fehlerkorrigierende

Fehlerkorrigierende ist ein deutschsprachiger Begriff, der sich auf Systeme, Codes oder Verfahren bezieht, die Fehler, die bei der Übertragung oder Speicherung von Daten auftreten können, erkennen und korrigieren. In der Informationstheorie bezieht er sich typischerweise auf fehlerkorrigierende Codes, die Zusatzinformationen (Redundanz) verwenden, damit der ursprüngliche Nachrichteninhalt trotz Störungen wiederhergestellt werden kann. Im Gegensatz zur reinen Fehlererkennung kann eine fehlerkorrigierende Lösung den Fehler automatisch beheben, ohne dass eine erneute Übertragung nötig ist.

Grundprinzip ist die Erzeugung zusätzlicher Bits, mit denen der Empfänger die fehlerhafte Bitfolge rekonstruieren kann. Dabei wird zwischen Forward Error Correction (FEC) und Verfahren der Fehlerbehandlung durch Retransmission unterschieden. FEC fügt eine festgelegte Redundanz hinzu und korrigiert Fehler am Empfänger, während ARQ-Methoden auf Nachfragen setzen, um fehlerhafte Daten erneut zu übertragen.

Zu den bekanntesten fehlerkorrigierenden Codes gehören Hamming-Codes, Reed-Solomon, BCH und LDPC-/Turbo-Codes. Hamming-Codes eignen sich für einfache Fehlerkorrektur geringerer Streuung, Reed-Solomon wird in CDs, DVDs, Blu-ray-Discs und in QR-Codes verwendet, BCH kommt in Speichersystemen und Kommunikationskanälen zum Einsatz, während LDPC- und Turbo-Codes in modernen Übertragungssystemen wie Mobilfunk und Satellitenkommunikation eine zentrale Rolle spielen.

Anwendungen finden sich in Computerspeichern (ECC-RAM), Datenträgern, digitalen Übertragungssystemen, Broadcast- und Satellitenkommunikation sowie in sicheren QR-Codes. Die Leistungsfähigkeit fehlerkorrigierender Systeme hängt von Redundanzaufwand, Dekodierungsaufwand, Latenz und Energiebedarf ab. Theoretisch basiert ihr Konzept auf dem Shannon-Theorem, das die Grenzen der zuverlässig übertragbaren Information beschreibt.