5G-reunalaskenta tehostettuna mobiilissa lisätyssä todellisuudessa

Lisätyn todellisuuden sovellukset toimivat paremmin, kun raskas laskenta siirretään käyttäjän laitteesta 5G-verkon kautta lähellä sijaitseville palvelimille. Väitöstutkimuksen tulosten perusteella 5G-reunalaskennan avulla voidaan saavuttaa etuja, kuten pienempi järjestelmän viive, mikä parantaa käyttäjäkokemusta.

Lisätty todellisuus yhdistää käyttäjää ympäröivän fyysisen maailman ja sen päälle piirretyt virtuaaliset elementit. Mobiilissa lisätyssä todellisuudessa nämä elementit näytetään käyttäjän mukana kulkevilla laitteilla, kuten älypuhelimilla tai älylaseilla. Jotta sovellus voisi tarjota käyttäjälle tilanteeseen sopivaa sisältöä, sen on tunnettava ympäristönsä. Tietoa ympäristöstä saadaan laitteen omista antureista, kuten kamerasta, tai ulkopuolisista esineiden internetin antureista. Tämän tiedon käsittely, esimerkiksi kamerakuvan analysointi, voi kuitenkin olla laskennallisesti raskasta, ja sen tekeminen itse laitteella aiheuttaa viivettä ja kuluttaa laitteen resursseja. Yksi ratkaisu on siirtää lisätyn todellisuuden tehtävät laitteesta lähellä sijaitseville reunapalvelimille, joissa on huomattavasti enemmän laskentatehoa. Kun tähän yhdistetään nopea 5G-yhteys, tieto siirtyy laitteen ja palvelimen välillä entistä nopeammin.

Väitöstyössä tutkittiin, miten 5G ja reunalaskenta voivat parantaa mobiilin lisätyn todellisuuden sovellusten palvelunlaatua. Kahden esimerkkisovelluksen avulla selvitettiin, miten lisätyn todellisuuden tehtäviä voidaan jakaa ja skaalata reunalaskentainfrastruktuuriin palvelujen orkestroinnin avulla. Lisäksi arvioitiin kuva- ja videodatan siirtoa lisätyn todellisuuden sovelluksesta reunapalvelimelle 5G-verkon ja muiden verkkoyhteyksien yli sekä tutkittiin alustavasti, miten tiedonsiirtoprotokollien puskurin koko vaikuttaa suorituskykyyn.

Lopuksi työssä arvioidaan tutkimuksen rajoituksia ja merkitystä sekä mahdollisia jatkotutkimuksen aiheita.