Situation-aware Edge Computing

Zukünftige drahtlose Netze müssen immer größere Datenmengen bewältigen, die an oder von mobilen Geräten übertragen werden müssen. Außerdem erfordern neue Anwendungen, z.B. Augmented-Reality Spiele oder autonomes Fahren, niedrige Latenzzeiten und gleichzeitig hohe Bandbreiten. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurde das Paradigma des Edge Computing vorgeschlagen. Es bringt die Verarbeitungskapazitäten näher an die Nutzer heran und nutzt die Möglichkeiten von Telekommunikationsinfrastrukturen, z.B. Mobilfunk-Basisstationen oder drahtlose Zugangspunkte, aber auch von Endnutzergeräten wie Smartphones, tragbaren Geräten und eingebetteten Systemen. Das Edge Computing hat jedoch eigene Herausforderungen, z.B. wirtschaftliche und geschäftsbezogene Fragen oder Mobilität. Die Kenntnis der aktuellen Situation, d.h. die domänenspezifische Interpretation von Umgebungsinformationen, ermöglicht die Entwicklung von Ansätzen, die diese Herausforderungen adressieren. In dieser Arbeit wird das neue Konzept des situationsbewussten Edge Computing vorgestellt. Es ist in drei Bereiche unterteilt: situationsbewusstes Infrastruktur Edge Computing, situationsbewusstes Geräte Edge Computing Computing und situationsbewusstes eingebettetes Edge Computing. Daher werden die Konzepte Konzepte der Situation und des Situationsbewusstseins eingeführt. Außerdem werden für jeden Bereich Herausforderungen identifiziert und entsprechende Lösungen vorgestellt. Im Bereich des situationsbewussten Infrastruktur Edge Computing werden wirtschaftliche und geschäftliche Herausforderungen angesprochen, da Unternehmen, die Dienste und und Infrastruktur Edge Computing anbieten, Vereinbarungen über die Preise für die Nutzung durch andere treffen müssen. Im Bereich des situationsbewussten Geräte Edge Computing besteht die größte Herausforderung darin, geeignete Knoten zu finden, die einen Dienst ausführen können, und die Verbindungen eines Knotens in der nahen Zukunft vorherzusagen. Um schließlich situationsbewusstes eingebettetes Edge Computing zu ermöglichen, werden zwei neue Programmier- und Datenanalyseansätze vorgestellt, die es Programmierern ermöglichen, situationsabhängige Anwendungen zu entwickeln. Um die Durchführbarkeit, Anwendbarkeit und Bedeutung des situationsbewussten Edge Computings zu zeigen, werden zwei Fallstudien präsentiert. Die erste Fallstudie zeigt, wie situationsbezogenes Edge Computing Dienste für Krisenanwendungen bereitstellen kann, während die zweite Fallstudie einen Ansatz vorstellt, bei dem Netzwerk-Transitionen situationsbewusst implementiert werden können.