Kommunikationssysteme mit KI neu zusammengesetzt

Die Nachfrage nach datenintensiven Kommunikationsdiensten, beispielsweise Videostreaming, wächst immer noch exponentiell. Der zunehmende Datenverkehr lässt sich nur bewältigen, wenn die Komplexität der Datenverarbeitung in den Sende- und Empfangseinrichtungen der Netzwerke radikal reduziert wird. Zudem ist das weltweite Kommunikationsnetz für einen erheblichen Anteil des globalen Energieverbrauchs verantwortlich. Im Projekt "RENEW – Reinventing Energy Efficiency in Communication Networks" arbeitet Professor Laurent Schmalen vom Institut für Nachrichtentechnik (CEL) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mit seinem Team an Lösungen, um sowohl die Komplexität als auch den Stromverbrauch der Kommunikationstechnik zu reduzieren, was höhere Datenraten und bessere Umweltverträglichkeit ermöglicht. Mit Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Maschinellen Lernens reduzieren die Forscher die kostenintensiven Algorithmen der Empfänger. Diese werden in ihre atomaren Einzelteile zerlegt und mit KI-Verfahren so zusammengesetzt, dass der gewünschte Kompromiss zwischen hoher Leistungsfähigkeit einerseits und niedrigem Energieverbrauch andererseits erreicht wird. In Vorabuntersuchungen gelang es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter anderem bereits, die Decodierung bestimmter fehlerkorrigierender Codes wesentlich zu vereinfachen. Da die Fehlerkorrektur im Empfänger üblicherweise am meisten Energie verbraucht, birgt dieser Ansatz ein enormes Potenzial für den Entwurf und die Verwirklichung enegieeffizienter Kommunikationstechnik.

Der Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erhält vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council – ERC) einen Consolidator Grant für sein Projekt. Der ERC fördert das Projekt in den kommenden fünf Jahren mit bis zu zwei Millionen Euro.