Nahezu jeder Aspekt des alltäglichen Lebens und Wirtschaftens ist heutzutage digital vernetzt. Im Zeitalter der ”Industrie 4.0“ wird der produzierende Sektor zunehmend von Dienstleistungen und informationstechnischen Gewerben als dominanter Wirtschaftszweig abgelöst. Für diesen Wandel ist ein massiver Ausbau an Kapazitäten in der Verarbeitung, Übertragung, Vermittlung und Darstellung von Information ausschlaggebend. Dazu braucht es Fachkräfte in nachrichtentechnischen Berufen. Das Problem: Nachrichtentechnik ist eine hochkomplexe Verbundwissenschaft aus Physik, Mathematik und Elektrotechnik, mit entsprechend hohen Einstiegshürden.
Zur Senkung dieser Hürden sollte in dieser Arbeit das Konzept für eine einsteigerfreundliche Signalverarbeitungsapplikation zur interaktiven Bildung im Bereich der Nachrichtentechnik entwickelt werden. Vorbild war dabei die datenflussorientierte Software GNU Radio Companion. Nutzende sollten durch die Kombination, Neuordnung und Rekonfiguration universeller Module (Nodes) in einem Graphen verschiedene Signaltypen verarbeiten können. Auf diese Weise sollten Prozesse der digitalen Signalverarbeitung und damit wichtige Konzepte der Nachrichtentechnik visuell nachvollziehbar, interaktiv und mit minimalem kognitivem Aufwand erlernt werden können. Daraus leiteten sich folgende Fragen ab:
F1: Welche fachlichen und technischen Grundlagen sind bei der Konzeption einer einsteigerfreundlichen, datenflussorientierten Softwareanwendung zur digitalen Signalverarbeitung zu berücksichtigen?
F2: Welches Gesamtkonzept für einen Prototypen lässt sich aus den in F1 gewonnenen Erkenntnissen entwickeln?
Zur Beantwortung war eine umfassende Grundlagenrecherche notwendig. Neben Literatur diente vor allem die exemplarische Implementierung eines Decoders zur praktischen Ergründung datenflussorienterter Programmierung. Die Dekodierung des Automatic-Picture-Transmission-Formats (APT) demonstrierte dabei nicht nur gängige Verarbeitungsverfahren, sondern lieferte auch eine Code Base, die zur späteren Implementation der Applikation genutzt werden konnte. Darauf aufbauend wurden als Teil der Konzeption Requirements erfasst und ein Architekturdiagramm sowie Wireframes des User Interface angefertigt.