Hajautetun pilvipelaamisen mobiililaitteilla mahdollistavan järjestelmän suunnittelu, toteutus ja arviointi

Abstract

Pilvipelaamisella tarkoitetaan pelien etäpelaamista kevyillä päätelaitteilla. Pelit suoritetaan pilvipalvelimilla ja videokuva lähetetään päätelaitteisiin verkon yli. Tämän ansiosta laitteita, joiden suorituskyky ei normaalisti riittäisi pelin suorittamiseen voidaan käyttää pelien pelaamiseen. Pilvipelaaminen on erittäin herkkä verkkoviiveille ja aikaisempi tutkimus on osoittanut nykyisen pilvi-infrastruktuurin riittämättömäksi kaikkein vaativimmille peleille.

Tässä työssä esitetään hajautettu pilvipelaamisen malli keskittyen erityisesti cloudlettien eli pienten käyttäjän lähellä olevien pilvien käyttöön verkon laidoilla. Työtä varten luotiin cloudlet-mallia hyödyntävä prototyyppi etäpelaamista varten ja mitattiin käyttäjän kokema viive eri mobiiliverkoissa ja pilvipalveli- men sijainneissa. Mittaukset osoittivat, että cloudlettien avulla voidaan myös kaikkein vaativimpia pelejä suorittaa etänä verkon yli. Työssä mitattiin myös mobiililaitteiden virrankulutus pilvipelaamisen aikana. Erityisesti keskityttiin tutkimaan voisiko mobiililaitteen virrankulutusta vähentää käyttämällä ulkoista näyttöä pelaamiseen. Virtamittaukset osoittivat, että Wi-fi-verkkoon kytkettynä ja ulkoista näyttöä käyttäen voidaan pilvipelaamisen virrankulutusta vähentää huomattavasti mobiiliilaitteilla.

Cloud gaming where the games are rendered on distant cloud servers and streamed to thin clients is currently gaining ground. It enables relatively weak computational devices such as mobile phones to be used to play games that normally couldn’t be run on the devices. Cloud gaming is very susceptible to latency though and previous research has shown that the current distant cloud infrastructure is not adequate especially for the most demanding games.

This thesis proposes a more distributed cloud gaming infrastructure focus- ing on the use of cloudlets on the network edges. An open-source Cloudlet Remote Gaming Platform prototype is built using the cloudlet model and the response delay in different mobile networks and cloud server locations is measured. The study concludes that the use of cloudlets on network edges could benefit the QoE for the users especially when playing the most demanding fast-paced games. The power consumption of the mobile device in cloud gaming is also measured using different networks showing that by switching to Wi-Fi connection and by using external displays and game controllers the power consumption of the mobile device could be decreased on top of improving the QoE for the user.