Die Nachrichten als Informationsträger in Kommunikationssystemen werden mit Codes aus zuvor vereinbarten Symbolen (Zeichen) codiert und danach mit Hilfe von Signalen von einem Sender an Empfänger übermittelt. Jede Ausführung eines Codes durch physikalische Prozesse, die eine räumliche und/oder zeitliche Verbreitung der Nachricht ermöglichen, wird als Signal bezeichnet. Aufgrund ihrer extrem schnellen Ausbreitung benutzt man als Signalträger heutzutage überwiegend physikalische Größen die die elektromagnetischen Wellen charakterisieren, wie zum Beispiel elektrische Spannungen, Feldstärken, Lichtpegel usw. Bei der Formgebung eines Signals und des dahinter stehenden Codes werden der Kompressionsgrad der Nachrichtendarstellung, die Fehlerwahrscheinlichkeit bei Nachrichtenempfang und die Sicherheit gegen unbefugte Manipulation bei der Nachrichtenvermittlung besonders beachtet.

Im Zuge der weltweiten Informationsvernetzung stellt sich immer mehr die Frage nach der Zuverlässigkeit der empfangenen Nachrichten. Ausgerechnet bei drahtlosen Nachrichtenübertragungen, deren Netze sich gegenwärtig rasch entwickeln, können oft zufällige oder absichtliche Signalstörungen auftreten. Wie viele Codesymbole sind zur Darstellung einer Nachricht notwendig und wie sollen sie zusammengesetzt und als ein Signal ausgeführt werden, so dass trotz dieser Störanfälligkeit eine zuverlässige und effiziente Kommunikation noch möglich ist? Wo liegen die theoretischen und praktischen Grenzen der Nachrichtenkompression und fehlerarmen Informationsübertragung?

Diese Fragestellungen, die nicht nur in der Nachrichtentechnik sondern auch in anderen Bereichen, wie etwa der Molekularbiologie, Radar- und Sensortechnik, oder Navigation bei mobilen Robotern, eine wichtige Rolle spielen, greifen die modernen Signal- und Codierungstheorien auf. Sie basieren auf der Informationstheorie, die sich mit den grundlegenden mathematischen Gesetzen der Übertragung und Verarbeitung von Informationen befasst.

Diese Vorlesung beschäftigt sich vorwiegend mit der Signalverarbeitung im Zusammenhang mit der Kanalcodierung (Fehlerkorrigierende und Fehlerentdeckende Codes). Es wird untersucht, wie Signale gegen zufällige Störungen, die auf den Übertragungskanal einwirken, mit passenden Signalkonstellationen und Kanalcodes gesichert werden können. Der Einsatz von richtigen Entscheidungsprozessen bei dem Nachrichtenempfang spielt dabei eine sehr wichtige Rolle. Diese Methoden sind auch für die Kryptographie und Sicherheit in der Informationstechnik bedeutsam. Ziel der Vorlesung ist es, die notwendigen Grundlagen zu vermitteln, um abstrakte Kanalcodes in reale Übertragungsmedien einzubinden und ihre Leistungsfähigkeit zu beurteilen.

Prof. Dr. Dejan Lazich

Die Vorlesung richtet sich an Student(inn)en im Hauptstudium der Informatik oder Nachrichtentechnik. Vorkenntnisse aus der Nachrichtentechnik sind nicht erforderlich.

Donnerstags: 11.30 - 13.00 Uhr, wöchentlich im Hörsaal SR131

Erste Vorlesung am 22.10.2009

E-Mail: lazic(at)ira.uka.de

Tel.: (0721) 608 4255

Sprechzeit:

Dienstags: 16.30 – 18.00 Uhr, wöchentlich im Raum 259

Erste Sprechstunde am 27.10.2009

Diplomstudiengang: Prüfbar im Vertiefungsfach „Kryptographie und Sicherheit“ (mit 2 SWS)

Masterstudiengang: Prüfbar im Modul „ Fortgeschrittene Themen der Kryptographie“ (mit 3 LP)

Signaltheorie:

[1] Ohm, Lüke: „Signalübertragung“, Springer 2007, Kapitel 1-4

Codierungstheorie:

[2] Friedrichs: „Kanalcodierung“, Springer 1995 , Kapitel 1-5

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