DE102004008444A1

DE102004008444A1 - Verfahren und Einrichtung zur drahtlosen Datenübertragung

Info

Publication number: DE102004008444A1
Application number: DE102004008444A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Otte; Hartmut Dr. Müller; Martin Nathansen
Original assignee: GLOBAL SCALING TECHNOLOGIES AG
Current assignee: TECDATA AG, UZWIL, CH
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-08
Also published as: ZA200606567B; CN1947364A; EP1716651A1; WO2005081433A1; JP2007523547A; US20070211826A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten, bei dem alle notwendigen Informationen auf Grundlage einer Global Scaling Modulation und Demodulation über Zufallsprozesse übertragen werden, indem eine Modulation, Einkopplung, Auskopplung und Demodulation von Resonanzfrequenzen gekoppelter Rauschprozesse realisiert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur drahtlosen Übertragung von Daten. Das Verfahren ist geeignet zur Übertragung digitaler Daten. Die Erfindung ist in vielen Bereichen der Informationsübertragung anwendbar, z.B. in der Telekommunikation, Messtechnik, Sensorik und Medizintechnik.

Es ist üblich, für die drahtlose Signal- und Datenübertragung deterministische Verfahren auf Basis fortschreitender elektromagnetischer Trägerwellen zu verwenden. Dies bedeutet, dass ein Sender das modulierte Signal direkt oder üblicherweise mittels einer Trägerwelle abstrahlt. Die Nutzinformationen wird mittels verschiedener Modulationsverfahren, wie Amplituden-, Frequenz- oder Phasenmodulation auf die Trägerwelle aufmoduliert.

Weiterhin ist bekannt, wie die technischen Sende- und Empfangsgeräte aufgebaut werden müssen, um die Modulation und Demodulation, Sendung und den Empfang durchzuführen.

Aus den bekannten technischen Übertragungsverfahren und deren physikalischen Eigenschaften ergibt sich eine Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des Senders von der zu überbrückenden Entfernung und der Notwendigkeit von Relaisstationen bei der Übertragung über grosse Entfernungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung anzugeben, das eine möglichst geringe Leistungsaufnahme beim Sender und Empfänger mit einer möglichst hohen Reichweite der Informationsübertragung kombiniert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein im Anspruch 1 angegebenes Verfahren und eine in Anspruch 6 angegebene Einrichtung zur Global Scaling Communication, kurz GSCOM, bei dem mittels einer Global Scaling (GS) Modulation und Demodulation von gekoppelten Zufallsprozessen die Datenübertragung über grosse Distanzen realisiert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

GS ist ein eingeführter physikalischer Begriff, der verdeutlicht, dass Häufigkeitsverteilungen physikalischer Grössen wie z.B. Massen, Temperaturen, Gewichte und Frequenzen realer Systeme logarithmisch skaleninvariant sind, siehe H. Müller, Global Scaling, Special1, Ehlers Verlag 2001.

Mit Hilfe des GS lassen sich damit insbesondere diejenigen physikalischen Werte berechnen, die in realen Prozessen, insbesondere Zufallsprozesse bevorzugt eingenommen werden.

Diese bevorzugten Werte können durch eine Kettenbruchzerlegung nach Leonard Euler, Über Kettenbrüche, 1737, Leonard Euler, Über Schwingungen einer Seite, 1748 ermittelt werden, denn nach Euler ist bekannt, dass jede reelle Zahl x durch ihren Kettenbruch entsprechend Gleichung (1) dargestellt werden kann: x = n0 + z/(n1 + z/(n2 + z/(n3 + z/(n4 + z/(n5 + ..))))) (1)

Die Grösse z stellt dabei den sog. Teilzähler dar, dessen Wert nach GS für nachfolgende Frequenzanalysen auf den Wert 2 festgelegt wird.

Da die Skaleninvarianz in logarithmischen Massstäben auftritt, werden im GS-Verfahren alle Analysen von zur Basis e logarithmierten Grössen durchgeführt. Damit entsteht Gleichung (2) In x =n0 + 2/(n1 + 2/(n2 + 2/(n3 + 2/(n4 + 2/(n5 + ..))))) (2)

Die jeweiligen Zahlenwerte hängen von den zugrundeliegenden Masseinheiten ab. In GS werden die auszuwertenden Grössen ins Verhältnis zu physikalischen Konstanten y, den sogenannten Eichmassen, gesetzt. Diese Konstanten sind allerdings nur innerhalb einer vorgegebenen Präzision bekannt, weshalb es obere und untere Grenzwerte für diese Konstanten gibt.

Dadurch entsteht die Gleichung (3) als wichtigste Grundgleichung des GS, die durch eine Phasenverschiebungen um φ = 3/2 erweitert werden kann, was für die Erläuterungen der Erfindung aber nicht relevant ist, siehe H. Müller, Global Scaling, Special1, Ehlers Verlag 2001: In (x/y) = n0 + 2/(n1 + 2/(n2 + 2/(n3 + 2/(n4 + 2/(n5 + ..))))) (3)

Die ganzzahligen Teilnenner [n₀, n₁, n₂...] müssen aufgrund der Konvergenzbedingung für Kettenbrüche ihrem absoluten Betrag nach stets grösser als der Zähler sein, siehe O. Perron, Die Lehre von den Kettenbrüchen, Teubner Verlag Leipzig, 1950 und sind stets durch 3 teilbare ganze Zahlen.

Durch Anwendung der Gleichung (3) kann eine vorgegebene physikalische Grösse, z.B. eine Frequenz nach der GS-Kettenbruchmethode zerlegt und in einen sog. Kettenbruch-Code umgewandelt werden. Dies soll beispielhaft durch eine GS-Kettenbruchbruchzerlegung für eine Frequenz f₀ beschrieben werden.

In GS wird als physikalische Konstante y zur Berechnung von Frequenzen der Wert 1,4254869e24 Hz verwendet, siehe Absatz Eichmasse in H. Müller, Global Scaling, Special1, Ehlers Verlag 2001.

Nach Gleichung (3) ergibt sich eine Kettenbruchzerlegung und die Berechnung der Teilnenner n₀, n₁, n₂, n₃, n₄ usw. Die Berechnung der Frequenzwerte durch Kettenbrüche nach Gleichung (3) wurde beispielhaft mit dem Werkzeug GSC3000 professional des Institutes für Raum-Energie-Forschung GmbH, Wolfratshausen, durchgeführt und ist in 1 exemplarisch für die Frequenz f₀ = 2032 Hz dargestellt. Die Frequenz 2032 Hz entspricht dem sogenannten GS-Kettenbruchcode [–48; 9086]. Der Teilnenner n₀ = –48, der Teilnenner n₁ = 9086 bzw. n₁ = 9036, je nach Grenzwert der verwendeten Konstante y für die Frequenz.

Da der Teilnenner n₁ in diesem Beispiel (n₁ = 9086) gross und damit der gesamte Quotient ab n₁ verschwindet gering ist, liegt die Frequenz 2032 Hz in der Nähe des Wertes n₀ (n₀ = –48) und wird deshalb auch als sogenannte GS-Knotenpunkt-frequenz bezeichnet. Weitere GS-Knotenpunktfrequenzen nach Gleichung (3) sind beispielsweise 5 Hz, 101 Hz, 40804 Hz, 16461 kHz. Basierend auf diesen Grundlagen der GS Frequenzanalyse, wird die Erfindung weiter beschrieben.

Es ist ein Ziel, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, das/die eine wesentliche Reduzierung der Sendeleistung zulässt, um über möglichst grosse Entfernungen und mit möglichst geringer Energie Daten zu übertragen.

Angegeben wird weiterhin, ein Modulator bzw. Demodulator und ein Modulationsverfahren bzw. Demodulationsverfahren, der/das eine kostengünstige Modulation bzw. Demodulation ermöglicht. Im folgenden werden der Modulator als GS-Modulator bezeichnet und der Demodulator als GS-Demodulator bezeichnet, da die Modulation und Demodulation auf Grundlage des GS realisiert wird.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung der Reichweite und der Sicherheit der Informationsübertragung.

Während bei herkömmlichen Verfahren die Übertragung durch die Manipulation deterministischer Prozesse erfolgt, erfolgt beim erfindungsgemässen Verfahren die Übertragung durch GS-Modulation und GS-Demodulation von gekoppelten Zufallsprozessen.

Eine Einrichtung zur drahtlosen Informationsübertragung, z.B. von Daten oder Signalen, besteht aus einer Sendeeinheit mit einem Modulator zur Global Scaling Modulation der Information und mit einem Einkoppler zum Einkoppeln der Information in einen Zufallsprozess, einer Empfängereinheit mit einem Demodulator zur Global Scaling Demodulation der Information und einem Auskoppler zum Auskoppeln der Information aus dem Zufallsprozess.

Die Einrichtung und das Verfahren nutzen gekoppelte Zufallsprozesse, insbesondere gekoppelte Rauschprozesse als Informationsträger.

10 zeigt die mittlere Fluktuation von ungefilterten Binärzahlen üer der natürlich-logarithmischen Zeitachse für eine Zeitraum von 12 Stunden. Die Daten wurden hardwaremässig nach dem in Kapitel 1.2. beschriebenen Variante, und softwaremässig nach Gleichung (5) gewonnen.

Zusätzlich wurde eine softwarebasierte Unterabtastung der von der Soundkarte gelieferten Rohdaten realisiert, um eine GS-konforme Knotenpunktfrequenz f₀ zu erhalten. Es sind die nach Global Scaling erwarteten typischen periodischen Fluktuationen über der natürlich-logarithmischen Zeitachse sichtbar.

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemässe Verfahren, die Einrichtung und die Baugruppen bzw. Einheiten bevorzugt auszugestalten bzw. weiterzubilden. Dazu wird sowohl auf die nachgeordneten Ansprüche als auch auf die Beschreibung und die Ausführungsbeispiele verwiesen. Die hierbei verwendeten Zeichnungen zeigen in
1: Werkzeug GSC3000 zur GS-Analyse von Frequenzen
2: Einrichtungs- und Verfahrensschemate der Datenübertragung
3: Detailschemata des Verfahrens und der Einrichtung
4: Hintergrundrauschen eines Halbleiterbauelementes
5: Harmonische Komponenten des Hintergrundrauschens
6: Schaltbild eines externen Rauschgenerators zur technischen Erzeugung von weissem Rauschen
7: Variante a mit externem Rauschmodul
8: externes Rauschmodul für Variante a
9: Variante c mit externem Modem
10: Fluktuation von Binärzahlen über der natürlich logarithnischen Zeitachse
11: Schaubild Rauschspektrum eines Bipolar-Transistors (BE-Strecke)
Nach S. Shnoll treten mehr oder weniger starke Kopplungseffekte von Zufallsprozessen auf, wenn diese zeitgleich und synchron ausgeführt werden (Shnoll S. E. et al., Realization of diskrete states during fluctuations in macroscopic processes, Physics-Uspekhi, 41 (10), p. 1026, 1998), d.h. bei gleichzeitig durchgeführten Messungen an Zufallsprozessen weisen die Häufigkeitsverteilungen der physikalischen Messwerte identische Feinstrukturen auf. Die Muster der (nicht geglätteten) Histogramme der Messwerte mehrerer gleichzeitig durchgeführter Zufallsprozesse stimmen überein oder sind ähnlich. Die Darstellung von nichtgeglätteten Histogrammen bezeichnet man im Global Scaling auch als Feinstruktur des Histogrammes.
Ein hohes Mass der Übereinstimmung der Feinstruktur erkennt man daran, dass die Histogramme der zugrundeliegenden Zufallsprozesse auch in ihren kleineren Ausprägungen sehr ähnlich sind, dass also nicht nur ihre statistischen Kenngrössen wie Mittelwerte, Varianzen usw. übereinstimmen, sondern auch die Häufigkeiten bestimmter Messwerte in den jeweiligen Histogrammen sehr häufig übereinstimmen. Diese Übereinstimmung analysiert man nach GS allerdings nur man bei nichtgeglätteten Histogrammen.
Die Identität bzw. Ähnlichkeit der Feinstrukturen von Histogrammen wird nun als Mass der tatsächlichen Synchronizität von Zufallsprozessen definiert. Im folgenden werden Zufallsprozesse mit einem hohen Mass der Übereinstimmung in der Feinstruktur ihrer Histogramme als gekoppelte Zufallsprozesse bezeichnet.
Für die Übertragung von Daten von einem Sender S (Sendeeinheit 1) zu einem Empfänger E (Empfangseinheit 2) werden in beiden technischen Endgeräten S und E Zufallsprozesse erzeugt, die durch geeignete Massnahmen miteinander gekoppelt werden.
Sender und Empfänger werden bei diesem Verfahren durch technische Endgeräte realisiert, die erstens eine technische Rauschquelle beinhalten oder den Anschluss einer technischen Rauschquelle zulassen und zweitens die nachfolgenden Verarbeitungsschritte 1–8 in Echtzeit durchführen können.
Der Ablauf des Verfahrens ist schematisch in 2 dargestellt, Sende- und Empfangseinheit sind in 3 detaillierter ausgeführt.
Die Einrichtung beinhaltet eine Aufzählung gemäss der 2 und 3.
Für die Sendereinrichtung (3, 4, 6, 7) und Empfängereinrichtung (8 bis 11) jeweils ein handelsüblicher Computer, zum Beispiel ein Laptop mit integrierter Soundkarte verwendet. Das heisst, im weiteren Verlauf wird die Erzeugung (3, 4), Modulation (6), Einkopplung (7), Auskopplung (8) und Demodulation (9) von gekoppelten Zufallsprozessen in einer Übertragungsstrecke für gekoppelte Zufallsprozesse (5) basierend auf den Rauschprozessen der Soundkarte von zwei handelsüblichen Computern (Sendeeinheit 1 bzw. Empfangseinheit 2) dargestellt.
Das Verfahren ist allerdings für jeden technisch erzeugten und manipulierbaren Zufallsprozess, z.B. basierend auf externen oder internen Rauschgeneratoren, Halbleiterbauelementen, Prozessoren, Modems usw. anwendbar.
Die Endgeräte sind handelsübliche Computer, Laptops oder auch Mobiltelefone. Das Verfahren ist aber auch für andere Endgeräte, andere Abtastfrequenzen f₀, andere Zufallsprozesse oder andere Veränderungen auch anderer Kettenbruch-Code-Bestandteile, im folgenden Beispiel nur n₂, anwendbar.
1. Ankopplung an einen Rauschprozess (Information 3 und Eingangssignal 4)
Es erfolgt eine Abstimmung eines Senders und Empfängers auf eine gemeinsames Frequenzband (z.B. von 5 Hz bis 16,4 MHz) eines technischen Rauschprozesses.
Zur Erzeugung des Rauschprozess kann beispielsweise die Soundkarte eines handelsüblichen Computers oder Laptops verwendet werden. Das Frequenzband des Rauschens liegt dadurch beispielsweise zwischen 100 Hz und 15 kHz. Weitere technische Rauschquellen wären z.B. Halbleiterelemente oder Compu terprozessoren. Ein typisches Rauschsignal einer technischen Rauschquelle ist in 4 in ihrem Zeitverlauf dargestellt.
Auf die Rauschsignale der Soundkarte wird mittels Software, beispielsweise mittels Windowsbefehle zugegriffen und die jeweiligen Rauschpegel werden einer nachgeschalteten Auswertesoftware zur Verfügung gestellt.
1.1. Wahl eines stochastischen Prozesses, der durch die Hintergrundwelle beeinflusst wird
Die stehenden Hintergrundwellen beeinflussen alle lokalen Wellen-, Schwingungs- und Zufallsprozesse, insbesondere wird das aber sichtbar und messbar, wenn der lokale Schwingungsprozess in die Nähe einer sog. Grundschwingung hoher Priorität (wird in nachfolgenden Abschnitte erklärt) schwingt. Dann tritt der lokale Prozess in Resonanz mit dem Hintergrundfeld, was empirisch dadurch nachgewiesen werden kann, dass er sich nicht mehr statistisch korrekt verhält, sondern gewisse Werteausprägungen bevorzugt und andere meidet.
Lokale Schwingungsprozesse, die sehr gut durch die Hintergrundwellen beeinflusst werden, sind alle Zufallsprozesse, beispielsweise radioaktive Zerfallsprozesse, Rauschprozesse oder Wetterprozesse.
1.1.1 Auswahl des stochastischen Prozesses
Eine besonders gute technische Ankopplung eines lokalen Schwingungsprozesses an die Hintergrundwelle wird über stochastisches oder weisses Rauschen im Übertragungskanal erzielt. Dieses Rauschen ist dadurch gekennzeichnet, dass es nicht deterministisch und nicht reproduzierbar ist.
Geeignete Quellen sind technische Rauschprozesse, die thermisches Rauschen oder Schrotrauschen erzeugen. Thermisches Rauschen tritt in jedem widerstandsbehafteten elektronischen Bauteil auf und wird durch zufällige Geschwindigkeitsschwankungen der frei beweglichen Elektronen und Elektronenlöcher hervorgerufen. In Abhängigkeit vom Typ des Bauteils und der Temperatur be trägt dieses Rauschen nur wenige μV und erfordert eine starke elektronische Verstärkung. Deutlich stärkere Rauschsignale liefern pn-Übergänge von Halbleiterbauteilen, entweder von Z-Dioden oder von falsch gepolten Basis-Emitterstrecken von Bipolar-Silizium-Transistoren. Das Rauschen wird hier an einer pn-Grenzschichterzeugt, welche oberhalb der Durchbruchspannung betrieben wird. Die Ladungsträger durchbrechen aufgrund der anliegenden Spannung die Sperrschicht und erzeugen das Schrot-Rauschen (Verges, C. 1987. Handbook of Electrical Noise. TAB Books, Blue Ridge Summit, PA).
Die Höhe des erzielbaren Rauschpegels hängt dabei stark von der Höhe der Durchbruchspannung und von der Grösse des fliessenden Stroms ab. Mit ausgesuchten Z-Dioden und Durchbruchspannungen von > 20 V können Rauschpegel von > 1 Vpp und lineare Rauschspektren bis in den MHz-Bereich erzielt werden. Aber auch kleinere Durchbruchspannungen von 7–12 V und Strömen von 10–200 μA erzeugen an BE-Strecken von ausgesuchten Bipolar-Transistoren (siehe 11) Rauschpegel von einigen 100 mVpp, so dass eine zusätzliche Verstärkung oft überflüssig ist. Da der Rauschpegel bei konstanter Last proportional zur Wurzel des Durchflussstromes wächst, kann er zudem in weiten Grenzen geregelt werden.
1.1.2 Technische Realisierung der Ankopplung an die Hintergrundwelle
Im folgenden werden drei Verfahren zur Ankopplung an die Hintergrundwelle beschrieben. Variante a benötigt neben dem Laptop eine zusätzliches externes Modul zur Erzeugung von technischem Rauschen. Variante b nutzt den im Pentium 3-Prozessor implementierten Rauschgenerator und benötigt keine zusätzliche Hardware. Variante c realisiert alle Funktionen zur Ankopplung an die Hintergrundwelle in einem externen Modem.
Variante a: Ankopplung an die Hintergrundwelle mit externem Rauschgenerator
6 zeigt das Schaltbild eines externen Rauschgenerators zur Erzeugung des weissen Rauschens und 7 zeigt den Aufbau, bestehend aus dem externen Modul mit dem analogen Rauschgenerator und dem Laptop mit integrierter Soundkarte 21 zur Analog-Digital-Wandlung 22 des vom analogen Rauschgenerator 20 gelieferten Rauschsignals und dem Computersystem zur digitalen Filterung und der Verarbeitungssoftware.
Der analoge Rauschgenerator 20 liefert ein rosafarbenes bis weisses Rauschsignal, welches wie unter 1.1.1 beschrieben erzeugt wird. Als rosafarben werden Rauschsignale bezeichnet, welche mit steigender Frequenz einen Pegelabfall von 3 dB pro Oktave aufweisen. Weisse Rauschsignale zeigen dagegen einen annähernd linearen Frequenzgang. Transistor T1 erzeugt das Rauschsignal an seiner oberhalb der Durchbruchspannung betriebenen Basis-Emitter-Strecke. Transistor T2 dient als Impedanzwandler und Verstärker und wandelt den Rauschstrom von T1 in eine Rauschspannung um. Die Rauschspannung wird am Collector von T2 kapazitiv ausgekoppelt und über einen einstufigen Hochpassfilter in den Eingang der Soundkarte eingespeist.
Der eingangsseitige Kanal der Soundkarte besteht aus einem Verstärker, einem Bandpassfilter für Frequenzen von 100 Hz bis 15 kHz, einem 14-bit Analog-Digital-Wandler und der Schnittstelle zum PCI-Bus des Laptops. Die Soundkarte tastet das niederfrequente Rauschen mit einer Taktrate von 44,1 kHz ab, wandelt es in 14 Bit breite vorzeichenbehaftete Integer-Zahlen um und liefert diese über die Treibersoftware an die Verarbeitungssoftware. 8 zeigt die Realisierung des Rauschgenerators 20 der mit dem Laptop 21 verbunden wurde.
Die Verarbeitungssoftware filtert die so gewonnenen Zahlen und extrahiert das eigentliche Nutzsignal.
Variante b: Ankopplung an die Hintergrundwelle mit internem Rauschgenerator
Variante b nutzt den im Pentium 3 vorhandenen internen Zufallsgenerator als Rauschquelle (The Intel^® Random Generator, Techbrief 1999, Intel®). Dadurch entfällt das zusätzliche externe Modul aus Variante a.
Die Verarbeitungssoftware in Variante b enthält statt der Treiberfunktion zur Ansteuerung und zum Auslesen der Soundkarte eine Treiberfunktion für den inter nen Zufallsgenerator. Die weitere softwareseitige Verarbeitung des Rauschsignals ist identisch zu Variante a.
Nachteilig an Variante b ist die Beschränkung auf Computersysteme mit Pentium-3 oder Pentium-4 Prozessoren.
Variante c: Ankopplung an die Hintergrundwelle mit externem Modem
In Variante c nach 9 sind alle wesentlichen Funktionen zur Ankopplung an die Hintergrundwelle in einem externen Modem 30 realisiert. Dieses Modem 30 wird über ein USB-Interface mit dem Laptop 31 verbunden.
Das Modem 30 beinhaltet eine breitbandige analoge Rauschquelle Rauschgenerator 32), einen Impedanzwandler 33, einen Filter und Verstärker 34, einen Analog-Digital-Wandler 35 und einen Schnittstellenbaustein (Controller 36) für den USB-Bus. Zusätzlich kann das Modem 30 einen Mikrocontroller zur digitalen Filterung und Vorverarbeitung des Nutzsignals enthalten. Diese Funktionen können aber auch wie in Variante a und b von der Verarbeitungssoftware auf dem Laptop übernommen werden. Die Verarbeitung des Rausch- und Nutzsignals erfolgt analog zu Variante 1 und b. Im Vergleich zu Variante a und b sind wesentlich höhere Datenraten erzielbar.
1.1.3. Softwarealgorithmen zur Vorverarbeitung und Filterung der Hintergrundwelle
Die Vorverarbeitung und Filterung der durch in Kapitel 1.1.2 beschriebenen Verfahren gewonnenen Daten erfolgt durch eine auf dem Laptop installierte Verarbeitungssoftware. Diese Software beinhaltet neben Filtern zur herkömmlichen Entzerrung ein spezielles adaptives Global Scaling Filter, welches die erhaltenen Rohdaten über einen ausreichend langen Zeitraum zwischenspeichert und nach den typischen Global-Scaling- Mustern im Zeit- und Wertebereich auswertet. Die Auswertung der GS-Muster erfolgt entweder histogrammbasiert über dem gesamten Wertebereich der Rohdaten oder zeitbasiert hinsichtlich der logarithmisch-hyperbolischen Fluktuationen der einzelnen Daten im Zeitbereich.
Aufgabe der Software ist es aus den technischen Rauschsignalen, elektrischen Potentialen etc. Zufallszahlen zu generieren, die später weiterverarbeitet werden können. Eine mögliche Rechenoperation für die Erzeugung von Zufallszahlen ZZ aus dem Rauschsignal ist die Abtastung der Rauschsignals mit einer Knotenpunktfrequenz f_A und anschliessender Umrechung des Rauschpegels in einen Zahlenwert ZZ beispielsweise nach Gleichung (5) ZZ[0 ... n – 1] = modulon (Σ(normierte Rauschpegel des Rauschsignals)) (5)
Zufallszahlen, die auf diese Weise erzeugt werden, werden durch die Hintergrundwelle manipuliert, was empirisch dadurch feststellbar ist, dass sie sich, wenn die Abtastfrequenz f_A in der Nähe einer Knotenpunktfrequenz liegt, statistisch nicht korrekt verhalten. So erscheint eine Zahl n nicht willkürlich zufällig, sondern in einem logarithmisch hyperbolischen Abstand, ähnlich wie es nach Global Scaling berechnet wird.
Anstatt analoger Zufallszahlen zu generieren, ist es genauso möglich, Binärzahlen zu erzeugen und die Dichte der aufgetretenen Einsen oder Nullen als Fluktuationen, als Abweichungen vom Erwartungswert 0,5, zu bewerten. Erscheint beispielsweise sechsmal hintereinander die Ziffer Eins bedeutet dies eine grössere Fluktuation, als wenn dreimal eine Eins erscheint usw.
Binäre Zufallszahlen können erzeugt werden, indem in „n" aus Gleichung (5) die Zahl Zwei eingesetzt wird: ZZ[0,1] = modulo2(Σ(normierte Rauschpegel des Rauschsignals)) (6)
Ein weiteres Verfahren ist die Berechnung der Binärzahlen aus den Anstiegen des Rauschsignals in den Abtastpunkten. Ein positiver Anstieg ergibt eine Eins und ein gleichbleibender oder negativer Anstieg eine Null. Zusätzlich können die so gewonnene binären Zufallszahlen mit einer fortlaufenden Null-Eins-Folge logisch über eine Eclusiv-Oder-Funktion (EXOR) verknüpft werden, um eine möglichst gute Gleichverteilung der Null und Eins zu erhalten.
10 zeigt die mittlere Fluktuation von ungefilterten Binärzahlen über der natürlich-logarithmischen Zeitachse für einen Zeitraum von 12 Stunden. Die Daten wurden hardwaremässig nach der beschriebenen Variante a und softwaremässig nach Gleichung (5) gewonnen.
Zusätzlich wurde eine softwarebasierte Unterabtastung der von der Soundkarte gelieferten Rohdaten realisiert, um eine GS-konforme Knotenpunktfrequenz von 5 Hz zu erhalten.
Um die Fluktuationen auf der logarithmischen Zeitachse deutlicher sichtbar zu machen, wurden die Daten zusätzlich mit einer Statistiksoftware gefiltert. Dazu wurden die Daten zunächst differenziert, indem die Differenzenquotienten berechnet wurden. Anschliessend wurden die Differenzenquotienten in Zeitperioden von 10s aufsummiert und mittels einer gleitenden Tiefpassfunktion über 300 Zeitperioden integriert.
In 5 sind die nach Global Scaling erwarteten typischen periodischen Fluktuationen über der natürlich-logarithmischen Zeitachse sichtbar. Zu sehen sind 7½ Schwingungen mit konstanter Periodenzeit und ansteigender Amplitude. Die Maxima der Schwingungsbäuche liegen etwa bei –3.6: 1.6 min, –2.7: 4.0 min, –1.8: 9.9 min, –0.9: 24.4 min, 0.0: 1.0 h, 0.9: 2.45 h, 1.8: 6.0 h, (2,7: 14.8 h approximiert). Diese Schwingungsbäuche kennzeichnen die Bereiche mit den grössten Fluktuationen und liegen in Global-Scaling-Knotenpunkten.
2. Abtastung des Rauschprozesses zur Erzeugung von Zufallszahlen (Eingangssignal 4)
Um den Rauschprozess weiterzuverarbeiten, werden durch eine Abtastung des Rauschsignals Zufallszahlen erzeugt. Die Abtastung der Rauschprozesse beim Sender und Empfänger erfolgt erfindungsgemäss mit einer GS-Knotenpunktfrequenz f₀ und führt damit zur Erzeugung einer GS-Zeitfolge von Zufallszahlen Z.
Eine geeignete Knotenpunktfrequenz für die Abtastung von Rauschsignalen der Soundkarte ist beispielsweise f₀ = 2031,55 Hz. Andere Knotenpunktfrequenzen können mittels Gleichung (3) ermittelt werden.
Danach erfolgt die Umwandlung des GS-Abtastsignales in eine normierte, einheitenlose Folge von Zahlenwerten (Z) gegebenenfalls des Wertebereiches N, beispielsweise durch Restklassenbildung R modulo N (Modulo-Operator) gemäss der Formel Z ≡ Z modulo N, wobei N eine Ganze Zahl ist.
Dadurch entsteht beim Sender S die Zufallszahlenfolge Z_S und beim Empfänger E die Zufallszahlenfolge Z_E. Durch die Abtastung ist beispielsweise nachfolgende Folge von Zufallszahlen entstanden und auf den Monitoren des Senders und Empfängers angezeigt: ZS = {... 10 23 2500 249 28 378 40456 ...} ZE = {... 45 789 4581 45 3 6782 2360 ...}
Die beiden Zufallszahlenfolgen Z_S bzw. Z_E beim Sender bzw. Empfänger sind aber in der Regel ohne technische Vorkehrungen zeitlich nicht synchron.
Um eine Synchronizität und damit Kopplung beider Zufallsprozesse zu erreichen, muss – wie in Shnoll dargestellt – eine zeitliche Synchronizität beider Prozesse im Sender und Empfänger hergestellt werden. Deshalb werden die Rauschprozesse beim Sender und Empfänger zeitlich synchron, d.h. stets zu gleichen Zeitpunkten abgetastet.
Damit entstehen die Zufallszahlen beim Sender und Empfänger zeitlich synchron. Technisch kann die synchrone Abtastung beispielsweise durch die Steuerung über eine externe Funkuhr auf beiden Endgeräten realisiert werden. Die Präzision des synchronen Taktgebers sollte mindestens eine Grössenordnung genauer als die Abtastfrequenz sein.
Dadurch entstehen beim Sender und Empfänger im synchronen Takt der Periode
Δt_S = 1/f₀ = t_i+1 – t_i beispielsweise folgende Zufallszahlen, die softwaretechnisch auch auf den Computerbildschirm dargestellt werden können: ZS = {... 11(ti+0) 80(ti+1) 3421(ti+2) 345(ti+3) 245(ti+4) 4512(ti+5) 5071(ti+6)...} ZE = {... 2345(ti+0) 479(ti+1) 23(ti+2) 346(i+3) 11(i+4) 6593(ti+5) 5031(ti+6)...}
Die weitere Beschreibung der Erfindung wird in den folgenden Verfahrensschritten 3–8 dargelegt, wobei diese Schritte erfindungsgemäss innerhalb der Abtastperiode Δt_S realisiert werden müssen.
Wurden beispielsweise beim Sender und Empfänger die letzen Zufallszahlen aus dem Rauschen jeweils zum gleichen Zeitpunkt t_n-1 ermittelt, müssen die Verarbeitungsschritte auf Senderseite durchgeführt werden, noch ehe die Ermittlung der aktuellen Zufallszahl aus dem Rauschen Z_E(t_n) beim Empfänger zum Zeitpunkt t_n erfolgt.
Es gilt daher folgende Gleichung: tn = tn-1 + ΔtS
Für die o.g. Abtastfrequenz f₀ von 2031,55 Hz ergibt sich im Beispiel die Abtastperiode Δt_S = 1/f₀ = 4,92e-4 Sekunden, innerhalb derer die Verarbeitungsschritte durchgeführt werden müssen. Dies ist mit handelsüblichen Computern möglich.
3. Ableitung der Zufallszahlenfolge (Information 3, Eingangssignal 4)
Im weiteren Verlauf wird im Sender und etwas zeitversetzt im Empfänger nach L. Euler (A. P. Juschkewitsch. Euler und Lagrange über die Grundlagen der Analysis. In: K. Schröder: Sammelband der zu Ehren des 250. Geburtstages Leonhard Eulers der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin vorgelegten Abhandlungen. Berlin 1959) eine Ableitung der GS-Zeitfolge von Zufallszahlen ZS und ZE der Form f'(x) = lim ((f(x + dx) – f(x))/dx) mit dx --> 0 realisiert.
Für nichtanalytische Funktionen, wie sie die Zufallszahlenfolgen Z_S und Z_E darstellen, wird nach Euler allerdings dx = 1 gesetzt, dadurch entsteht Gleichung (4). f'(x) = lim ((f(x + dx) – f(x))/dx) mit dx = 1 (4)
Damit entsteht beim Sender und Empfänger eine neue Zufallsfolge f_S{} bzw. f_E{} von Änderungsgeschwindigkeiten der Zufallszahlen aus Z_S bzw. Z_E. Diese Änderungsgeschwindigkeiten von Zufallszahlen kann auch als Frequenz f interpretiert werden, wobei die Abtastperiode Δt_S zur Erzeugung Z_S bzw. Z_E den zeitlichen Massstab bestimmt.
5 stellt ein mögliches Ergebnis f_S{} der Ableitung des Signals Z_S aus einem Rauschprozess nach 4 dar.
Beispielsweise entstand innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes von [n₀, n₁ – 1] bis [n₀, n₁ + 1] durch eine Ableitung nach Gleichung (4) auf der Folge Z_S beim Sender folgende Reihe von Änderungsgeschwindigkeiten bzw. Frequenzen: fS{} = {... 1883,93(tk+0) 1885,15(tk+1) 1889,87(tk+2) 1885,51(tk+3) ...}
Für den Empfänger berechnet sich innerhalb des gleichen vorgegebenen Frequenzbandes eine ähnliche Folge von Frequenzwerten f_E{}.
4. Suche nach GS-Frequenzen (Information 3, Eingangssignal 4)
Einer Global Scaling Frequenz, die durch einen GS-Kettenbruch-Code der Struktor [n₀, n₁, n₂] dargestellt werden kann.
Hierbei wird für jede ermittelte Frequenz aus der Folge f_S{} beim Sender nach Gleichung (3) eine Kettenbruchanalyse durchführt und die dazugehörigen Teilnehmer n₀, n₁, n₂ usw. bestimmt.
Beispielsweise wird innerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes von [–48, –26] bis [–28], d.h. von 1881,13 Hz (Kettenbruch-Code: [–48, –26]) bis 1891,50 Hz (Kettenbruch-Code: [–48, –28]) in der Folge f_S{} die Frequenz f_R = 1889,87 Hz ermittelt, für die ein Kettenbruch-Code der Struktur [n₀, n₁, n₂] existiert.
Der Kettenbruch-Code für f_R = 1889,87 ist gleich [–48, –27, –3].
Der Teilnehmer n₂ ist in diesem Beispiel –3.
Nach GS wird dabei beim Sender und Empfänger innerhalb des Frequenzbandes die gleiche Frequenz f_R gefunden, d.h. beide ursprüngliche Zufallszahlenfolgen Z_S und Z_E haben in dem vorgegebenen Frequenzband genau eine gemeinsame GS-Änderungsgeschwindigkeit ihrer Zufallszahlen.
Diese wird im folgenden als Resonanzfrequenz f_R beider Zufallszahlenfolgen Z_S und Z_E bezeichnet.
5. GS Modulation auf Senderseite (GS-Modulator 6)
Beim Sender erfolgt die GS-Modulation beispielsweise durch eine Veränderung des Teilnenners n₂, beispielsweise durch eine Vorzeichenumkehr von n₂. Dadurch ergibt sich auf Senderseite folgender neuer Kettenbruchcode [n₀, n₁, –n₂] und durch Umkehrung von Gleichung (3) eine neue Frequenz f_R'.
Im Beispiel wird der zu f_R = 1889,87 Hz gehörende GS-Kettenbruch [–48, –27, –3] zu [–48, –27, +3] verändert, d.h. der Teilnenner n₂ = –3 wird durch Vorzeichenumkehr auf n'₂ = +3 gesetzt. Daraus ergibt sich nach umgekehrter Anwendung von Gleichung (3) die neue Frequenz f_R' = 1882,97 Hz.
Auch diese Frequenz f_R' stellt mathematisch eine Änderungsgeschwindigkeit der Zufallszahlen dar und durch die Umkehrung der Ableitung nach L. Euler aus Gleichung (4) wird darauf basierend im Sender die neue Zufallszahl Z'_S(t_n) be rechnet, die im folgenden beim Sender zum Zeitpunkt t_n in den Rauschprozess eingekoppelt wird.
Da alle Verfahrensschritte innerhalb der Abtastperiode Δt_S durchgeführt wurden, ist auf Senderseite die manipulierte Zufallszahl Z'_S(t_n) berechnet wurden, noch ehe beim Sender oder Empfänger über den Rauschprozess eine neue Zufallszahl generiert wurde.
Die Umkehrung von Gleichung (4) ist deshalb möglich, da die Ableitung von Gleichung (4) ein eindeutiges deterministisches Verfahren darstellt. Aus dem gleichen Grunde ist auch Gleichung (3) umkehrbar.
Im Beispiel ist die neue Zufallszahl Z'_S(t_n) = 192 entstanden und es ergibt sich zum Zeitpunkt t_n folgende Reihe von Zufallszahlen: ZS = {... 11(ti+0) 80(ti+1) 3421(i+3) 245(ti+4) 4512(ti+5) 50712(ti+6)... 192(tn)}
6. Einkopplung bzw. physikalische Erzeugung des neu berechneten Rauschwertes (Einkoppler 7)
Die neu berechnete Zufallszahl Z'_S(t_n) wird in einen dimensionsbehafteten Rauschpegelwert umgerechnet und innerhalb der Abtastperiode in den Zufallsprozess eingekoppelt. Diese Umrechnung ist möglich, da das Verfahren der Umrechnung des Rauschpegelwertes in Zufallszahlen aus den vorhergehenden Verfahrensschritten bekannt und umkehrbar ist.
Im Beispiel der Erzeugung der Zufallszahlen mittels des Rauschens einer Soundkarte wird somit die neue Zufallszahl (Z'_S(t_n) = 192) auf Senderseite in einen Rauschwert umgewandelt und über die Soundkarte physikalisch ausgegeben.
Durch diese Einkoppelung des zu Z'_S(t_n) gehörendn Rauschpegelwertes wurde das Rauschen auf Senderseite moduliert.
7. Auskopplung bzw. Demodulation auf Empfängerseite (Auskoppler 8 bzw. GS-Demodulator 9)
Da die Zufallsprozesse des Senders und Empfängers durch die GS-Knotenpunktfrequenz synchronisiert wurden und durch zeitliche Synchronizität miteinander gekoppelt sind und ganz bestimmt, gleiche Resonanzfrequenzen bzw. Änderungsgeschwindigkeiten aufweisen, hat sich kurzzeitig auch der Rauschprozess auf Empfängerseite verändert.
Das Rauschsignal im Empfänger wird zum Zeitpunkt t_n durch Abtastung mit f₀ ausgekoppelt und nach dem gleichen Verfahren wie auf Senderseite in Zufallszahlen umgewandelt.
Es erscheint auf Empfängerseite zum Abtastzeitpunkt t₀ mit hoher Wahrscheinlichkeit die im Sender eingespeiste Zufallszahl (im Beispie Z'_E(t_n) = 192, auf jeden Fall aber eine Zufallszahl Z'_E(t_n), die bei der späteren Ableitung der Folge Z_E nach L. Euler (Gleichung (4)) beim Empfänger die definierte Resonanzfrequenz f_R' verursacht.
Im weiteren wird beschrieben, wie diese senderseitig manipulierte Resonanzfrequenz f_R' auf Empfängerseite gefunden und decodiert wird.
Erfindungsgemäss analysiert der Empfänger für das mit dem Sender vorher abgestimmte Frequenzband von [n₀, n₁ – 1] bis [n₀, n₁ + 1] und basierend auf der neuen ermittelten Zufallszahl Z'_E(t_n) alle vorhandenen Frequenzen innerhalb des Frequenzbandes durch eine GS Analyse und bestimmt die eindeutige Frequenz f'_R, für die der Kettenbruch-Code [n₀, n₁ – n₂] existiert.
Für diese Frequenz f'_R wird der Teilnenner n₂ bestimmt.
Beispielsweise wird basierend auf der zuletzt empfangenen Zufallszahl innerhalb des mit dem Sender vereinbarten Frequenzbandes von 1881,13 Hz (Kettenbruch-Code: [–48, –26]) bis 1891,50 Hz (Kettenbruch-Code: [–28]) der Folge f_E{} die gemeinsame Frequenz f'_R = 1882,969 Hz gefunden, für die ein Kettenbruch- Code der Struktur [n₀, n₁, n₂] existiert. Der Kettenbruch-Code f·r f'_R = 1882, 969 Hz ist gleich [–48, –26, +3]. Der Teilnenner n₂ ist damit +3.
8. Decodierung der übertragenen Information (Information 10, Ausgangssignal 11)
Durch Vergleich des ermittelten Kettenbruch-Codes mit dem nach GS bestimmten Code kann der Empfänger nun erkennen, ob der n₂-Wert auf Senderseite manipuliert wurde.
Beispielsweise kann nach GS das erwartete Vorzeichen von n₂ alleine aus der Kombination von Abtastperiode Δt_S, n₀ und n₁ rechnerisch bestimmt werden, denn durch n₀ und n₁ wird eindeutig das Frequenzband festgelegt, indem die erwartete Global Scaling Resonanzfrequenz f_R des Zufallprozesses vorhanden sein muss.
Im Beispiel von Δt_S = 4,92e-4 Sekunden n₀ = –48 und n₁ = –27 wird auf Empfängerseite eine Frequenz f_R mit dem zugehörigen Kettenbruchcode [–48, –27, –n₂] erwartet, was für den nichtmodulierten Fall im Sender auf Empfängerseite auch zutrifft.
Im Beispiel der dargestellten Modulation ergab im Empfänger die Analyse aller Frequenzen innerhalb des mit dem Sender vereibarten Frequenzbandes aber nur die Frequenz f'_R = 1882,969 Hz, für die ein Kettenbruch-Code der Stuktur [n₀, n₁, n₂] exisitiert. Un der Kettenbruch-Code für f_R = 1882,969 Hz lautet [–48, –26, +3].
Der Teilnenner n₂ ist damit +3.
Da auf Empfängerseite aber ein n₂-Wert von –3 erwartet wurde, hat der Empfänger erkannt, dass auf Senderseite der n₂-Wert der Resonanzfrequenz f_R moduliert wurde.
Damit erkennt der Empfänger die Manipulation auf Senderseite, wenn diese vorhanden ist.
Damit ist zwischen Sender und Empfänger über den zugrundeliegenden, gekoppelten Rauschprozess durch GS Modulation und GS Demodulation einer gemeinsamen Resonanzfrequenz f_R ein Bit an Information übertragen worden. Durch die Möglichkeit der Übertragung eines Bits sind somit prinzipiell digitale Signale übertragbar.
Die technische Übertragungsrate über den hier dargestellten Zufallsprozess ist durch die Abarbeitungsgeschwindigkeit der Schritte 1. bis 8. und durch die Abtastfrequenz f₀ determiniert und begrenzt. Gegenwärtig werden damit Übertragungsraten von 16 Bit pro Sekunde realisiert.
Eine Erhöhung der Übertragungsrate ist beispielsweise durch die Verwendung anderer Abtastfrequenzen f₀, schnellerer Computer, einer verbesserten GS Modulation des Kettenbruchwertes n₂ (bzw. höherer Elemente des Kettenbruches n₃, n₄ usw.) anstatt nur einer Vorzeichenumkehr oder der parallelen Nutzung mehrerer Übertragungskanäle möglich.
Durch Analog-Digitalwandlung vor der eigentlichen GS Übertragung und anschliessender GS Modulation werden darüber hinaus beliebige Signale und Informationen, wie auch Sprache übertragbar sein.

Claims

Übertragung zur drahtlosen Übertragung von Daten oder Signalen unter Verwendung einer Sendeeinheit mit einem Modulator zur Modulation der Information und mit einem Einkoppler zum Einkoppeln der Information in einen Zufallsprozess, einer Empfangseinheit mit einem Demodulator zur Demodulation der Information und einem Auskoppler zum Auskoppeln der Information aus dem Zufallsprozess, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung über resp. mittels gekoppelter Zufallsprozesse erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Modulator und Demodulator ein Global-Scalina-Modulator bzw. ein Global-Scalina-Demodulator verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Signal oder Signalerzeugungselement für den Ein- und Auskoppler und/oder den Modulator/Demodulator ein Rausch- oder Zufallssignal eines Rausch- oder Zufallsianalerzeuaunaselementes oder -crozesses verwendet wird, vorzugsweise technische Rausch- oder Zufallssignale oder -prozesse wie thermisches oder weißes Rauschen oder Rausch- oder Zufallssianalelemente wie eine Rauschdiode.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element des Kettenbruchcodes [no, n1, n2, n3, ..] der Resonanzfrequenz fR moduliert wird, beispielsweise durch Vorzeichenumkehr.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Verfahrensschritte umfasst: – Erzeugung eines Rauschsignals in der Sende- und Empfangseinheit (S, E, 1, 2), vorzugsweise eines elektrischen Rauschsignales – Abtastung des Rauschsignals mit einer GS-Knotenpunktfrequenz ta, vorzugsweise einer nO-Frequenz zur Erzeugung eines Abtastsignals – Umwandlung des GS-Abtastsignales in ein normiertes, einheften loses Abtastsignal in Form von Zahlenwerten (Z), vorzugsweise durch Restklassenbilduna R modulo N (Modulo-Ocerator) gemäß der Formel Z = Z mod G, wobei G eine Ganze Zahl ist und den gemessenen Rauschpegel darstellen kann. – -Ableitung der Zahlenfolgen Zs und ZE nach L. Euler zur Erstellung einer Folge von Frequenzen fs und fE. – Ermittlung der Resonanzfrequenz fR innerhalb eines vorgegeben Frequenzbandes – Modulation der Resonanzfrequenz fR beispielsweise durch Vorzeichenumkehr des Elementes n2 aus dem Kettenbruchcode [no, n1, n2] – Demodulation und Decodierung der sendeseitig vorgenommenen Veränderungen in der Empfängereinheit.
Einrichtung zur drahtlosen Übertragung von Daten oder Signalen, bestehend aus einer Sendeeinheit (1) mit einem Modulator zur Modulation der Information und mit einem Einkoppeer (7) zum Einkoppeln der Information in eine Trägerwelle, einer Empfängereinheit (E, 2) mit einem Demodulator zur Demodulation der Information und einem Auskoppler (8) zum Auskoppeln der Information aus den Zufallsprozessen, insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator und Demodulator ein GS-Modulator (6) bzw. ein GS-Demodulator (9) ist.
Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (1) und/oder die Empfangseinheit (2) eine Rausch- oder Zufallssignalerzeugungseinheit aufweist, vorzugsweise ein elektrisches oder elektronisches Rauschsignalerzeugungselement, z.B. eine Rauschdiode.
Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Rausch- oder Zufallssignalerzeugungseinheit oder deren Signale Bestandteil des Modulators und/oder des Einkopplers sind.
Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine GS-Abtasteinheit aufweist, so dass das Rauschsignal mit einer GS-Frequenz abtastbar ist, um einen GS-getakteten Zufallsprozessel zu erhalten.
Einrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastfrequenz eine GS-Knotenpunkt-Frequenz ist, vorzugsweise eine reine nO-Frequenz.
Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass sie einen stationären Rechner (Computer) oder einen mobilen Rechner, z.B. Laptop oder ein Mobiltelefon enthält.
Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (1) ein medizinisches, therapeutisches oder diagnostisches Gerät enthält, vorzugsweise einen Herzschrittmacher.
Modulator bzw. Demodulator zur Modulation oder Demodulation der Information für eine Einrichtung zur drahtlosen Informationsübertragung, Z.B. von Daten oder Signalen, die aus einer Sendeeinheit mit einem Modulator zur Modulation der Information und mit einem Einkoppler zum Einkoppeln der Information in einen Zufallsprozess, einer Empfängereinheit mit einem Demodulator zur Demodulation der Information und einem Auskoppler zum Auskoppeln der Information aus dem Zufallsprozess besteht, insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator oder Demodulator ein Global-Scalinq-Modulator (6) bzw. Global-Scaling-Demodulator (9) ist.
Modulator bzw. Demodulator nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass er ein Bauelement oder eine Einheit ist, die natürliche Rausch- oder Zufallssignale GS-moduliert bzw. GS-demoduliert, vorzugsweise mindestens eine Global-Scaling- Resonanzfrequenz zweier gekoppelter Zufallsprozesse.
Verwendung eines Rausch- oder Zufallsprozesses, Rausch- oder Zufallsprozesssignals oder Bauelementes zur Rausch- oder Zufallssignalerzeugung zur drahtlosen Informationsübertragung eines Nutzsignals mittels gekoppelter Zufallsprozesse.
Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rausch- oder Zufallsprozess oder das Rausch- oder Zufallsprozesssignal oder das Bauelement zur Rausch- oder Zufallssigalerzeugung zur Ein- oder Auskopplung aus den Zufallsprozessen und/oder zur Modulation oder Demodulation des Nutzsignales verwendet wird.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rausch- oder Zufallssignal eines Mobiltelefons oder eines stationären oder mobilen Rechners verwendet wird.