツのダウンロードに多くの時間がかかってしまう。
このような不都合を解消するため本実施形態では、教室サーバ50という無線LANのクライアントを用意し、教室サーバ50と電子端末70との間で近距離高速通信を行う。これにより、高速にコンテンツを配信することができる。IEEE802.11ad又はWiGigの電波が到達する距離は短いが、その代わり非常に高速である。生徒9たちはこのような教室サーバ50の近傍に行き、IEEE802.11ad又はWiGig に対応した電子端末70をかざすことで、短時間に授業のコンテンツを受信することができる。
仮に休み時間という短い時間内でも、従来の無線LANでは困難だった、多数の生徒9へのコンテンツの配信が可能となる。
なお、複数の教室サーバ50が近傍に存在していても、IEEE802.11ad又はWiGig の電波は直進性が強くまた到達距離が短いため、近傍にある各教室サーバ50が同一のチャネルをそれぞれに100%占有して通信できる。つまり、混信したり同時に複数の電子端末70と通信してしまう可能性が低い。
教室サーバ50は、容量が限られたコンテンツ一時記憶DB5001に、適切なコンテンツを記憶している。すなわち、翌日の授業が始まるまでに教室サーバ50が配置された教室で講義されるコンテンツを記憶している必要がある。本実施形態では、授業が始まるまでの夜間にコンテンツサーバ10が翌日のコンテンツを教室サーバ50に配信しておく。コンテンツサーバ10と無線AP7を結ぶネットワークN1及び無線AP7は、昼間、生徒9が私用で使用したり授業で使用されている。ネットワークN1は他の教室とも共通である。このため、ネットワークN1や無線AP7の昼間の通信帯域は不足するおそれがある。
そこで、上記のようにコンテンツサーバ10は授業が始まるまでの夜間にコンテンツを教室サーバ50に配信しておく。より具体的には、翌日の授業が始まる予定時刻までに教室サーバ50が全てのコンテンツを受信できるように、コンテンツサーバ10がコンテンツを配信しておく。
教職員8は授業の前日までにコンテンツをコンテンツサーバ10に登録する場合が多いと考えられるが、直前になって登録したり修正したりする場合も生じうる。このため、コンテンツサーバ10はコンテンツの配信を、コンテンツのサイズや通信速度を考慮して予定時刻に間に合う適切な開始時刻に開始する。つまり、予定時刻に対し早すぎずかつ遅れない(過不足のない)開始時刻を算出する。これにより、教職員8はコンテンツを十分に検討する時間を得られ、かつ、コンテンツが授業の開始前に配信されるように時間保証した配信が可能になる。
なお、教職員8が開始時刻までにコンテンツを用意できない場合が生じうる。例えば、当日や前日の受験で出された内容を教材とするような場合である。この場合は、開始時刻を過ぎているので、コンテンツサーバ10はコンテンツが登録され次第、速やかに教室サーバ50にコンテンツを配信する。生徒9は休み時間に電子端末70でコンテンツを受信することになるが、教室サーバ50と電子端末70は近距離高速通信で通信するため、生徒9の少なくとも大部分が授業までにコンテンツを受信できる。
<動作手順>
情報配信システム100が行う動作手順について状況を想定しながら順番に説明する。
<<教職員PC40によるコンテンツの登録>>
図8は、教職員PC40がコンテンツをコンテンツサーバ10に登録する手順を示すシーケンス図の一例である。
S1:教職員8はコンテンツを教職員PC40に記憶させている。教職員PC40の操作受付部74は教職員8の操作を受け付け、コンテンツをコンテンツサーバ10に配信する。配信の際のプロトコルなどとしてはFTP(File Transfer Protocol)やHTTP(Hypertext Transfer Protocol)などの通信プロトコルが知られているが、どのような方法で配信してもよい。
S2:コンテンツサーバ10のコンテンツ登録部12は受信したコンテンツに新たにコンテンツIDを採番する。また、コンテンツ登録部12はコンテンツ、コンテンツID、及び、コンテンツのファイルのサイズをコンテンツDB1001に記憶させる。
S3:コンテンツサーバ10はコンテンツIDを教職員PC40に送信する。
S4:教職員8は時間割サーバ30に対し、コンテンツを使用する全ての授業についてコンテンツIDを登録する。具体的には教職員8が年月日、時限、授業及び場所情報を指定すると、教職員PC40の操作受付部74がそれを受け付け、コンテンツIDと共に送信する。なお、年月日、時限、及び授業が決まれば場所情報が決まり、年月日、時限、及び場所情報が決まれば授業が決まるので、授業又は場所情報はどちらかが送信されてもよい。
S5:時間割サーバ30の送受信部31はコンテンツID、年月日、時限、授業及び場所情報を受信する。時間割サーバ30はコンテンツID、年月日、時限、授業及び場所情報を時間割DB3001に登録する。すでに同じ授業のコンテンツが登録されている場合があるため、時間割サーバ30は同じ授業が登録されているか否かを判定し(年月日、時限、授業及び場所情報が同じレコードを検出する)、同じ授業がある場合はコンテンツIDを追加するだけでよい。あるいは、時間割DB3001に新たにレコードを追加してもよい。コンテンツサーバ10は年月日、時限、授業及び場所情報で特定されるコンテンツを全て教室サーバ50に配信するためである。また、修正版のコンテンツが登録されたため、同じファイル名のコンテンツがコンテンツサーバ10に登録される場合があるが、教職員8が上書き又は追加保存を選択できてもよいし、同じファイル名がある場合はコンテンツサーバ10が別のファイル名を付与して保存してもよい。
この後、コンテンツサーバ10は、時間割サーバ30からコンテンツの登録又は更新の通知を受けて、又は、定期的に若しくは通信帯域に余裕がある時間帯に時間割サーバ30と通信して、使用されるコンテンツを教室20ごとに決定し、コンテンツの配信を開始する開始時刻を算出する。教職員8は授業の直前までコンテンツを登録したり修正する可能性があるため、厳密にはコンテンツの総容量は直前まで定まらない。しかし、コンテンツの追加や修正のたびに開始時刻を算出することで、コンテンツが用意(コンテンツサーバに登録)されればコンテンツの配信を開始することができる。
なお、図8のような手順は一例に過ぎず、教職員8は次のようにコンテンツを登録してもよい。教職員8は教職員PC40を操作して、年月日、時限、授業及び場所情報をコンテンツサーバ10に対し指定してコンテンツと共にコンテンツサーバ10に送信してもよい。この場合、コンテンツサーバ10はコンテンツIDを採番して、年月日、時限、授業、場所情報及びコンテンツIDを時間割サーバ30に送信する。したがって、教職員8はコンテンツサーバ10にだけアクセスすればよいので操作が容易になる。
<<教室サーバ50への配信>>
図9は、コンテンツサーバ10がコンテンツを教室サーバ50に配信する処理の手順を示すフローチャート図の一例である。図9の処理は、コンテンツが登録されたことを時間割サーバから通知されたり、ネットワークN1の混雑が緩和される時間帯になると実行される。混雑が緩和される時間帯とは例えば夜間である。また、夜間とは、例えば22時〜翌8時など予め決まっている。
まず、コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、時刻管理部13が管理する現在の日付と時刻を取得する(S10)。
次に、コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、翌日の授業に必要なコンテンツIDと場所情報を時間割サーバ30から取得する(S20)。時間割サーバ30は時間割テーブルの年月日を参照し、年月日が現在の日付に対し翌日となるレコードを特定し、該レコードに登録されているコンテンツIDと場所情報を読み出しコンテンツサーバ10に送信する。
コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、場所情報が同じコンテンツIDを全て特定し、コンテンツDB1001から各コンテンツのサイズを読み出す(S30)。したがって、教室20ごとに翌日の予定時刻までに教室サーバ50に配信すべきコンテンツのサイズが分かる。
コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、場所情報が同じコンテンツIDに対応付けられているコンテンツのサイズを合計する(S40)。これにより、ある教室20の1つの教室サーバ50に配信すべきコンテンツの総容量が得られる。
コンテンツの総容量=1つの教室に配信されるコンテンツのサイズの合計
コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、教室にある教室サーバ50の数を教室ごとに決定する(S50)。これは、コンテンツサーバ10から教室サーバ50への通信はTCPプロトコルが使用されるため、教室サーバ50の数だけ配信時間が必要になるためである。開始時刻算出部14は、教室サーバ50の数をコンテンツの総容量に乗じて総容量を更新する。
コンテンツの総容量=コンテンツの総容量×教室にある教室サーバ50の数
なお、各教室にある教室サーバ50の数とIPアドレスは予めコンテンツサーバ10が保持している。あるいは、全ての教室サーバ50に同報的に又は個別に場所情報を問い合わせてもよい。これにより、場所情報とIPアドレスが分かる。同じ場所情報を返す教室サーバ50の数を数えることで教室にある教室サーバ50の数が分かる。あるいは、教室サーバ50からコンテンツサーバ10に定期的に場所情報を送信することでIPアドレスと場所情報を通知してもよい。
コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、ステップS50の総容量とネットワーク設計上の通信速度を用いて教室に配信される全てのコンテンツの配信完了に必要な配信時間を算出する(S60)。ネットワーク設計上の通信速度は、無線AP7と教室サーバ50の間のネットワークN2の通信速度である。これは、最も遅い通信速度で全体の通信速度が決まるためである。例えば、総容量が10Gバイト、ネットワーク設計上の通信速度が2Mバイト/秒であるとすると、配信時間は以下のようになる。
配信時間=10〔Gバイト〕/2〔M/秒〕=2000秒=約83分
コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、授業の当日の予定時刻に対し、配信時間を逆算して開始時刻を算出する(S70)。例えば、予定時刻を早朝の時刻(7時)とすれば、開始時刻は以下のように計算される。
開始時刻=7時−83分=5時47分
なお、1時間未満を切り捨ててもよい。予定時刻よりも前にコンテンツの配信が完了していることが好ましいためである。このように教室20ごとに開始時刻をコンテンツサーバ10が算出することが、コンテンツの配信計画を作成することに相当する。
コンテンツサーバ10のコンテンツ配信部15は、時刻管理部13が管理する現在時刻に基づき開始時刻になったか否かを判定し、開始時刻が到来するとコンテンツの配信を開始する(S80)。上記のように、コンテンツ配信部15は全ての教室サーバ50に場所情報を問い合わせて、ステップS40で求めたある教室20に配信される全てのコンテンツを教室サーバ50に配信する。
なお、コンテンツサーバ10は同じ教室20の教室サーバ50と並列に通信できないが、別の教室20の教室サーバ50とは並列に通信できる。例えば、コンテンツサーバ10は教室Aの教室サーバ50と教室Bの教室サーバ50と並列に通信できる(教室Aの教室サーバ50-1と教室サーバ50-2とは並列に通信できない)。これは、教室20が異なる場合は、配信の対象のリソースであるコンテンツが異なるためTCPの制約を受けないためである。したがって、コンテンツサーバ10が複数の教室20に対しコンテンツを配信している時間帯が重複してもよい。
このような処理によって、従来、多数の生徒9の電子端末70に予定時刻までに配信することが難しかったコンテンツを、伝送速度が必ずしも高くない無線LANを使って配信することができる。
(配信時間の算出方法)
配信時間を機械学習により算出してもよい。例えば、ニューラルネットワークを例にして説明する。ニューラルネットワークは入力層→中間層→出力層の構造を有し、入力層に1つ以上の入力情報が与えられると、中間層と出力層を経て1(正)又は0(誤)を出力層が出力する。入力層と中間層と出力層はそれぞれ結合係数で結合されており、結合係数が大きいほど結びつきが強い。
入力層に、例えば、総容量とネットワーク設計上の通信速度を入力すると、出力層への入力でニューラルネットワークにより算出される配信時間が得られる。出力層はこの配信時間と教師信号として実際に必要だった配信時間を比較し、算出された時間の方が実際に必要だった配信時間以下の場合に1、そうでない場合に0を出力する。
出力が0の場合、算出された時間と実際に必要だった配信時間の差を最急降下法により結合係数に反映させる(変えていく)。入力層への入力値を変えて徐々に結合係数を変えていくことで、ニューラルネットワークは実際に必要な配信時間に近い値を出力できるようになる。このような学習方法を誤差逆伝播法(バックプロパゲーション)という。
<<直前のコンテンツの登録>>
教職員8が当日や授業の直前にコンテンツを登録する場合について説明する。
図10は、教職員PC40がコンテンツをコンテンツサーバ10に登録する手順を示すシーケンス図の一例である。なお、図10の説明では、主に図8との相違について説明する。図10のうちステップS1〜S5は図8と同様である。
S6:時間割サーバ30の送受信部31は登録又は更新された時間割のレコードをコンテンツサーバ10に送信する。これは、コンテンツの登録や更新を契機にしてもよいし、コンテンツサーバ10からの要求に応じてもよい。
S7:コンテンツサーバ10のコンテンツ配信部15は、登録又は修正された時間割のレコードが翌日又は当日に配信されるか否かを判定する。これは時間割サーバ30から送信された時間割の年月日が前日か又は当日かを判定すればよい。
S8:コンテンツサーバ10の開始時刻算出部14は、新たに追加されたコンテンツが配信される授業で使用される全てのコンテンツを特定する。年月日、時限、授業及び場所情報が一致する時間割テーブルのコンテンツIDを時間割サーバ30から取得すればよい。そして、未だ教室サーバ50に配信していないコンテンツを特定する。教室サーバ50に配信されたコンテンツはコンテンツDB1001から削除してもよいし、例えば当日中は保存しておき配信済みのコンテンツにフラグを付してもよい。開始時刻算出部14は教室サーバ50に配信していない全てのコンテンツの配信に必要な時間を計算し、予定時刻から逆算して開始時刻を算出する。開始時刻の算出方法については図9にて説明した。
S9:そして、コンテンツサーバ10のコンテンツ配信部15は、開始時刻になったか、又は、開始時刻を既に超過している場合、コンテンツの配信を開始する。ある授業についてすでに配信を開始している1つ以上のコンテンツがある場合がある。その場合は、当該授業のためにすでに配信が開始されているコンテンツの配信が全て終了すると、追加されたコンテンツの配信を開始する。
このように、コンテンツが登録又は修正されると配信時間が再計算されるので、コンテンツが追加されたり修正されても翌日の早朝や授業が開始される予定時刻までにコンテンツを配信する時間保証がしやすくなる。また、開始時刻が予定時刻を過ぎている場合は、コンテンツの登録や修正の後、すぐにコンテンツを教室サーバ50に配信できる。
<<教室サーバ50から電子端末70への送信>>
図11は、教室サーバ50がコンテンツを電子端末70に送信する処理の手順を示すフローチャート図の一例である。まず、IEEE802.11ad又はWiGigでは、アクセスポイントをPBSS(Personal Basic Service Set)又はPCP(PBSSセントラルポイント)と称し、PBSSに接続する電子端末70をステーションと称する。
このため、教室サーバ50は、IEEE802.11ad又はWiGigのPBSSコントロールポイントとして動作する(S10)。したがって、教室サーバ50のコンテンツ送信部52はIEEE802.11ad又はWiGigのPBSSコントロールポイントとして動作して、コンテンツの送信を制御する。
また、電子端末70はステーションとして教室サーバ50に接続する(S20)。すなわち、電子端末70のコンテンツ受信部72はIEEE802.11ad又はWiGigのステーションとして動作してコンテンツを受信する。
電子端末70が教室サーバ50の電波の送信範囲にはいると、電子端末70と教室サーバ50の近距離無線通信部509がMAC層で接続する(S30)。MAC層で接続すると、IP層に接続されたことを示すイベントが発生する。MAC層とは、OSI参照モデルのデータリンク層又はTCP/IPモデルのデータリンク層に相当する通信モデルのレイヤである。なお、データリンク層は正確にはMAC副層とLLC副層に分かれている。データリンク層はフレームにヘッダとトレイラをつけ、データを送り届けたりエラー訂正などを行う。IP層はOSI参照モデルのネットワーク層又はTCP/IPモデルのインターネット層に相当する通信モデルのレイヤである。ネットワーク層はIPアドレスを元にパケットをどのような経路で届けるのかを制御する。
すると、電子端末70と教室サーバ50はIP設定を行い、TCPプロトコルで接続する(S40)。アドホックな接続であるため、たとえば両者はAutoIP(DHCPサーバによるIP付与のこと)やIPv6 link local address(IPv6においてルータを超えない同一リンク上で有効なIPアドレス)などを使用して、ステートレスかつ自律的にIP接続である。
TCPプロトコルによる接続が可能となるため、教室サーバ50はHTTPやFTPなどのプロトコルでコンテンツを電子端末70に送信する(S50)。
教室サーバ50のコンテンツ送信部52はコンテンツの送信中に接続が切断されたか否かを判定する(S60)。送信中かどうかはコンテンツの総容量を送信し切れていないことから検出できる。
ステップS60の判定がNoの場合、コンテンツの送信が完了したので、教室サーバ50のコンテンツ送信部52は、電子端末70に送信完了を送信する(S70)。これにより、電子端末70は送信完了を意味する音声を音声出力部610から出力するので、生徒9はコンテンツを受信できたことを把握できる。
ステップS60の判定がYesの場合、教室サーバ50のコンテンツ送信部52はTCP接続を切断し、電子端末70に伝送エラーを送信する(S80)。これにより、電子端末70の表示制御部73はディスプレイ616にエラーを表示したり音声出力部610から音声を出力するので、生徒9はコンテンツを受信できなかったことを把握できる。
コンテンツは教室内でしか送信されないので漏えいを抑制して電子端末70に送信できる。また、TCPプロトコルで接続するのでコンテンツの信頼性も確保できる。
以上説明したように本実施例の情報配信システム100は、コンテンツの総容量などから配信時間を推定し、授業が開始される予定時刻に対し配信時間を逆算するので、無線LANなどの比較的、通信速度が遅いネットワークN1を用いても予定時刻までに確実にコンテンツを教室サーバ50まで配信することができる。教室サーバ50から電子端末70までは近距離高速通信で短時間にコンテンツを送信できる。したがって、ある決められた予定時刻までに生徒9の電子端末70にコンテンツを配信することができる。配信の開始時刻は過不足のない時間なので、教職員8は開始時刻の直前までコンテンツを作成したり変更したりすることができる。
本実施例では、会議に参加する参加者に会議の説明資料を配信する情報配信システム100について説明する。企業などで行われる日常的な会議、参加者が所属する団体が開催する会議、不特定の者が参加可能な会議、各国から招かれた参加者が参加する会議(国際会議)など、多くの会議が開催されている。
会議によっては電子端末70で動作する専用のアプリケーションソフトウェアが用意される。アプリケーションソフトウェアは会議の開催前から利用可能となり、参加者が許可することでプログラム配信用のサーバから参加者の電子端末70にインストールされる。アプリケーションソフトウェアがインストールされた電子端末70は、会議の会期中、会議の予定表、会議のアジェンダ、及び、説明資料などを会議の運営用のサーバ(後述する配信サーバ)から取得できる。また、アプリケーションソフトウェアによっては既存のSNS(Social Networking Service)と連携する機能が搭載されることもある。SNSとの連携とは、SNSが提供するAPI(Application Interface)とSNSのユーザアカウントを利用して種々の機能を提供することをいう。アプリケーションソフトウェアがSNSに登録済みの参加者の情報を使用したり、アプリケーションの情報をSNSに提供したりすることができる。
アプリケーションソフトウェアはブラウザと異なり独自のUI(画面)を有しているが、サーバと通信してサーバが配信するコンテンツを見せる機能も有している(ブラウザと同等の機能を有している。)。したがって、Webページの閲覧と同様に、ユーザのアクセス集中がそのままサーバの負荷につながり、情報配信システム100が安定したサービスを提供するには相応のネットワークリソースが必要となる。
例えば、無線LANで説明資料であるコンテンツが会議の会場にいる多数の参加者に提供される場合、コンテンツサーバ10に同時に接続可能な電子端末70の数又は無線チャネルの数の上限により電子端末70の通信が制限され、通信が十分にできなくなることも多い。
そこで、本実施例の情報配信システム100は、近距離高速無線を用いることなく、かつ、セキュリティも担保された通信方法で、無線LANのアクセスの集中を緩和する。
図12は、本実施例における情報配信システム100の全体的な構成の概略を説明する図の一例である。会議の会場に敷設された会場ネットワークNを介して無線AP7、配信サーバ80,コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、及び、ユーザアカウントサーバ90が接続されている。会議の会場には随所に無線AP7が配置されており、参加者が通行する通路、待機するロビー、及び、参加者が会議に参加する会議室等には無線LANの電波が到達する。コンテンツサーバ10は無線AP7を介して参加者3が持つ電子端末70に会議の説明資料(コンテンツ)を安定的に提供する。後述するように、電子端末70は参加者3が参加する会議かどうかに関係なく配信される会議のコンテンツを受信する。
参加者3の電子端末70には上記したアプリケーションソフトウェアがインストールされている。アプリケーションソフトウェアはユーザの認証、コンテンツの受信、コンテンツの加工(主に復号)を行う。これらにより、ユーザが見てよいコンテンツのみをユーザが閲覧可能となる。
本実施例では、情報配信システム100が配信サーバ80とユーザアカウントサーバ90を有している。配信サーバ80はコネクションレス又はオンデマンドでコンテンツを配信する。また、ユーザアカウントサーバ90は、ユーザを認証しユーザがアクセスする権利を有するコンテンツのアクセストークンをコンテンツサーバ10に配信する。コンテンツサーバ10と時間割サーバ30の主な機能や有する情報は実施例1と同様であるが、会議に即した機能や情報を有している。
<機能について>
図13は、本実施例の情報配信システム100に含まれるコンテンツサーバ10、時間割サーバ30、ユーザアカウントサーバ90、配信サーバ80、及び、電子端末70の機能ブロック図である。
<<コンテンツサーバ10の機能構成>>
コンテンツサーバ10は、送受信部11、コンテンツ取得状況取得部16、時刻管理部13、コンテンツ配信計画部17、コンテンツ鍵提供部18、及び、記憶・読出部19を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。なお、実施例1にて説明した機能又は手段と異なる機能又は手段について説明する。
また、コンテンツサーバ10は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部1000を有している。記憶部1000には、コンテンツDB1001とコンテンツ配信状況DB1002が記憶されている。まず、これらのDBについて説明する。
Figure 2017111766
表3は、コンテンツサーバ10の記憶部1000に構築されるコンテンツDB1001が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルをコンテンツテーブルという。コンテンツテーブルには、コンテンツIDに対応付けてコンテンツのファイル名、サイズ及び復号鍵が登録されている。コンテンツID、コンテンツのファイル名及びサイズについては実施例1と同様である。ただし、コンテンツは暗号化されている。復号鍵は電子端末70がコンテンツを復号するための鍵であり、電子端末70に配信される。
Figure 2017111766
表4は、コンテンツサーバ10の記憶部1000に構築されるコンテンツ配信状況DB1002が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルをコンテンツ配信状況テーブルという。コンテンツ配信状況DB1002はコンテンツを必要とする参加者3がどのくらい存在し、配信された(配信されていない)参加者3がどのくらい存在するかをコンテンツサーバ10が記録するためのデータベースである。コンテンツ配信状況DB1002は、コンテンツID、必要ユーザリスト、及び、受信済みユーザリストを有している。必要ユーザリストは、コンテンツを必要としている参加者3のリストである。必要ユーザリストによりコンテンツを必要としている参加者3の人数が分かる。参加者3はセッションごとに事前に登録されており、コンテンツを必要としている参加者3とはセッションに登録されている者をいう(具体的には参加者IDのリスト)。必要ユーザリストは、セッションへの登録の期限である例えば会議の当日までにユーザが登録したセッション(後述するユーザアカウントDBの購入済みセッション)を用いてコンテンツサーバ10により作成されている。受信済みユーザリストは、実際にコンテンツを受信できた参加者をいう(具体的には参加者IDのリスト)。受信済みユーザリストは会議の当日になると参加者3の電子端末70のコンテンツの受信状況に応じて更新される。受信済みユーザリストによりコンテンツを受信して復号できた参加者3の人数が分かる。
(コンテンツサーバ10の機能について)
コンテンツサーバ10のコンテンツ取得状況取得部16は、図3に示したCPU506や通信I/F等により実現され、電子端末70からコンテンツの受信が完了した参加者3の参加者IDとコンテンツIDを受信して、コンテンツ配信状況DB1002の受信済みユーザリストに参加者IDを登録する。
コンテンツ配信計画部17は、図3に示したCPU506等により実現され、後述するポリシー1〜5に基づきコンテンツの配信計画を作成する。
コンテンツ鍵提供部18は、図3に示したCPU506等により実現され、ユーザアカウントサーバ90により認証された参加者3の電子端末70にコンテンツの復号鍵を提供する。
<<時間割サーバ30の機能構成>>
時間割サーバ30は、送受信部31、時間割提供部32、及び、記憶・読出部39を有している。これらの機能又は手段は実施例1と同様である。
また、時間割サーバ30は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部3000を有している。記憶部3000には、時間割DB3001が記憶されている。時間割DB3001について説明する。
Figure 2017111766
表5は、時間割サーバ30の記憶部3000に構築される時間割DB3001が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルを時間割テーブルという。時間割テーブルには、日時、セッション、場所情報、及びコンテンツIDが対応付けて登録されている。日時とはセッションの日付と会議開催時刻(セッション開始時刻とセッション終了時刻)である。セッションはある一連の会議のうちテーマなどで区分された小区分の会議である。セッションごとに1つのテーマについて説明があり議論される。場所情報は、会議などが行われる場所を意味し、具体的には会議室を特定する番号、名称、フロアと連番などで表される。
<<ユーザアカウントサーバ90の機能構成>>
ユーザアカウントサーバ90は、送受信91部、ユーザ認証部92、及び、記憶・読出部99を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、ユーザアカウントサーバ90は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部9000を有している。記憶部9000には、ユーザ情報DB9001とアクセス管理情報DB9002が記憶されている。まず、これらのDBについて説明する。
Figure 2017111766
表6は、ユーザアカウントサーバ90の記憶部9000に構築されるユーザ情報DB9001が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルをユーザ情報テーブルという。ユーザ情報テーブルは、参加者ID、認証情報(ユーザ名、パスワード)、購入済みセッション及びコンテンツIDを有している。参加者IDは情報配信システム100において参加者3を一意に特定するための識別情報である。ユーザ名は参加者3を特定するため名称であり例えば氏名、ニックネーム、アカウント名などである。パスワードは参加者3を認証するために用いられ原則的に参加者3しか知らない秘匿情報である。購入済みセッションは、参加者3が購入したセッションのセッションIDである。コンテンツIDは参加者が登録したセッションで使用されるコンテンツを示す。参加者3は事前に電子端末70などを操作して会議のホームページなどにアクセスしで会議に登録する。会議への登録により参加者3には参加者IDが付与され、参加者ID、セッションID(購入済みセッション)、ユーザ名及びパスワードがユーザアカウントサーバ90において紐付けられる。参加者3は、参加者IDを用いて参加したいセッションに料金を支払って登録する。なお、本実施例ではセッションへの参加費が有料であるとして説明するが、セッションへの参加が無料であってもよい。この場合、参加者3は単にセッションに参加者IDを登録すればよい。
Figure 2017111766
表7は、ユーザアカウントサーバ90の記憶部9000に構築されるアクセス管理情報DB9002が有する情報をテーブル状に示す。このテーブルをアクセス管理情報テーブルという。アクセス管理情報テーブルは、参加者ID、セッションID、及び、アクセストークンを有している。本実施例では、OAUTH2という認証の仕組みを使用してコンテンツサーバ10がユーザアカウントサーバ90からユーザが登録したセッションに対応するアクセストークンを取得する。アクセストークンは、ユーザアカウントサーバ90が参加者とコンテンツサーバ10を認証するとユーザアカウントサーバ90により作成され、コンテンツサーバ10に配布される。詳細は後述される。
(ユーザアカウントサーバ90の機能について)
ユーザアカウントサーバ90の送受信部91は、図3に示したCPU506や通信I/F等により実現され、コンテンツサーバ10等と各種のデータを送受信する。
ユーザアカウントサーバ90のユーザ認証部92は、図3に示したCPU506等により実現され、参加者3の電子端末70から配信されたユーザ名(又は参加者IDでもよい)とパスワードの組が、ユーザ情報DB9001に記憶されているか否かに基づきユーザを認証する。
記憶・読出部99は、図3に示されているCPU506からの命令、RAM504、ROM505及びHDD508等によって実行され、記憶部9000に各種データを記憶したり、記憶部9000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下では時間割サーバ30が記憶部9000にアクセスする場合でも「記憶・読出部99を介して」という記載を省略する場合がある。
<<配信サーバ80の機能構成>>
配信サーバ80は、送受信部81、コネクションレス配信部82、オンデマンド配信部83、及び、記憶・読出部89を有している。これら各部は、図3に示されている各構成要素のいずれかが、HDD508からRAM504に展開されたプログラムに従ったCPU506からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。
また、配信サーバ80は、図3に示されているRAM504、ROM505及びHDD508のいずれかによって構築される記憶部8000を有している。記憶部8000には、コンテンツサーバ10から送信され、配信すべきコンテンツが記憶される。
配信サーバ80の送受信部81は、図3に示したCPU506や通信I/F等により実現され、コンテンツサーバ10等と各種のデータを送受信する。
配信サーバ80のコネクションレス配信部82は、図3に示したCPU506等により実現され、無線AP7を介して電子端末70にコンテンツを配信する。詳細は後述されるが、コネクションレス配信部82は、電子端末70とTCPコネクション(データ転送のための論理的な通信経路)を設定することなくコンテンツを配信する。すなわち、UDPによりコンテンツを配信する。また、無線AP7が送信可能な最大の通信速度よりも遅い通信速度で繰り返しコンテンツを配信する。これはTCPと異なりUDPでは配信サーバ80が受信できたかどうかを確認できないため、電子端末70が再送などを要求しなくても受信できる可能性を高めるためである。
配信サーバ80のオンデマンド配信部83は、図3に示したCPU506等により実現され、無線AP7を介して電子端末70から要求されたコンテンツを配信する。オンデマンド配信部83はTCPコネクションを確立して電子端末70にコンテンツを配信する。
記憶・読出部89は、図3に示されているCPU506からの命令、RAM504、ROM505及びHDD508等によって実行され、記憶部8000に各種データを記憶したり、記憶部8000に記憶された各種データを読み出す処理を行う。なお、以下では時間割サーバ30が記憶部8000にアクセスする場合でも「記憶・読出部89を介して」という記載を省略する場合がある。
<<電子端末70の機能構成>>
電子端末70は、送受信部71、第1コンテンツ受信部75、第2コンテンツ受信部76、表示制御部73、操作受付部74、コンテンツ復号部77、及び、記憶・読出部79を有している。これら各部は、図5に示されている各構成要素のいずれかが、EEPROM604からRAM603に展開されたプログラムに従ったCPU601からの命令によって動作することで実現される機能、又は提供される手段である。送受信部71、表示制御部73、操作受付部74、及び、記憶・読出部79の機能は実施例1と同様である。
また、電子端末70は、図5に示されているRAM603及びEEPROM604のいずれかによって構築される記憶部7000を有している。記憶部7000には、コンテンツ保存DB7001と時間割DB3001が記憶されている。コンテンツ保存DB7001が記憶する情報はコンテンツサーバ10のコンテンツDB1001と同じである。本実施例の電子端末70は、配信サーバ80から受信したコンテンツを記憶できる。ただし、暗号化されているため参加者3が登録したセッションだけを復号して表示できる。時間割DB3001は時間割サーバ30が保持するものと同じでよく、会議の会場で受信されてもよいし又は参加するセッションの登録時に取得されてもよい。また、電子端末70の時間割DB3001には参加者3が登録済みのセッションがフラグなどで特定されている。
(電子端末70の機能について)
電子端末70の第1コンテンツ受信部75は、図5に示されているCPU601等により実現され、配信サーバ80のコネクションレス配信部82がコネクションレスに配信するコンテンツを受信する。
電子端末70の第2コンテンツ受信部76は、図5に示されているCPU601等により実現され、配信サーバ80のオンデマンド配信部83が配信するコンテンツを受信する。電子端末70で動作するアプリケーションソフトウェアは会議の開始前に会議の予定表及び会議のアジェンダをすでに取得している。また、アプリケーションソフトウェアがコンテンツサーバ10又はユーザアカウントサーバ90にアクセスするとユーザが登録したセッションを取得できる(記憶部7000の時間割DB3001に記憶される)。第2コンテンツ受信部76は参加者3が登録したセッションとセッション開始時刻を時間割DB3001から特定して、配信サーバ80に対し配信を要求する。
電子端末70のコンテンツ復号部77は、図5に示されているCPU601等により実現され、コンテンツサーバ10から受信した復号鍵を用いて記憶部7000のコンテンツを復号する。
<コネクションレスなコンテンツの配信>
図14を用いてコネクションレスなコンテンツの配信について説明する。図14は配信サーバ80により無線AP7を介してコネクションレスに配信されるコンテンツを模式的に示す図である。
配信サーバ80はコネクションを確立しないという利点を活かして複数の無線AP7から同報的にコンテンツを配信する。すなわち、複数の無線AP7が同時に同じコンテンツを配信する。配信サーバ80は各コンテンツをチャンク(コンテンツが細分化されたもの)に区切って繰り返し配信しており、あるコンテンツの途中から受信を開始した電子端末70もいずれはコンテンツの全体(全てのチャンク)を受信できる。図14では4つのコンテンツが順番に繰り返し配信されている。
なお、図14では1つのコンテンツがまとめて配信されているが、配信サーバ80はチャンクごとにコンテンツを配信することが好ましい。すなわち、コンテンツ1のチャンク1,コンテンツ2のチャンク1,コンテンツ3のチャンク1,コンテンツ4のチャンク1,コンテンツ1のチャンク2,コンテンツ2のチャンク2,コンテンツ3のチャンク2,コンテンツ4のチャンク2…のように配信する。この場合、コンテンツが細分化されているので、単位時間当たりの配信データ量を制御しやすい。
また、図14を例にコンテンツの配信計画を説明する。図14では4つのコンテンツ1〜4が均等に配信されているため、単位時間がセッション1〜4に2.5割ずつ配分されている。このような単位時間あたりの各コンテンツの配信データ量の配分がコンテンツの配信計画の一部である。また、コンテンツ配信計画部17は、単位時間あたりの配信データ量がP%でもセッション開始時刻までにN回、各コンテンツを配信できるように開始時刻を決定する。P%はコンテンツの配信開始から終了までに保証される最低の単位時間あたりの配信データ量である(例えば10%)。したがって、N回を2回とすれば、配信サーバ80は単位時間あたりの配信データ量が10%でも2回、コンテンツを配信できる。単位時間あたりの配信データ量が10%の場合の通信速度は既知なので、コンテンツのサイズと通信速度から実施例1と同様に開始時刻を算出できる。実際には、単位時間あたりの配信データ量は10%以上となるので、N回以上の配信が可能になる。
<動作手順>
<<コネクションレスのコンテンツの配信手順>>
まず、ポリシー1〜5について説明する。
■ポリシー1
コンテンツ配信計画部17は各コンテンツに単位時間当たりの配信データ量を設定し、配信データ量で先頭のチャンクから順に配信していき、最後のチャンクを配信したら、再度、先頭のチャンクから配信することを繰り返す。
■ポリシー2
コンテンツサーバ10のコンテンツ配信状況DB1002に記憶されている必要ユーザリストと受信済みユーザリストを参照し、コンテンツを受信していない参加者3の数が多いコンテンツほど、単位時間当たりの配信データ量を増大させる。
■ポリシー3
コンテンツを受信していない参加者3の数が第1閾値以上のコンテンツのうち、該コンテンツを使用するセッションのセッション開始時刻が近いほうのコンテンツの単位時間当たりの配信データ量を増大させる。
■ポリシー4
コンテンツを受信していない参加者3の数が第1閾値未満になったら、コンテンツのオンデマンド配信を許可する。
■ポリシー5
セッション開始時刻以降はコンテンツのコネクションレス配信を行わない。
ポリシー1により参加者3は会場にいるだけで徐々にコンテンツを受信できる。ポリシー2によりコンテンツを受信した参加者3の数が増えれば他のコンテンツを高頻度に配信できる。ポリシー2,3によりコンテンツを受信していない参加者3の数が多いコンテンツでセッション開始時刻が近いほうのコンテンツほど高頻度に配信されるので、セッション開始時刻にコンテンツを受信していない参加者3の数を低減できる。ポリシー3により時間保証が容易になる。コンテンツを受信していない参加者3の数が減り高頻度な配信が停止してもポリシー4により参加者3はオンデマンドでコンテンツを確実に(TCPで)受信できる。ポリシー5によりセッション開始時刻以降は無駄な配信を停止できる。
図14を例にしてコンテンツの配信計画の作成方法を説明する。セッション1と2のセッション開始時刻が同じ、セッション3と4のセッション開始時刻(セッション1,2よりも後)が同じであるとする。
例えば、誰一人として参加者3がコンテンツを受信していない状況では、コンテンツ配信計画部17はポリシー3によりセッション1,2のコンテンツをセッション3,4のコンテンツよりも単位時間当たりの配信データ量を多くする。例えば、単位時間を十等分しセッション1,2に8割を配分し、セッション3,4に2割を配分する。
次に、参加者3がセッション1,2のコンテンツの受信を開始するが、セッション1の方が先にコンテンツを受信していない参加者3の数が少なくなったとする。この場合、コンテンツ配信計画部17はポリシー2にしたがって、セッション2の単位時間当たりの配分を多くして、セッション1の単位時間当たりの配分を少なくする。例えば、セッション1に3割、セッション2に5割を配分し、セッション3,4に2割を配分する。
やがて、セッション1、2共にコンテンツを受信していない参加者3の数が第1閾値未満になる。これにより、セッション1,2はポリシー3を満たさなくなり、コンテンツ配信計画部17はセッション3、4をセッション1,2よりも優先してコンテンツを配信する。例えば、セッション1、2に2割、セッション3,4に8割を配分する。また、ポリシー4によりセッション1,2のオンデマンド配信が可能になる。
セッション3,4のコンテンツを受信した参加者3の数に偏りが生じると、コンテンツ配信計画部17はポリシー2にしたがって、時間配分を決定する。例えば、セッション1、2に2割、セッション3に5割,セッション4に3割を配分する。
セッション1,2のセッション開始時刻が到来すると、コンテンツ配信計画部17はセッション1,2の配信を停止する。これにより、コンテンツ配信計画部17は単位時間をセッション3,4に全て割り当てる。例えば、セッション3に5割、セッション4に5割を割り当てる。これはコンテンツを受信していない参加者3の数がセッション3,4で同じ場合なので、コンテンツを受信していない参加者3の数によって偏りを設けてよい(ポリシー2)。
セッション3,4のセッション開始時刻が到来すると、コンテンツ配信計画部17はセッション3,4の配信を停止する。
図15を用いてコンテンツの配信手順について説明する。図15はコンテンツの配信手順について説明するフローチャート図の一例である。
S1:まず、コンテンツサーバ10のコンテンツ配信計画部17は配信計画を作成し、配信計画と共にコンテンツを配信サーバ80に送信する。コンテンツは予め暗号化されており、1つのコンテンツは複数のチャンクに細分化されている。チャンクにはもともとのコンテンツのコンテンツIDとコンテンツを復元するためのシーケンシャル番号が付与されている。なお、これらの処理は配信サーバ80が行ってもよい。
S2:配信サーバ80のコネクションレス配信部82は、チャンクをトラフィックシェーパーによって帯域制限しつつ(低い通信速度で)、コネクションレスでコンテンツを繰り返し配信する。配信計画には、単位時間当たりの各コンテンツの配信データ量が規定されているので、コネクションレス配信部82はこの配信データ量になるように各コンテンツをコネクションレスでコンテンツを繰り返し配信する。
また、コンテンツ配信計画部17は必要ユーザリストと受信済みユーザリストを適宜参照して、配信計画を更新し配信サーバ80に送信する。
参加者3の電子端末70のアプリケーションソフトウェアは、常時又は間欠的にデータグラム志向(データを送受信する場合、コンテンツに対していちいち受信確認を行なわない通信方法)で配信されるチャンクを受信する。電子端末70の第1コンテンツ受信部75はシーケンシャル番号にしたがってチャンクを繋ぎ合わせることで復元する。全てのチャンクが受信できると、ひとつのコンテンツとなり、そのコンテンツの受信を完了する。
<<オンデマンドのコンテンツの配信手順>>
図16はオンデマンドのコンテンツの配信手順について説明するフローチャート図の一例である。
S1:電子端末70の第2コンテンツ受信部76は、参加者3が登録したセッションのセッション開始時刻に基づき残り時間が予め決まった第2閾値未満(例えば、1時間〜30分など)になると、オンデマンドによるコンテンツを要求する。コンテンツ要求にはコンテンツIDが添付される。セッションIDを送信してもよい(セッションIDが分かればコンテンツIDが分かるため)。また、第2コンテンツ受信部76は繰り返し(例えば数分おきごとに)コンテンツを要求する。これは、ポリシー4が満たされるタイミングが不明だからである。
S2:配信サーバ80のオンデマンド配信部83は、ポリシー4にしたがってコンテンツサーバ10から必要ユーザリストと受信済みユーザリストを取得し、コンテンツを受信していない参加者3の数を算出する。そして、第1閾値未満かどうかを判定する。
S3:コンテンツを受信していない参加者3の数が第1閾値未満の場合、配信サーバ80のオンデマンド配信部83はコンテンツを電子端末70に配信する。なお、配信サーバ80の負荷を軽減するため、コンテンツの受信には認証を設けない。暗号化されているため認証は不要である。
S4:コンテンツを受信していない参加者3の数が第1閾値未満でない場合、配信サーバ80のオンデマンド配信部はオンデマンド未許可通知を電子端末70に送信する。電子端末70の表示制御部73はオンデマンド配信が未許可であることをディスプレイ616に表示してもよい。
上記のポリシー3によりセッション開始時刻が近いコンテンツが優先的に通信帯域を占有して配信されるが、セッション開始時刻が近くなってもまだコンテンツを受信し切れていない電子端末70が生じることは十分にありうる。本実施例ではポリシー4によってコンテンツのオンデマンド配信が許可されるため、電子端末70は配信サーバ80に対してコンテンツを直接要求して受信することができる。これにより、セッション開始時刻までにコンテンツの受信を完了させる時間保証がしやすくなる。
なお、オンデマンド配信には認証が不要なため、アクセス集中型DDOS攻撃のリスクが生じる。このため、一定以上、同一コンテンツの取得を繰り返すIPアドレスがあれば、配信サーバ80は該IPアドレスへのオンデマンド配信を禁止するなどの対応を行うことが望ましい。
<<復号鍵の取得>>
図17は、電子端末70がコンテンツサーバ10からコンテンツの暗号鍵を取得する手順を示すシーケンス図の一例である。電子端末70はコンテンツを受信できるがコンテンツは暗号化されている。このため、電子端末70は以下のようにして復号鍵を取得する。なお、図17の認証手順はOAuth2に従うものとするが、細かい処理は省略されている。
S1:電子端末70のアプリケーションソフトウェアは任意のタイミングで復号鍵を要求できる。すんわち、コンテンツの受信前でも復号鍵を要求できる。コンテンツの受信後に要求してもよい。電子端末70のコンテンツ復号部77はコンテンツサーバ10に対しコンテンツIDを指定して復号鍵を要求する。このコンテンツIDは参加者が登録しているセッションのコンテンツIDである。参加者が任意に選択するのではなく、アプリケーションソフトウェアが選択する。
S2:コンテンツサーバ10とユーザアカウントサーバ90は、OAuth2の仕組みに従い、電子端末70にアクセストークンを送信する。まず、コンテンツサーバ10は電子端末70をユーザアカウントサーバ90にリダイレクトさせる。
S3:電子端末70は認証情報とステップS1のコンテンツIDを配信サーバ80に送信する。
S4:ユーザアカウントサーバ90のユーザ認証部92は認証情報に基づき参加者3を認証する。本実施例では認証が成立したものとする。ユーザ認証部92はユーザ情報DB9001から認証された参加者3の購入済みセッションを読み出し、各購入済みセッションに受信したコンテンツIDが対応付けられているか否かを判定する。含まれていれば、アクセストークンと認証コードを作成し紐付けておく。そして、参加者IDとセッションIDに対応付けてアクセス管理情報DB9002に登録する。このアクセストークンはコンテンツサーバ10に対して電子端末70が指定したコンテンツIDに対応する復号鍵を取得するためのものである。また、ユーザアカウントサーバ90は認証結果として認証コードを送信する。
S5:電子端末70のコンテンツ復号部77は認証コードを受信するとコンテンツサーバ10に送信する。これは、認証が完了した旨をコンテンツサーバ10に通知するためである、
S6:コンテンツサーバ10は認証コードをユーザアカウントサーバ90に送信する。
S7:ユーザアカウントサーバ90のユーザ認証部92は認証コードを検証し、認証コードに紐付けておいたアクセストークンをアクセス管理情報DB9002から読み出してコンテンツサーバ10に送信する。
S8:コンテンツサーバ10はアクセストークンを電子端末70に送信する。コンテンツサーバ10はステップS1のコンテンツIDのコンテンツについて参加者3が取得する権限があると判定する。例えば、アクセストークンとコンテンツIDを紐付けておく。これにより、電子端末70は登録済みのセッションのコンテンツの復号鍵のみを取得できる。
S9:電子端末70のコンテンツ復号部77はアクセストークンをもってコンテンツを要求する。
S10:コンテンツサーバ10はアクセストークンに紐付いているコンテンツの復号鍵を電子端末70に送信する。
電子端末70のコンテンツ復号部77は、コネクションレス又はオンデマンドで受信したコンテンツを復号鍵で復号することでコンテンツを得る。そして、正常にコンテンツを復号できたら、コンテンツサーバ10に対して受信完了を通知する。
<<受信完了の通知>>
図18は、電子端末70がコンテンツサーバ10にコンテンツの受信完了を通知する手順を示すシーケンス図の一例である。図18の認証手順もOAuth2に従うものとする。このためステップS2〜S8の処理は図17と同様である。
S1:ステップS1では受信完了の旨と復号が完了したコンテンツのコンテンツIDのみが送信される。
S9:電子端末70のコンテンツ復号部77はアクセストークンと参加者IDをコンテンツサーバ10に送信する。
S10:コンテンツサーバ10はアクセストークンを受信すると、ステップS1で受信したコンテンツIDの受信済みユーザリストに参加者IDを登録する。
これによりコンテンツを復号できた参加者3が受信済みユーザリストに登録されるので、ポリシーに従ったコンテンツの配信が可能になる。
<<電子端末70によるコンテンツの受信>>
図19は、電子端末70がコンテンツを受信する手順を説明するフローチャート図の一例である。図19のステップS10〜S40の処理は並行して行われる。
電子端末70の第1コンテンツ受信部75はコネクションレスでコンテンツを受信し、チャンクをまとめて復元する(S10)。コネクションレスでは登録していないコンテンツも受信される。
電子端末70の第2コンテンツ受信部76はセッション開始時刻までの残り時間が第2閾値未満か否かを判定する(S20)。すなわち、時間割DB3001を参照して、参加者3が参加するセッションのセッション開始時刻と第2閾値を比較する。
ステップS20の判定がNoの場合、電子端末70はコネクションレスでコンテンツを受信する(S10)。
ステップS20の判定がYesの場合、第2コンテンツ受信部76はオンデマンドでコンテンツを取得する。処理の詳細は図16にて説明した。
電子端末70のコンテンツ復号部77は参加者3が登録しているセッションで使用されるコンテンツの復号鍵を取得する(S40)。すなわち、時間割DB3001を参照して、参加者3が参加するセッションのコンテンツIDをコンテンツサーバ10に送信し、復号鍵を取得する。処理の詳細は図17にて説明した。
コンテンツを受信でき、かつ、復号鍵を受信できると、電子端末70のコンテンツ復号部77はコンテンツを復号し、受信完了をコンテンツサーバ10に通知する(S50)。処理の詳細は図18にて説明した。
また、参加者3が電子端末70を操作してコンテンツを選択すると操作受付部74が操作を受け付け、表示制御部73がコンテンツをディスプレイ616に表示する(S60)。
こうすることで参加者3はコンテンツを受信するなどの明示的な操作をほとんど行うことなく自分が登録したコンテンツだけを復号して表示することができる。また、配信サーバ80はある決められた時刻までに電子端末70にコンテンツを配信することができる。
<その他の適用例>
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、実施例1のコンテンツサーバ10及び時間割サーバ30は機能上の分類であり、図6等では異なるサーバとして示されている。しかし、コンテンツサーバ10と時間割サーバ30の機能が同じサーバで提供されたり、コンテンツサーバ10が複数のサーバに機能分散されたり、時間割サーバ30が複数のサーバに機能分散されてもよい。
実施例2においても同様に、コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、ユーザアカウントサーバ90及び配信サーバ80が異なるサーバとして説明された。しかし、コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、ユーザアカウントサーバ90及び配信サーバ80は2つ以上の任意の組み合わせで1つのサーバに統合されてよい。また、コンテンツサーバ10、時間割サーバ30、ユーザアカウントサーバ90及び配信サーバ80がそれぞれ複数のサーバに機能分散されてもよい。
また、記憶部1000,3000、5000、8000、9000に図示したDBはそれぞれのサーバが有していてもよいし、ネットワーク上のNAS(Network Attached Storage)に記憶されていてもよい。
また、図6,13の機能ブロック図は、各サーバによる処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。コンテンツサーバ10、教室サーバ50、時間割サーバ30、ユーザアカウントサーバ90及び配信サーバ80の処理は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。
なお、開始時刻算出部14とコンテンツ配信計画部17の少なくとも一方は配信計画作成手段の一例であり、コンテンツ配信部15と配信サーバの少なくとも一方はコンテンツ配信手段の一例であり、中継サーバ4や教室サーバ50は中継装置の一例であり、時間割DB3001は時刻登録情報の一例であり、コンテンツDB1001はコンテンツ登録情報の一例であり、コンテンツ取得状況取得部16は管理手段の一例であり、ユーザアカウントサーバ90は認証手段の一例である。表示制御部73は表示制御手段の一例であり、コンテンツ鍵提供部18は鍵送信手段の一例である。情報配信システム100が行う方法は情報配信方法の一例である。
10 コンテンツサーバ
14 開始時刻算出部
15 コンテンツ配信部
16 コンテンツ取得状況取得部
17 コンテンツ配信計画部
18 コンテンツ鍵提供部
30 時間割サーバ
50 教室サーバ
70 電子端末
80 配信サーバ
90 ユーザアカウントサーバ
100 情報配信システム
特許第4660404号公報

Claims (16)

  1. 少なくとも一部が無線で構築されたネットワークを介して、聴衆に情報が伝えられるレクチャーにて使用されるコンテンツを電子端末に配信する情報配信システムであって、
    前記コンテンツが使用される時刻が登録された時刻登録情報を参照して、前記時刻よりも前に前記電子端末に前記コンテンツの配信が完了される配信計画を作成する配信計画作成手段と、
    前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画にしたがって、前記コンテンツを配信するコンテンツ配信手段と、
    を有する情報配信システム。
  2. 前記電子端末と近距離無線通信を行う移動可能な中継装置を有し、
    前記コンテンツ配信手段は、前記配信計画にしたがって無線で前記中継装置に前記コンテンツを配信する請求項1に記載の情報配信システム。
  3. 前記時刻登録情報には、前記コンテンツが使用される場所情報が登録されており、
    前記中継装置には配置されている場所の前記場所情報が登録されており、
    前記コンテンツ配信手段は、前記時刻登録情報に登録されている前記場所情報と同じ前記場所情報が登録された前記中継装置に前記コンテンツを配信する請求項2に記載の情報配信システム。
  4. 前記配信計画作成手段は、前記コンテンツのサイズが登録されたコンテンツ登録情報を参照し、前記中継装置に配信される前記コンテンツのサイズと前記ネットワークの通信速度から前記コンテンツの配信完了に必要な配信時間を算出し、前記時刻から前記配信時間を逆算して前記配信計画を作成するものであり、
    同じ場所情報が登録された複数の前記中継装置が存在する場合、同じ場所情報を有する複数の前記中継装置の数を前記配信時間に乗じる請求項3に記載の情報配信システム。
  5. 前記配信計画作成手段は、前記コンテンツのサイズとネットワーク設計上の通信速度を入力とし、推定される配信時間を出力とし、実際の配信時間を教師信号とするニューラルネットワークにより前記配信時間を算出する請求項4に記載の情報配信システム。
  6. 前記コンテンツ配信手段は、ネットワークの混雑が緩和される予め定められた時間帯に、論理的な通信経路であるコネクションを前記中継装置と確立して前記コンテンツを配信する請求項2〜5のいずれか1項に記載の情報配信システム。
  7. 前記コンテンツ配信手段は、複数の無線アクセスポイントを介して同報的に同じ前記コンテンツを前記電子端末に配信するものであり、
    前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画に含まれる各コンテンツの単位時間当たりの配信データ量にしたがって、同じ前記コンテンツを同報的に繰り返し配信する請求項1に記載の情報配信システム。
  8. 前記配信計画作成手段は、現在時刻が前記時刻に近い前記コンテンツほど、単位時間当たりの配信データ量を増大させる請求項7に記載の情報配信システム。
  9. 前記コンテンツの受信を完了した前記電子端末から受信完了の通知を取得して、前記コンテンツに対応付けて受信を完了した前記電子端末の数を管理する管理手段を有し、
    前記時刻登録情報に前記時刻が同じ複数の前記コンテンツが登録されている場合、
    前記配信計画作成手段は、前記コンテンツを受信する予定のユーザが登録されたリストにおける前記ユーザの人数と前記管理手段が管理する前記電子端末の数との差が第1閾値未満になると、前記時刻が同じ複数の前記コンテンツのうち、前記差が大きい前記コンテンツの単位時間当たりの配信データ量を前記差が小さい前記コンテンツよりも増大させる請求項7又は8に記載の情報配信システム。
  10. 前記配信計画作成手段は、前記時刻までの残り時間が第2閾値未満になると、前記電子端末からの要求により論理的な通信経路であるコネクションを前記電子端末と確立し、前記電子端末に前記コンテンツを配信することを許可する請求項7〜9のいずれか1項に記載の情報配信システム。
  11. 前記配信計画作成手段は、前記時刻が到来すると、前記時刻に使用される前記コンテンツの同報的な配信を停止する請求項7〜10のいずれか1項に記載された情報配信システム。
  12. 前記電子端末のユーザを認証すると共に、前記ユーザが取得できる前記コンテンツを保持する認証手段を有し、
    前記認証手段により前記ユーザの認証が成立した場合、前記ユーザが取得できる前記コンテンツの復号鍵を前記電子端末に送信する鍵送信手段を有する請求項7〜11のいずれか1項に記載された情報配信システム。
  13. 前記コンテンツ配信手段は、1つの前記コンテンツをシーケンシャル番号が付与された複数のチャンクに分割して配信し、
    前記電子端末は、前記シーケンシャル番号に基づき前記チャンクを結合して前記コンテンツを復元する請求項7〜12のいずれか1項に記載された情報配信システム。
  14. 前記コンテンツを受信した前記電子端末を、前記コンテンツをディスプレイに表示させる表示制御手段として機能させるプログラムを有する請求項1〜13のいずれか1項に記載された情報配信システム。
  15. 少なくとも一部が無線で構築されたネットワークを介して、聴衆に情報が伝えられるレクチャーにて使用されるコンテンツを電子端末に配信する情報処理装置を、
    前記コンテンツが使用される時刻が登録された時刻登録情報を参照して、前記時刻よりも前に前記電子端末に前記コンテンツの配信が完了される配信計画を作成する配信計画作成手段と、
    前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画にしたがって、前記コンテンツを配信するコンテンツ配信手段、として機能させるためのプログラム。
  16. 少なくとも一部が無線で構築されたネットワークを介して、聴衆に情報が伝えられるレクチャーにて使用されるコンテンツを電子端末に配信する情報配信システムが行う情報配信方法であって、
    配信計画作成手段が、前記コンテンツが使用される時刻が登録された時刻登録情報を参照して、前記時刻よりも前に前記電子端末に前記コンテンツの配信が完了される配信計画を作成するステップと、
    前記配信計画作成手段が作成した前記配信計画にしたがって、コンテンツ配信手段がコンテンツを配信するステップと、を有する情報配信方法。
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