Ein objektorientiertes Softwareframework zu Integration mobiler Komponenten im Konsumentensegment unter Verwendung des OCoN-Ansatzes

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einführung

2 Grundlagen
2.1 Objektorientiertes Framework
2.2 Mobile Komponenten und Technologien
2.2.1 Mobile Netze
2.2.2 Mobile Mittelstrecken-Technologien
2.2.3 Mobile Kurzstrecken-Technologien
2.2.4 Mobile Lokalisierungs-Technologien
2.3 Der OCoN-Ansatz
2.4 Das Konsumentensegment
2.4.1 Mobile Information
2.4.2 Mobile Communication
2.4.3 Mobile Entertainment
2.4.4 Mobile Financial Transaction

3 Analyse
3.1 Ausgewählte Frameworks der Literatur
3.1.1 Situated Computing Framework
3.1.2 Globale Architektur (MOCA)
3.2 Szenarien
3.2.1 Ad-Hoc
3.2.2 Mobile Brokerage
3.2.3 Mobile Ticketing
3.2.4 M-Tracking
3.2.5 Mobile child tracking
3.2.6 Mobile Gaming
3.2.7 Mobile Advertising
3.2.8 M-Auctions
3.3 Anforderungen an ein Framework zu Integration mobiler Komponenten im Konsumentensegment

4 Das Framework und sein Modell
4.1 RequestM
4.1.1 Request
4.1.2 RequestListener
4.1.3 RequestManager
4.2 SessionM
4.2.1 Session
4.2.2 Sessionmanager
4.3 ApplicationM
4.3.1 Application
4.3.2 ApplicationManager
4.3.3 Essentielle Applikationen
4.4 ServiceM
4.4.1 Service
4.4.2 ServiceManager
4.4.3 Essentielle Services
4.5 UserAdministration
4.5.1 Admin
4.5.2 RemoteUser
4.5.3 UserManager
4.5.4 Group
4.5.5 GroupManager

5 Anwendungsbeispiele
5.1 Ad-Hoc
5.2 Mobile Brokerage

6 Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Beschränkungen durch Protokoll-Netze

Abb. 2: Zusammenhang der verschieden Netzarten des OCoN-Ansatzes

Abb. 3: Das OCoN-Tool zur Entwicklung der verschiedenen Netze

Abb. 4: Mobile Services im Konsumentensegment

Abb. 5: Arten mobilen Inhalts

Abb. 6: Nachrichtenkonvergenz

Abb. 7: Prozentuale Verteilung der einzelnen Sektoren

Abb. 8: SCF System Architektur

Abb. 9: Architektur des MOCA-Frameworks

Abb. 10: Mobile Ende zu Ende Sicherheit

Abb. 11: Die 5 Subsysteme mit ihren Interfaces

Abb. 12: Das Klassenmodell des Subsystems RequestM

Abb. 13: Definition Contract: Interface IF_Request

Abb. 14: Request implementiert Contract IF_Request

Abb. 15: Definition Contract: IF_RequestListener

Abb. 16: RequestListener implementiert Contract IF_RequestListener

Abb. 17: Implementation des RequestManager

Abb. 18: Service extractSession

Abb. 19: Das Klassenmodell des Subsystems SessionM

Abb. 20: Implementation Session

Abb. 21: Implementation SessionManager

Abb. 22: Service giveSession

Abb. 23: Das Klassenmodell des Subsystems ApplicationM

Abb. 24: Definition Contract: IF_Application

Abb. 25: Application implementiert IF_Application

Abb. 26: Service open

Abb. 27: ApplicationManager implementiert Contract IF_ApplicationManager

Abb. 28: Das Klassenmodell des Subsystems ServiceM

Abb. 29: Service implementiert Contract IF_Service

Abb. 30: Service initLocalisation

Abb. 31: ServiceManager implementiert IF_ServiceManager

Abb. 32: Das Klassenmodell des Subsystems UserAdministration

Abb. 33: Application implementiert IF_Application

Abb. 34: RemoteUser implementiert Contract IF_RemoteUser

Abb. 35: UserManager implementiert IF_UserManager

Abb. 36: Group implementiert IF_Group_Admin und IF_Group

Abb. 37: GroupManager implementiert Contract IF_GroupManager

Abb. 38: Service open mit allen Service bereit zur Initialisierung

Abb. 39: Aktiver RequestListener nach Entgegennahme eines Request

Abb. 40: Service extractSession schaltbereit für giveSession

Abb. 41: Der Service giveSession während enqueRequestedSession schaltet

Abb. 42: Service initLocalisation nach Aufruf des Service createSession

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Elemente der Object Coordination Nets

Tab. 2: Kategorisierte Anwendungen des Mobile Business

Tab. 3: Prognostizierte Einkommensentwicklung der verschiedenen Sektoren im Mobile Entertainment

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einführung

Im August 2001 gab es in der Bundesrepublik Deutschland 55 Millionen Nutzer der Mobilfunknetze.¹Dem standen ungefähr 82 Millionen Einwohner²gegenüber. Folglich haben im August 2001 67 % der Bevölkerung mobile Endgeräte verwendet. Jeder Vier te Handynutzer besitzt ein WAP-fähiges Handy. Davon nutzen allerdings nur 5 Prozent WAP-Dienste.³Ein Grund für die geringe Nutzung der WAP-Dienste ist, neben den hohen Verbindungsgebühren, die langsame Datenübertragungsrate. Der technologische Fortschritt im Bereich der Übertragungstechnologien bringt jedoch neue Nutzungsmög lichkeiten. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) hat in Deutschland bei der Versteigerung der Lizenzen für viel Diskussionsstoff gesorgt, da die Lizenzen für außerordentlich hohe Summen von sechs Unternehmen ersteigert wurden. Bei spielsweise hat die Deutsche Telekom 16,58 Milliarden DM für ihre beiden Frequenz pakete gezahlt. Das war ca. ein Viertel ihres Umsatzes von rund 69 Milliarden DM des vorherigen Jahres, bei einem Konzernüberschuss von 2,35 Milliarden DM.⁴Die Mobil com brauchte mit einem Umsatz von 2,44 Milliarden DM und einem Gewinn vor Zin sen und Steuern von 123 Millionen DM die Unterstützung der France Telecom. Die gemeinsame Lizenz kostet 16,37 Milliarden DM. Die Mobilcom plant im Jahre 2008 schwarze Zahlen mit der UMTS-Sparte zu erwirtschaften. Zudem will Mobilcom im Jahre 2005 einen UMTS-Umsatz von fünf Milliarden Euro und im Jahre 2012 einen Umsatz von zwölf Milliarden Euro erreichen.⁵Alle sechs börsennotierten Unternehmen und zukünftige UMTS-Netzbetreiber stehen unter Erfolgsdruck bei ihren Anlegern und werden weiterhin umfangreiche Investitionen tätigen müssen, um in naher Zukunft ihre Ziele erreichen zu können. Hohe Investitionen im mobilen Markt sprechen für eine her vorragende Perspektive dieses Marktes. Die Unternehmen, die in diesen Markt eindrin gen wollen, müssen den potenziellen Kunden einen nachhaltigen Mehrwert durch UMTS bieten. Folglich ist es wichtig, die genauen Anforderungen und Wünsche der Kunden zu erkennen, um ihnen gerecht werden zu können. Wünsche zu ermöglichen heißt in diesem Zusammenhang, eine Netz- und Serviceinfrastruktur zur Verfügung zu stellen. Dieses beinhaltet entsprechende Software für die mobilen Endgeräte, um die Anwendungen desMobile Businessabzudecken. Potenzielle Kunde sind die Akteure des Mobile Business, also Unternehmungen und Konsumenten.

In der vorliegenden Arbeit wird ein sessionbasiertes, objektorientiertes Framework für mobile Komponenten entwickelt. Es ermöglicht, Applikationen entsprechend den Be dürfnissen der Konsumenten auf jedem mobilen Endgerät zu nutzen. Das Konsumen tensegment dient dem Framework als Vorgabe. Im Wesentlichen basiert es auf der Idee, dass jede Anwendung in so genannte Services aufgeteilt werden kann. Somit kann die Anwendung lokal vorhandene Services direkt nutzen und fehlende nachladen. Soft wareentwickler können bei der Entwicklung von Applikationen mit standardisierten und eigenen Services arbeiten. Dadurch würde ein offener Standard gefördert. Im Frame work wird von den Übertragungstechnologien abstrahiert, da sie nur als Überbringer von Protokollen, wie beispielsweise TCP/IP, dienen. Um alle Anforderungen der Kon sumenten befriedigen zu können wird man jedoch mindestens General Packet Radio Service (GPRS), in naher Zukunft Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) oder UMTS nutzen müssen. Entwickelt wurde das Framework mit Hilfe von Klassen diagrammen der Unified Modelling Language (UML) und Object Coordination Nets (OCoN), speziellen Petrinetzen.

Im zweiten Kapitel werden grundlegende Begriffe, wie Framework, mobile Komponen ten und Technologien, das Konsumentensegment, sowie der OCoN-Ansatz erläutert. Anschließend werden im dritten Kapitel aktuelle Frameworks der Literatur, dem Fra mework zugrunde liegende Szenarien und Anforderungen an ein Framework im Kon sumentensegment dargestellt. Das vierte Kapitel enthält das eigentliche Modell. Es wird mit Hilfe von Klassendiagrammen der UML und OCoNs erklärt. Im fünften Kapitel werden Beispielanwendungen erläutert und im Rahmen des in Kapitel vier vorgestellten Modells verdeutlicht. Abgeschlossen wird die Arbeit im sechsten Kapitel mit einem Fazit und einem Ausblick.

2 Grundlagen

In diesem Kapitel werden die für das Verständnis der Arbeit wesentlichen Begriffe er klärt.

2.1 Objektorientiertes Framework

Unter einem objektorientierten⁶Framework wird eine Sammlung von abstrakten und konkreten Klassen, deren Schnittstellen zueinander und ein vordefiniertes Interaktionsmodell verstanden. Das Interaktionsmodell legt fest, wie aus der Hierarchie abgeleitete Objekte miteinander interagieren. Ein Framework stellt eine minimale Applikation mit dynamischen und statischen Strukturen dar, die durch Vererbung und Erweiterung angepasst werden kann. Da jedes Interaktionsmodell aufgabenspezifisch ist, löst ein Framework Probleme nur in einem kleinen Bereich von Anwendungen.

2.2 Mobile Komponenten und Technologien

Zu den mobilen Komponenten werden hier die mobilen Endgeräte wie Handys, Perso nal Digital Assistents (PDAs), Smartphones und jedes andere Gerät, das die mobilen Netze oder die Mittel- und Kurzstrecken-Technologien nutzen kann, gezählt. Unter dem Begriff Mobile Technologien werden in dieser Arbeit die mobilen Netze, mobile Mittel und Kurzstrecken-Technologien und mobile Lokalisierungs-Technologien zusammen gefasst.

2.2.1 Mobile Netze

Mobile Netze werden in der Literatur nach Generationen unterteilt.⁷Zur ersten Genera tion gehören drahtlose Netzwerke, die auf verbindungsorientierten analogen Technolo gien basieren. Zur zweiten Generation werden hier Global System for Mobile Commu nications (GSM), High Speed Circuit Switched Data (HSCSD), General Packet Radio Service (GPRS) und Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) gezählt. UMTS ist das Netz der dritten Generation. Im Weiteren werden die Netze der zweiten und drit ten Generation kurz erläutert.

GSM

GSM⁸ist eine digitale, verbindungsorientierte Technologie und derzeitiger Standard. Sie erlaubt Sprachübertragung und Datenübertragung bis zu 14,4 kbit/s.

HSCSD

High Speed Circuit Switched⁹Data ist ein verbindungsorientiertes Protokoll. Es basiert auf GSM und nutzt mehrere Kanäle zur Datenübertragung. Damit werden Datenübertragungsraten von 28,8 bis 57,6 kbit/s erreicht.

GPRS

General Packet Radio Service¹⁰ist eine paketorientierte Technologie mit theoretischen Übertragungsraten von bis zu 171 kbit/s. Die reale Übertragungsrate wird jedoch bei 115 kbits/s liegen. Sie wird heute von vielen Mobilnetzbetreibern angeboten. GPRS bietet dem mobilen Endgerät die Möglichkeit, ständig mit dem Netzwerk verbunden zu sein. Netzwerkkapazität wird erst bei Datenübertragung beansprucht.

EDGE

EDGE¹¹ist eine auf GSM basierende Weiterentwicklung von GPRS. EDGE bietet Übertragungsraten von bis zu 384 kbit/s. Markteinführung von EDGE soll das Jahr 2002 sein. EDGE eröffnet die Möglichkeit zur Entwicklung und Nutzung von mobilen Multimediaanwendungen.

UMTS

UMTS¹²ist eine komplexe Netzwerk-Technologie, die viele verschiedene Lösungsmög lichkeiten vereinigt. Es gibt zwei Haupt-Technologien, die die Kriterien der Internatio nale Telecommunication Union erfüllen. Wideband CDMA und CDMA2000. UMTS erlaubt Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 2Mbit/s und wird ab 2003 für kom merzielle mobile Anwendungen und Dienste zu Verfügung stehen. Der Unterschied zu den Technologien der zweiten Generation besteht im Aufbau einer komplett neuen

Netzinfrastruktur. Zusätzlich zum kostspieligen Erwerb der Lizenzen wird der Aufbau der neuen Netzinfrastruktur mit sehr hohen Investitionen verbunden sein. Konkurrenz für UMTS wird EDGE sein. Vor allem die Netzbetreiber ohne UMTS-Lizenz werden EDGE nutzen müssen. Für sie wird die physikalische Kapazitätsgrenze der GSM-Netze ein Engpass werden. Diese Grenze wird durch den zu erwartenden Datenverkehr in we nigen Jahren erreicht sein. Um langfristig mobile Anwendungen und Dienste am Markt anbieten zu können, war es für die Netzbetreiber essentiell, eine UMTS-Lizenz zu er steigern.

2.2.2 Mobile Mittelstrecken-Technologien

WLAN

Unter Wireless LAN werden drahtlose Netzwerke zusammengefasst. Es arbeitet auf der Bitübertragungsschicht des OSI-Schichten-Modells¹³. Drahtlose Netzwerkkarten lassen sich deshalb ohne Probleme in jedes System einbinden. Auf bestimmte Protokolle ist man nicht angewiesen. Wireless LAN ist vollkommen protokolltransparent, wie jedes andere IEEE-802-Netzwerk auch. Obwohl Wireless LAN protokollunabhängig arbeitet, können sich Probleme in der Praxis mit einigen Protokollen und Anwendungen ergeben. Der WLAN-Standard IEEE-802.11a überträgt Daten theoretisch mit einer Geschwin digkeit von 54 MBit/s. 802.11a nutzt zur Übertragung drei Frequenzbänder im 5-GHz Bereich. Um auch in Europa eine Zertifizierung von 802.11a möglich zu machen, wur den diesem Standard die zwei Zusätze Dynamic Frequency Selection (DFS) und Transmit Power Control (TPC) integriert. Die Kombination beider Verfahren erlaubt es den Netzelementen, Kanäle mit bester Verfügbarkeit zu ermitteln und nur die möglichst kleinste Sendeleistung zu verwenden, sobald Interferenzen entstehen. Die Erweiterung IEEE-802.11b sieht maximal 11 MBit/s vor. In der Praxis reduziert sich die Transferrate um die Hälfte. Größere Distanzen zwischen den Stationen machen sich beim Funk-LAN deutlich bemerkbar. Die Reichweite eines WLANs kann einige hundert Meter betragen.

2.2.3 Mobile Kurzstrecken-Technologien

Zu den mobilen Kurzstrecken-Technologien zählen in dieser Arbeit Bluetooth und Infrared Data Association (IrDA).

Bluetooth

Bluetooth¹⁴-Geräte senden im 2,4 GHz ISM-Band (Industrial Scientific Medical Band). Dieser Frequenzbereich ist weltweit für jedermann frei nutzbar. Die maximale Reich weite beträgt etwa zehn Meter. Mit speziellen Verstärkern kann die Reichweite auf etwa 100 Meter erhöht werden. Übertragen werden die Daten auf mehreren synchronen Da tenkanälen sowie einem asynchronen Datenkanal. Synchrone Kanäle übertragen in bei de Richtungen jeweils 64 kBit/s (das entspricht einem ISDN-Kanal) und sind speziell für Sprachübertragungen ausgelegt. Der asynchrone Datenkanal überträgt mit maximal 721 kBit/s in der einen und 57,6 kBit/s in der anderen Richtung. Bei der optional nutz baren symmetrischen Übertragung auf diesem Kanal sind 432,6 kBit/s in beide Rich tungen möglich. Die insgesamt zur Verfügung stehende Übertragungsleistung beträgt bei Bluetooth somit etwa 1 Mbit/s.

IrDA

IrDA¹⁵ist eine Schnittstelle zur Datenübertragung mittels Infrarotlicht. Die Übertragung findet in vier möglichen Modi statt, die sich durch die maximale Übertragungsge schwindigkeit unterscheiden: Serial Infrared (SIR), Middle Infrared (MIR), Fast Infra red (FIR) und Very Fast Infrared (VFIR). SIR unterstützt Halb-Duplex Verbindungen bis zu 115 kBit/s. Die schnelleren Betriebsarten wie beispielsweise FIR und VFIR er lauben Übertragungsraten von bis zu 4 Mbit/s und 16 Mbit/s. IrDA hat eine Reichweite von ungefähr einem Meter. Im Gegensatz zu Bluetooth kann IrDA auf dieser Distanz keinerlei Hindernisse überwinden.

2.2.4 Mobile Lokalisierungs-Technologien

Zu den in dieser Arbeit betrachteten mobilen Lokalisierungs-Technologien zählen Global Position System (GPS) und Enhanced Observed Time Difference (E-OTD).

GPS

GPS¹⁶ist ein System, das auf 24 Satelliten basiert. Die Satelliten umkreisen die Erde und sind dabei so angeordnet, dass immer mehrere Satelliten auf einen GPS-Empfänger ausgerichtet sind. Die Satelliten übertragen durchgehend ihre Position und ihre Richtung. Dadurch können GPS-Empfänger ihre Position sehr exakt bestimmen.

E-OTD

E-OTD¹⁷-Systeme nutzen die vorhandene GSM-Infrastruktur. Wenn ein Nutzer einen speziellen Service Provider anruft, sendet E-OTD gleichzeitig Daten, um die Position des Handys herauszufinden. Dabei vergleicht es die relative Laufzeit des Funksignals vom mobilen Endgerät zur nächstgelegenen Basisstation.

2.3 Der OCoN-Ansatz

Im Rahmen der objektorientierten Analyse- und Entwurfsmethoden ist die Unified Mo delling Language (UML) derzeitiger Standard der Object Management Group. Die UML¹⁸ist im Wesentlichen eine Vereinheitlichung der Methoden von Booch, Rum baugh (OMT) und Jacobson, obwohl sie umfassender ist. Die UML ist eine Sprache. Sie wird von Methoden verwendet, um Entwürfe auszudrücken. Eine Methode würde einen Prozess darstellen, der als Handlungsanleitung bei der Durchführung eines Entwurfes definiert werden kann. Ein Beispiel ist der Unified Process¹⁹. UML umfasst viele ver schiedene Diagramm-Typen, wie Anwendungsfälle, Klassendiagramme, Interaktions diagramme, Paketdiagramme, Zustandsdiagramme, Aktivitätsdiagramme und Vertei lungsdiagramme. Um eine bessere Unterstützung für verteilte Systeme, insbesondere Parallelität, Nebenläufigkeit und Kooperation zu erhalten wurden die Object Coordina tion Nets (OCoN)²⁰entwickelt. OCoN sind spezielle Petri-Netze. Der OCoN-Ansatz verbindet die Strenge der Petri-Netze mit der strukturierten Modellierungstechnik der UML. Mit der Kombination beider findet man einen orthogonalen Weg der Nutzung, da OCoN und UML unabhängig voneinander arbeiten und sich ergänzen. Die Petri-Netze werden genutzt, um Koordination, Nebenläufigkeit und Teil-Zustände auszudrücken²¹. Die UML dient der Strukturierung mit Hilfe von Klassendiagrammen und ihren Ele menten, wie beispielsweise Pakete, Klassen, Assoziationen und Schnittstellen.²²

Der OCoN-Ansatz bietet die drei verschieden Netzarten Protokollnetze (PN), Ressour ce-Allokation-Netze (RAN) und Service Netze (SN). Instanzen von Objekten werden durch Marken gekennzeichnet. PN werden im Rahmen der Contracts genannten Schnitt stellen, RAN im Rahmen der Implementation einer Klasse und SN im Rahmen von Services genutzt. Bevor diese Begriffe genauer erklärt werden, wird auf die Elemente der OCoN eingegangen.

Elemente

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1: Elemente der Object Coordination Nets.

Contract

Der Begriff Contract wurde definiert, um Klassenfunktionalität von der internen Imp lementierung zu kapseln. Ein Contract ist ein nach außen zugesichertes Interface. Ande re externe Implementierungen können die angebotenen Services als garantiert hinneh men. Jedem Interface der UML ist ein Contract zugeordnet. In diesem Kontext bietet der OCoN-Ansatz Protokoll-Netze an. Protokoll-Netze beschränken die Möglichkeit des Aufrufens der angebotenen Services eines Contracts. Dabei gibt es zwei Typen von Be schränkungen.

1. Beschränkungen der Parallelität: Zu einem Zeitpunkt darf nur eine Methode aktiv sein (Abb. 1a).
2. Beschränkungen durch Zustände: Eine Methode darf nur in einem bestimmten Zustand aufgerufen werden (Abb. 1b).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Beschränkungen durch Protokoll-Netze.

Implementation

Der Name Implementation wird im Rahmen der Contracts für Klassen verwendet, die ein oder mehrere Interfaces implementieren. Da im OCoN-Ansatz jede Klasse, die einer anderen Klasse Funktionalität zur Verfügung stellen will, einen Contract implementie ren muss, wird jede Klasse eine Implementation darstellen. Im Kontext der Implementa tion spezifizieren Ressource-Allocation-Netze die objektweite Koordination. Das bein haltet die Anfrageverarbeitung und Ressourcennutzung interner und externer Services eines Objektes.

Service

Ein Service kapselt Funktionalität einer Klasse. Er stellt eine Methode einer Klasse dar. In diesem Zusammenhang dienen Service-Netze der Beschreibung einzelner Services innerhalb des Klassenkontextes. Sie beinhalten die detaillierte Implementierung eines Services hinsichtlich der Ressource-Koordination.

Abb. 2 zeigt auf, wie die verschiedenen Netze im Rahmen des Contract Implementation-Service-Kontextes zusammenhängen. Die Operationen op1(), op2() und op3() werden als Contract1 extern angeboten, wobei dem PN nach op3() zu jedem Zeit punkt aufrufbar ist, op1() nur im Zustand [S1] und op2() nur im Zustand [S2]. op1(), op2(), [S1] und [S2] finden sich komplett im RAN wieder. Op1() und op2() sind schattiert. Das bedeutet aus Sicht der Klasse, dass sie von extern aufgerufen werden. Im RAN tauchen weitere Operationen, wie z.B. op4() auf, die objektweit Geltung finden, jedoch nicht von extern aufgerufen werden können und folglich nicht im Contract1 stehen. Die einzelnen Operationen werden als Services abgebildet, wobei beispielhaft der Service op1() dargestellt wurde.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Zusammenhang der verschieden Netzarten des OCoN-Ansatzes.

Die Sprache ist umfassender als sie im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt werden kann. Im Kapitel 4, das das eigentliche Modell beschreibt, werden OCoN genutzt. Dort werden besondere, dem Verständnis förderliche Eigenschaften hervorgehoben und erklärt. Für die Entwicklung der Zeichnungen wurde das OCoN-Tool (Abb. 3) von der AG Verteilte Systeme der Uni-Münster verwendet. Dieses wurde im Rahmen eines Projektseminars unter der Leitung von Prof. Dr. Guido Wirtz entwickelt.

Für die Klassendiagramme der UML wurde Rational Rose verwendet. In der OCoNNotation können Methoden mehrere Alternativen haben. Dabei kann jede Alternative mehrere Rückgabewerte enthalten. Da dieses für Methoden in der UML nicht vorgesehen ist, wurde folgende Lösung zur Umgehung des Problems gewählt:

- Der Returntyp startet mit dem Schlüsselwort OCoN.
- Jede Alternative startet mit einem Unterstrich „_“, gefolgt von den Rückgabeparametern für diese Alternative.
- Mehrere Rückgabeparameter sind durch ein Dollarzeichen „$“ getrennt.

Beispiel:

OCON_para1_para2a$para2b__

Es wird eine Methode mit 4 Alternativen beschrieben. Die erste Alternative hat einen Rückgabewert „para1“. Die zweite Alternative hat zwei Rückgabewerte „para2a“ und „para2b“. Die letzen beiden Alternativen haben keinen Rückgabewert (man bemerke, dass dem Rückgabewert para2b zwei Unterstriche folgen).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Das OCoN-Tool zur Entwicklung der verschiedenen Netze.

2.4 Das Konsumentensegment

Das Konsumentensegment enthält die Prozesse und Anwendungen des Mobile Busi ness, an denen der Konsument beteiligt ist. Unter Mobile Business versteht man „Ge schäftsmodelle²³, bei denen Geschäftsprozesse wie zum Beispiel Daten- und Informati onsaustausch durch die Integration von mobilen Endgeräten wie Handys oder PDAs unabhängig von Ort und Zeit abgefragt, beeinflusst oder sogar gesteuert werden können“²⁴. Wesentlich ist die Unabhängigkeit von Ort und Zeit, also die Mobilität des Anwenders sowie die Allgegenwärtigkeit von Informationssystemen, sprich die Ubiquität, die mobile Endgeräte ermöglichen, um Geschäftsprozesse zu beeinflussen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 2: Kategorisierte Anwendungen des Mobile Business.

Prozesse umfassen eine Vielzahl von Operationen, die im System durchzuführen sind. Es handelt sich dabei um inhaltlich abgeschlossene Vorgänge, die in einem logischen Zusammenhang stehen und auf Erreichung einer vorgegebenen Leistung (Unterneh mensziele) abzielen.²⁵Ein Beispiel für eine Anwendung mit Geschäftsprozessen wäre das Mobile Banking. Im M-Banking werden einfache Banktransaktionen ermöglicht. Konsumenten können ihren Kontostand prüfen, Überweisungen tätigen, Umsatzabfra gen durchführen oder Alarmfunktionen einrichten. Dem Kunden dient M-Banking als Service. Es gibt ihm einen Mehrwert, da er jederzeit seine Transaktionen tätigen kann. Tab. 2 zeigt nach den Kategorien Information, Kommunikation und Transaktion geord nete Beispielanwendungen des M-Business. Das Konsumentensegment enthält die An wendungen, an denen der Konsument direkt beteiligt ist. Abb. 4 zeigt das Konsumen tensegment mit seinen Services. Im Weiteren werden die Begriffe Mobile Information, Mobile Kommunikation, Mobile Entertainment und Mobile finanzielle Transaktionen im Zusammenhang mit dem Konsumentensegment erläutert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: In Anlehnung auf Durlacher Research Ltd./EQVITEC Partners Oy.

Abb. 4: Mobile Services im Konsumentensegment.

2.4.1 Mobile Information

Dem Besitzer eines mobilen Endgerätes kann eine Vielzahl von Informationen geliefert werden. Zum dynamischen Inhalt werden hier Informationen gezählt, die sich verändern oder sich kurzfristig ergeben, wie beispielsweise Aktienkurse, Verkehrsmitteilungen, Nachrichten, Wetterinformation und Flugpläne. Zum statischen Inhalt werden referen zierte Informationen gezählt, wie z. B. Telefonbucheinträge, Kataloge, Wörterbuchein träge, Städteführer. Mobile Information lässt sich außerdem nach ihrer Lokalisierungs abhängigkeit unterscheiden. Abb. 5 zeigt eine mögliche Aufteilung nach Inhalt und Lo kalisierungsabhängigkeit. Zum Beispiel möchte man bei der mobilen Abfrage von Ver kehrsinformationen nur die Informationen erhalten, die sich auf den aktuellen Aufent haltsort und dessen Umgebung beziehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: vgl. Durlacher Research Ltd./EQVITEC Partners Oy.

Abb. 5: Arten mobilen Inhalts.

2.4.2 Mobile Communication

Im Bereich der mobilen Kommunikation wird sich mit neuen Technologien wie GPRS, EDGE und UMTS, bedingt durch Paketübermittlung und hohe Übertragungsraten, ein großer Wandel vollziehen. Das Internet und die mobile Nachrichtenwelt verschmelzen zu einer Einheit (siehe Abb. 6). Dies macht sich durch die große Beteiligung verschie dener Firmen aus den Bereichen Entwicklung von Nachrichtensoftware, Geräteherstel lern, Middleware-Entwicklern, Application Service Provider und Internetportale be merkbar. Firmen wie Microsoft und Lotus schaffen Möglichkeiten des mobilen Zugriffs auf eigene Email-Plattformen wie Outlook und Lotus Notes. Die deutsche Firma Mater na bietet eine unabhängige Lösung für Unified Messaging an. Nokia hat eine Unterhal tungsplattform entwickelt, um Farb- und grafikintensive Nachrichten zu versenden. Middleware-Entwickler wie Peramon und Wapit versuchen Schnittstellen für Altsyste me zu entwickeln. Portalanbieter wie Yahoo oder Web.de entwickeln integrierte Kom munikationsplattformen und -dienste, um die Kundewünsche besser zu bewältigen. Nach Abb. 4 lässt sich Mobile Kommunikation in M-Messaging, M-Advertising und M Emergency unterteilen. Mobile Messaging umfasst die Kommunikation mit mobilen Endgeräten zwischen zwei Personen. Mobile Advertising betrachtet Werbung mit mobi len Endgeräten als Medium. Mobile Advertising wird als der zweitgrößte Mobile Com merce Service in Europa im Jahre 2005 prognostiziert. Es bietet Charakteristiken, die kein anderes Werbemedium, wie beispielsweise TV, Radio oder das Internet, bieten können. Derzeitige Werbung zielt auf den undifferenzierten Massenmarkt ab. Durch mobile Endgeräte ist es möglich den Kunden zu identifizieren. Man kann selektierten Kundengruppen aufgrund ihrer persönlichen Informationen und ihres Aufenthaltsort, Werbung schicken.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Durlacher Research Ltd./EQVITEC Partners Oy

Abb. 6: Nachrichtenkonvergenz.

Mobile Dienstleistungen in Notfällen existiert bei den derzeitigen Handys in Form einer kostenlosen Notruffunktion. Positionierungssysteme werden neue Arten von Notfalldiensten schaffen. Dabei kann die Position jedes Kunden z.B. durch einen GPSEmpfänger abgefragt werden.

2.4.3 Mobile Entertainment

Unter Mobile Entertainment fallen die mobilen Services, die zur Unterhaltung und Frei zeit genutzt werden. Beispiele sind Spiele, Bilder, Klingeltöne, Audio und Videodaten. Der Marktanteil ist derzeit recht gering. Dieses lässt sich auf die niedrige Übertragungs rate aktueller Überbringertechnologien zurückführen. Durch zukünftige Technologien, wie beispielsweise UMTS, wird diesem Markt ein hohes Wachstum prognostiziert.

Tab. 3 zeigt die prognostizierte Entwicklung des europäischen Gesamteinkommens durch Mobile Entertainment bis zum Jahre 2005. Das gesamte Einkommen im Bereich Mobile Entertainment im Jahre 2004 soll demnach ca. 3,5 Mal höher sein wie im Jahre 2002. Das gesamte Einkommen im Jahre 2005 wird sogar mehr als 8 Mal größer sein wie 2002 und mehr als doppelt so groß wie im Jahr 2004. Während im Jahre 2002 der Bereich Klingeltöne mit ca. 63 Prozent (siehe Abb. 7) den größten Marktanteil besitzt, hat der gleiche Bereich im Jahre 2004 noch einen Marktanteil von 28,33 Prozent und 2005 einen Marktanteil von ca. 16 Prozent. Gleichzeitig hat der Sektor Klingeltöne eine durchschnittlich jährliche Steigerung von ca. 27 Prozent erlebt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 3: Prognostizierte Einkommensentwicklung der verschiedenen Sektoren im

Mobile Entertainment²⁶.

Eine aus Tab. 3 ersichtliche Schlussfolgerung ist, dass andere Bereiche einen größeren Anteil am totalen Einkommen haben und stärker gewachsen sind. Hier lässt sich beobachten (siehe Tab. 3), dass der Bereich Mobile Gaming das größte Zukunftspotenzial mit Steigerungen von 975 Prozent von 2002 zu 2003, 504 Prozent von 2003 zu 2004 und 210 Prozent von Jahre 2004 zu 2005 erfahren wird. Dabei soll der Marktanteil im Jahre 2005 mehr als 50 Prozent betragen. Ein weiterer stark wachsender Bereich ist das Spielen um Geld (Gambling). Während der Marktanteil im Jahre 2002 ca. ein Prozent betragen soll, soll er im Jahre 2005 bei 18 Prozent liegen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 7: Prozentuale Verteilung der einzelnen Sektoren.

2.4.4 Mobile Financial Transaction

Unter Mobile Financial Transaction werden alle Bereiche mit finanziellen Transaktio nen über mobile Endgeräte zusammengefasst. Es wurde eine Aufteilung nach M-

Finance, M-Payment und M-Tailing durchgeführt. Dem M-(Re)Tailing werden mobile Services zugeordnet, die sich mit dem Verkauf von Einzelhandelswaren beschäftigen. M-Finance befasst sich mit den mobilen Dienstleistungen der Finzanzdienstleister. M Banking und M-Brokerage werden heute von Banken wie Consors erfolgreich angeboten. M-Payment beschäftigt sich mit der Bezahlung durch mobile Endgeräte. Dieser Bereich besitzt ein sehr großes Zukunftspotenzial.

Besonders der Bereich des M-Tailing stellt eine große Herausforderung für mobile Ap plikationen dar, da viele Dienstleistungen in diesem Bereich sehr zeitkritisch sind. Per sonalisierung und die Verfügbarkeit der Informationen nehmen in diesem Bereich eine besondere Wichtigkeit ein. Beispielhaft stelle man sich eine Auktion eines Laptops 40 Sekunden vor Ablauf der Zeitfrist vor. Da bei dieser Auktion mobile und PC-Nutzer zusammen bieten können, möchte ein Mobiler User die gleichen Bedingungen bei der Abgabe eines Gebotes vorfinden wie der PC-User. Auch er möchte die Möglichkeit haben, kurz vor Ende der Auktion ein Update des Preises zu fordern und selbst ein neu es Gebot abzugeben. Dafür ist neben einer beständigen Verbindung zu den Servern der Auktionshäuser die Personalisierung der eigenen Daten ein wichtiger Faktor. Ein mobi ler User möchte ebenfalls bei den Auktionshäusern dauerhaft eingeloggt sein können oder zumindest die wichtigen Felder personalisiert ausgefüllt haben. Ansonsten würde er die Gebote nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein PC-Nutzer abgeben kön nen und wäre benachteiligt.

3 Analyse

In Kapitel 3 der vorliegenden Arbeit werden zunächst ausgewählte Frameworks der Literatur aus dem Bereich mobiler Komponenten vorgestellt. Den Frameworks folgen Beispielszenarien. Diese Szenarien stellen jeweils einen Service des Konsumentensegmentes (Kapitel 2.4) dar. Am Ende dieses Kapitels werden Anforderungen an ein Framework im Konsumentensegment spezifiziert. Dabei haben die Frameworks und die Szenarien dem Entwicklungsprozess des eigenen Frameworks, insbesondere der Anforderungsfindung, als Anregung gedient.

3.1 Ausgewählte Frameworks der Literatur

In der Literatur lassen sich einige Frameworks finden. Bevor zwei ausgewählte Frameworks, das MOCA-Framework und das Situated Computing Framework, genauer vorgestellt werden, werden drei weitere Frameworks kurz erläutert.

Ein Framework wurde an der Lancester University entwickelt.²⁷Dieses Framework dient dem Entdecken von Diensten, die von Geräten und Softwarekomponenten in einem Netzwerk angeboten werden, und der Interaktion dieser Dienste. Dabei setzt es auf vorhandene Technologien wie SLP²⁸, HAVi²⁹, UPnP³⁰und Jini³¹auf. Es versucht, die Vorteile dieser Technologien zu nutzen und deren Nachteile auszubessern.

Ein weiteres Framework trägt den Namen „Composable ad hoc location-based services for heterogeneous mobile clients“.³²Ziel dieses Frameworks ist das Unterstützen eines „Universal Interactors”, eines Gerätes, das sich selbst anpasst, um viele andere Geräte steuern zu können.

Ein drittes Framework trägt den Namen Micro-Apache Generic Interface, kurz MAGI.³³Mit dem MAGI-Konzept wird versucht, eine symmetrische Kommunikationsumgebung (Peer-To-Peer) an Stelle einer asymmetrischen Client-Server-Umgebung aufzubauen. Die Client-Server-Umgebung hat den Nachteil, dass die Kommunikation immer von den Clients initiiert wird.

[...]

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¹TelecomChannel, Kundenstatistik der Mobilfunknetze.[1]

²Statistisches Bundesamt Deutschland, Bevölkerung.[2]

³Seven Media, Case Study Mobilfunk.[3]

⁴Heise, Hintergrund: Die Gewinner der sechs UMTS-Lizenzen.[4]

⁵Spiegel-Online, Mobilcom: Verwirrung um UMTS-Prognosen. [5]

⁶Zum Begriff der Objektorientierung vgl. Rumbaugh, J./Blaha, M./Premerlani, W., Objektorientiertes Modellieren und Entwerfen, Kapitel 1.[6]

⁷Feld, T./Göbl, M./Hoffmann, M./Scheer, A.-W., Mobile Unternehmen. [7]

⁸Vgl. Feld, T./Göbl, M./Hoffmann, M./Scheer, A.-W., Mobile Unternehmen, S. 9.[7]

⁹Vgl. Autio, Erko et al., UMTS Report - An Investment Perspective, 2001, S. 53.[8]

¹⁰Vgl. Müller-Veerse/ Falk, Mobile Commerce Report, 1999, S. 20.[9]

¹¹Vgl. Müller-Veerse/ Falk, Mobile Commerce Report, 1999, S. 20. [9]

¹²Vgl. Autio, Erko et al., UMTS Report - An Investment Perspective, S. 53. [8]

¹³ Siehe Tanenbaum, S. Andrew, ComputerNetzwerke, S. 47f. [10]

¹⁴Vgl. Gmür, Chrigi, Bluetooth.[11]

¹⁵Vgl. Computer Desktop Encyclopedia, IrDA. [12]

¹⁶Vgl. Feld, T./Göbl, M./Hoffmann, M./Scheer, A.-W., Mobile Unternehmen, S. 9. [7]

¹⁷Vgl. Müller-Veerse/Falk, Mobile Commerce Report, S. 33.[9]

¹⁸Zur UML siehe Fowler, M./Scott K., UML konzentriert.[13]

¹⁹Zum Unified Process siehe Jacobson, I./Booch, G., Rumbaugh J., The Unified Software Develop ment Process.[14]

²⁰Zum OCoN-Ansatz vgl. Giese, Holger, Object Coordination Nets 3.0.- Reference Manual.[15]

²¹Giese, H., Object Coordination Nets 3.0 - Reference Manual, S. 10.[15]

²²Zur Vereinigung der UML und der Petrinetze siehe Giese, H./Graf, J./Wirtz, G., Closing the Gap Between Object-Oriented Modelling of Structure and Behavior. [16]

²³ Zum Begriff des Geschäftsmodells siehe Klein, S./Rentmeister J., Geschäftsmodelle - Business Models, S. 356. [17]

²⁴Hartmann, S./Dirksen, V., Integration vom Komponenten des M-Business. [18]

²⁵ Feld, T./Göbl, M./Hoffmann, M./Scheer, A.-W., Mobile Unternehmen. [7]

²⁶ vgl. Autio, Erko et al., UMTS Report - An Investment Perspective, 2001, S. 97. [8]

²⁷Friday, Adrian/Davies, Nigel/Catterall, Elaine, Supporting service discovery, querying and interac tion in ubiquitous computing environments.[19]

²⁸Service Location Project, http://www.srvloc.org.[20]

²⁹Siehe Havi.org, http://www.havi.org.[21]

³⁰Siehe Upnp.org, http://www.upnp.org.[22]

³¹Sun Microsystems, http://www.sun.com/jini.[23]

³²Hodes, Todd D./Katz, Randy H., Composable ad hoc location-based services for heterogeneous mobile clients,Mobicom.[24]

³³Bolcer, Gregory Alan, Magi: An Architecture for Mobile and Disconnected Workflow. [25]