Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Turbomotor der Informationstechnik

06.04.2006


Niedrige Leistungsabstrahlung, sichere Datenübertragung und verbesserte Übertragungsqualitäten. Das sind die Forderungen der Anwender an den modernen Mobilfunk. Welche Schlüsselfunktion in diesem Szenario der effektiven Kanalcodierung zukommt, wurde auf der Tagung „Turbo-Coding“ 2006 deutlich, zu der die Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG )rund 300 internationale Experten aus 34 Ländern nach München eingeladen hatte.


Selbst ein Genie wie Leonardo da Vinci hatte sich einst die Zähne daran ausgebissen: Die Rede ist von der „Quadratur des Kreises“ mit der Aufgabenstellung, mittels Lineal und Zirkel ein Quadrat mit derselben Fläche eines gegebenen Kreisels zu konstruieren. Die erst im Jahre 1882 nachgewiesene Unmöglichkeit des Vorhabens, das zuvor Generationen von Mathematikern beschäftigte, hat das Bonmot bekannt gemacht. Heute gilt es allgemein als Synonym für Anforderungen, die von vornherein als aussichtslos eingestuft werden.

Auch Kommunikationstechniker bedienen sich bisweilen der Metapher. Das gilt zum Beispiel für die Aufgabenstellung, den Kommunikationsverkehr mit Merkmalen auszustatten, die sich offensichtlich im Widerspruch befinden. So soll die Mobilkommunikation einerseits in der Lage sein, eine nahezu fehlerlose drahtlose Datenübertragung zwischen zwei Teilnehmern zu gewährleisten, wobei die Anforderungen an die Datenrate immer höher werden. Andererseits wird erwartet, dass der Leistungsverbrauch der mobilen Endgeräte auf ein Minimum reduziert wird.


Im Gegensatz zu Leonardo´s grundlegendem Problem hat die Natur beim Mobilfunk zumindest ein Hintertürchen offen gelassen. Dieses basiert auf einem besonderen Verfahren der Kanalcodierung, der so genannten Turbo-Codierung. Das Verfahren wurde 1993 von den französischen Wissenschaftlern Prof. Claude Berrou und Prof. Alain Glavieux entdeckt, die an Hand von Vorarbeiten, die Prof. Dr. Joachim Hagenauer vom Lehrstuhl für Nachrichtentechnik der Technischen Universität München geleistet hatte, auf die neue Klasse von Codes stießen.

Wie die Themen der Tagung zeigen, kommt die Turbo-Codierung heute in vielen Bereichen der Kommunikationstechnik zum Einsatz. Das gilt für UMTS, WLAN und WiMax ebenso wie für den Satellitenrundfunk, DVB und Raumsonden. „Auch die Fortschritte beim Handy TV wären ohne Turbo-Codierung nicht vorstellbar“, unterstreicht Hagenauer.

Claude Shannon gilt als „Albert Einstein“ der Informationstechnik

Das Fundament für effiziente Kanalcodierungen lieferte die im Jahre 1948 durch den amerikanischen Forscher Claude Shannon, einem entfernten Verwandten von Thomas Edison, begründete Informationstheorie. So bewies Shannon, dass es ähnlich wie beim absoluten Nullpunkt oder der Lichtgeschwindigkeit eine absolute Grenze der Informationsübertragung gibt. Danach benötigt ein Mobilfunkempfänger im günstigsten Fall eine Energie von etwa 10-21 WS (Joule), um ein Bit fehlerfrei zu empfangen. Von dieser fortan als „Shannon-Grenze“ bezeichneten Schallmauer waren die Kommunikationstechniker bis 1993 um den Faktor 10 bis 100 entfernt. Mit Hilfe von Turbo-Codes ist es jedoch möglich, sich der Shannon-Grenze bis auf den Faktor 1.5 bis 2 zu nähern.

In einem Turbo-Empfänger werden zwischen zwei Empfängerstufen Informationen ausgetauscht, ähnlich wie bei einem Turbomotor Energie zwischen dem Motor und dem Kompressor ausgetauscht wird. Zu diesem Zweck werden zwei unabhängige Kanal-Codes miteinander verkettet und im Decoder alternierend ausgewertet. Der Gewinn des einen Decoders dient dem anderen als a-priori Information. Durch iteratives Aufrufen der Decoder können beide fortwährend von dem verbesserten Wissen des jeweils anderen profitieren und somit die Gesamtqualität deutlich erhöhen.

Überzeugender Beweis für die Innovationskraft der europäischen Forschung

Den Erfindern Hagenauer, Berrou und Glavieux wurden für ihre mehrfach durch Patente abgesicherten Erfindungen vom „Institute of Electrical and Electronics Engineers“ IEEE (USA) die weltweit höchsten informationstechnischen Auszeichnungen verliehen. Dieser Erfolg demonstriert auch die Innovationskraft der europäischen Forschung in einer sonst durch Amerika und Asien dominierten Technologie.

Rolf Froböse | Rolf Froböse
Weitere Informationen:
http://www.vde.com

Weitere Berichte zu: Decoder Kanalcodierung Turbo-Codierung Turbomotor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Schachmatt durch CrazyAra: Künstliche Intelligenz schlägt mehrfachen Weltmeister im Einsetzschach
19.02.2019 | Technische Universität Darmstadt

nachricht Roboter lernen sehen: Bayreuther Forscher machen Serviceroboter intelligenter
15.02.2019 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen

Bislang wurden OLEDS ausschließlich als neue Beleuchtungstechnologie für den Einsatz in Leuchten und Lampen verwendet. Dabei bietet die organische Technologie viel mehr: Als Lichtoberfläche, die sich mit den unterschiedlichsten Materialien kombinieren lässt, kann sie Funktionalität und Design unzähliger Produkte verändern und revolutionieren. Beispielhaft für die vielen Anwendungsmöglichkeiten präsentiert das Fraunhofer FEP gemeinsam mit der EMDE development of light GmbH im Rahmen des EU-Projektes PI-SCALE auf der Münchner LOPEC (19. bis 21. März 2019), erstmals in Textildesign integrierte hybride OLEDs.

Als Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik setzt sich das Fraunhofer FEP schon lange mit der...

Im Focus: Light from a roll – hybrid OLED creates innovative and functional luminous surfaces

Up to now, OLEDs have been used exclusively as a novel lighting technology for use in luminaires and lamps. However, flexible organic technology can offer much more: as an active lighting surface, it can be combined with a wide variety of materials, not just to modify but to revolutionize the functionality and design of countless existing products. To exemplify this, the Fraunhofer FEP together with the company EMDE development of light GmbH will be presenting hybrid flexible OLEDs integrated into textile designs within the EU-funded project PI-SCALE for the first time at LOPEC (March 19-21, 2019 in Munich, Germany) as examples of some of the many possible applications.

The Fraunhofer FEP, a provider of research and development services in the field of organic electronics, has long been involved in the development of...

Im Focus: Laserverfahren für funktionsintegrierte Composites

Composites vereinen gewinnbringend die Vorteile artungleicher Materialien – und schöpfen damit zum Beispiel Potentiale im Leichtbau aus. Auf der JEC World 2019 im März in Paris präsentieren die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein breites Spektrum an laserbasierten Technologien für die effiziente Herstellung und Bearbeitung von Verbundmaterialien. Einblicke zu Füge- und Trennverfahren sowie zur Oberflächenstrukturierung erhalten Besucher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL, Halle 5A/D17.

Experten des Fraunhofer ILT erforschen und entwickeln Laserprozesse für das wirtschaftliche Fügen, Schneiden, Abtragen oder Bohren von Verbundmaterialien –...

Im Focus: Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

In heutigen Datenspeichern müssen magnetische Domänen mit Hilfe eines externen Magnetfeld umgeschaltet werden, welches durch elektrischen Strom erzeugt wird....

Im Focus: Regensburger Physiker beobachten, wie es sich Elektronen gemütlich machen

Und können dadurch mit ihrer neu entwickelten Mikroskopiemethode Orbitale einzelner Moleküle in verschiedenen Ladungszuständen abbilden. Die internationale Forschergruppe der Universität Regensburg berichtet über ihre Ergebnisse unter dem Titel “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunnelling microscopy on insulators” in der weltweit angesehenen Fachzeitschrift ,,Nature‘‘.

Sie sind die Grundbausteine der uns umgebenden Materie - Atome und Moleküle. Die Eigenschaften der Materie sind oftmals jedoch nicht durch diese Bausteine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LastMileLogistics Conference in Frankfurt befasst sich mit Lieferkonzepten für Ballungsräume

19.02.2019 | Veranstaltungen

Bildung digital und multikulturell: Große Fachtagung GEBF findet an der Uni Köln statt

18.02.2019 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Thema Desinformation in Online-Medien

15.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen

19.02.2019 | Messenachrichten

Künstliche Intelligenz im E-Learning, Corporate Learning und Kundendialog

19.02.2019 | Seminare Workshops

Infrarotstrahlung und Luftmanagement intelligent kombiniert reduziert den Energieaufwand

19.02.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics