Spezialisierte Post-Shannon-Codes für hocheffiziente zielorientierte Kommunikation
Der stetig wachsende Bedarf an Konnektivität stellt Kommunikationssysteme wie den Mobilfunk bereits heute vor große Herausforderungen. Um den Anforderungen einer digitalisierten Gesellschaft auch in Zukunft gerecht zu werden, ist es notwendig, dass die Systeme intelligent mit Daten umgehen. Dies erfordert ein grundlegendes Umdenken in der Kommunikationstheorie. Die Post-Shannon-Kommunikation wendet sich von der klassischen Kommunikationstheorie ab. Stattdessen konzentriert sie sich auf neue Ansätze, indem sie herkömmliche Kommunikationsmethoden um spezialisierte Einzellösungen erweitert. Diese Einzellösungen lösen individuelle Kommunikationsprobleme hocheffizient und entlasten so unsere Netze. Jedes auf diese Weise eingesparte Bit muss weder mit hohem Energieaufwand transportiert noch von den Zielsystemen weiterverarbeitet werden und trägt damit direkt zur Entlastung der Kommunikationsinfrastruktur bei.
Die Forschenden im Vorhaben „Spezialisierte Post-Shannon-Codes für hocheffiziente zielorientierte Kommunikation“ (PoShCodes) haben sich zum Zielgesetzt, für bestimmte Probleme unserer Kommunikationssysteme die zu übertragende Datenmenge deutlich zu reduzieren. Dazu nutzen sie Methoden der Identifikationstheorie. Bei dieser Art der Kommunikation steht nicht der exakte Empfang jedes einzelnen Bits im Mittelpunkt, sondern die Frage, ob und warum eine Nachricht übertragen wurde. Besonders relevant ist diese Art der Nachrichtenidentifikation bei der Verschlüsselung oder bei der Authentifizierung. Hier ist oft nur von Interesse, ob der übertragene Code korrekt ist. Die genaue Zeichenkombination ist hier nicht entscheidend. Indem nur die relevanten Informationen betrachtet werden, wird eine Reduktion der übertragenen Datenmenge erreicht. Im Rahmen des Projekts werden Algorithmen und Protokolle entwickelt, die auf den Erkenntnissen der Identifikationstheorie basieren. Diese werden anschließend in Hardwarelösungen implementiert und deren Praxistauglichkeit in bestehenden Testinfrastrukturen demonstriert.
Der im Projekt verfolgte grundlegend neue Ansatz auf Basis der Identifikationstheorie hat das Potenzial, die Menge der gleichzeitig übertragenen Informationen signifikant zu erhöhen. Durch die Umsetzung in Hardwarelösungen werden diese neuen Prinzipien für reale Anwendungen nutzbar gemacht. Das Forschungsvorhaben und die damit verbundene Entwicklung innovativer Kommunikationsprotokolle und -technologien kann somit mittel- bis langfristig einen wesentlichen Beitrag zur Stärkung des Wirtschafts- und Technologiestandortes Deutschland leisten.