Ein Beispiel für das Ergebnis ihrer Forschungen hat Christina Gimmler in Griffweite: ihr Handy. Mehr als eine Milliarde Stück dürften im vergangenen Jahr verkauft worden sein. Und Hersteller wie etwa Nokia Siemens Networks gehen davon aus, dass sich die Zahl der Mobilfunkkunden auf fünf Milliarden verdoppeln wird. Zudem dürfte sich der Datenverkehr verhundertfachen. Allein das zeigt, warum die drahtlose Datenübertragung zu den „hot topics“ für Forschung und Wirtschaft gehört, meint Gimmler. Doch obwohl sie an dieser Zukunftstechnologie forscht, gehört die Doktorandin an der Technischen Universität Kaiserslautern nicht zu denjenigen, die die aktuellen Angebote der drahtlosen Kommunikation gerne ausschöpfen: Die 26-Jährige nutzt ihr Handy fast ausschließlich zum Telefonieren oder Schreiben einer SMS. Was sie am Mobilfunk stärker interessiert, ist etwas ganz anderes: Die „Intelligenz“ des Geräts oder besser gesagt die Algorithmen und Implementierungsverfahren, die ihm einen Großteil davon verleihen. Mittlerweile arbeiten die Ingenieure dabei mit Algorithmen, bei denen mehrere 100.000 Multiplikationen ausgeführt werden müssen. „Der Nachrichtentechnik muss es gelingen, die Kompliziertheit von Ideen und Prozessen zur drahtlosen Datenübertragung so zu kanalisieren, dass praktische Produkte entwickelt werden können“, erklärt Christina Gimmler.

Gemeinsam mit einem Dutzend Kollegen forscht sie an der TU Kaiserslautern an Verfahren zur Kanaldekodierung und zu Methoden, wie sich diese effektiv in die Mikroelektronik implementieren lassen. Ziel ist es, durch den Einsatz mehrerer Antennen auf dem Sende- beziehungsweise Empfangsgerät die Zahl der übertragenen Daten je Zeiteinheit zu vervielfachen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Übermittlung zu erhöhen. Schwerpunkt ihrer Arbeit sind MIMO-Systeme, also technische Einheiten zur drahtlosen Kommunikation, bei denen Mehrfachantennensysteme genutzt werden. Auf diese Weise können spezielle Kodierungsverfahren eingesetzt werden, die nicht nur die zeitliche, sondern auch die räumliche Dimension zur Informationsübertragung nutzen und so die Qualität und die Datenrate einer Verbindung deutlich erhöhen.

MIMO-Systeme gehören nicht nur zu den „hot topics“ der Nachrichtentechnik, sondern sind trotz ihres jungen Alters bereits zu einem Leib-und-Magenthema für die gebürtige Saarländerin geworden: Nachdem sie 2004 einen vom VDE gestifteten Preis für das beste Vordiplom erhalten hatte, hat sie sich auf Nachrichtentechnik spezialisiert und ihre Diplomarbeit bei NXP Semiconductors in den Niederlanden über MIMO-Systeme geschrieben. Danach kehrte sie an ihren Lehrstuhl zurück, um dort über dieses Thema zu promovieren. „Das Faszinierende an MIMO-Systemen liegt in der grundlegenden Verbesserung der Übertragungsqualität“, erklärt sie. Salopp gesagt: Zwei oder noch mehr Antennen „sehen“ mehr als eine. Bei einer entsprechenden Rückkopplung der Informationen über den Kanaldekoder kann so beispielsweise ein von Antenne eins als „unsicher“ erkannter Wert mit dem empfangenen Wert von Antenne zwei verglichen werden. Die Fehlerrate bei der Übertragung verringert sich auf diese Weise deutlich. Ziel dabei ist allerdings die Intensität dieser Verdoppelung, also die gegenseitige Kontrolle der empfangenen Daten so gering wie möglich zu halten. „Zwar wird durch das gegenseitige Abgleichen die Übertragungsqualität der Daten erhöht. Aber jede dieser Iterationen kostet Zeit und Energie“, betont Gimmler. Deshalb sei es wichtig, durch entsprechende Algorithmen die notwendige Balance herzustellen zwischen Übertragungsgeschwindigkeit und Übertragungsvolumen einerseits und andererseits der Sicherheit, dass jedes der übertragenen Bits richtig erkannt wird.

Dabei ist es allerdings notwendig, Algorithmen zu nutzen, die nicht nur mit der komplexer gewordenen Hardware „umgehen“ können, sondern auch effektiv auf dem Chip des jeweiligen Sende- oder Empfangsgeräts implementiert werden können. Denn die Algorithmen sind mittlerweile so umfassend, dass sie, wenn auch im Nanometerbereich, teuren Platz benötigen. „Wenn ich die Algorithmen sehr genau kenne, weiß ich, an welcher Stelle man beispielsweise eine hardwarespezifische Vereinfachung vornehmen darf“, erklärt Gimmler. So wird der Platzbedarf reduziert und die Kosten gesenkt.

? Frau Gimmler, Sie wurden wegen Ihres „tiefgreifenden Verständnisses in Informations- und Kodierungstheorie“ mit dem Preis der Stiftung PfalzMetall ausgezeichnet und könnten aufgrund Ihrer Ausbildung vermutlich bereits heute in der Industrie Karriere machen. Was hält Sie an der Hochschule?
: Mich zieht es nicht in die Wirtschaft. Dafür sind die Arbeitsbedingungen an der Hochschule zu gut. Das Gehalt ist mit dem in der Industrie vergleichbar und die technische Ausstattung hervorragend. Ich habe eben erst die Lehre aufgenommen, und die kollegiale Atmosphäre der Universität inspiriert mich. Dazu kommt die Unabhängigkeit von der jeweiligen Marktsituation der Unternehmen, die ich gerade während der derzeitigen Wirtschaftskrise zu schätzen weiß. Schließlich gibt es selbst im Bereich der Nachrichtentechnik keine Arbeitsplatzgarantie und vor allem keine Gewähr, in einem bestimmten Forschungsgebiet kontinuierlich arbeiten zu können.

? Sie sind die einzige Frau in einem zwölfköpfigen Kollegium?
: Es ist kaum zu glauben, wie häufig ich darauf angesprochen werde, dass ich als Frau in einem vermeintlichen „Männerberuf“ arbeite. Mittlerweile kann ich diese Art von Fragen nicht mehr hören. Ich bin Ingenieurin geworden, weil mich Technik interessiert. Genau wie meine Kollegen auch. Das Geschlecht spielt keine Rolle.

? Trotzdem: Inwieweit haben Sie als Elektroingenieurin eine Sonderposition?
: Als ich während meines Studiums eine Vorlesung besuchte, saßen 80 Studenten und zwei Studentinnen im Hörsaal. Trotzdem aber wäre es Unsinn, zu vermuten, eine Technikstudentin hätte eine wie auch immer geartete Sonderposition. Einen „Vorteil“ allerdings sehe ich: Als Frau in der Elektrotechnik fällt man eher auf. Professoren oder auch andere Verantwortliche erinnern sich an mich und meine Arbeit.

? Sie haben sich während Ihrer Schulzeit stark für Mathematik und Physik interessiert, warum nicht auch für die Ingenieurwissenschaften?
: Das Problem ist, dass sich wohl kaum ein Abiturient etwas unter dem Begriff „Ingenieurwissenschaften“ vorstellen kann. Also bleibt de facto wenig anderes übrig, als sich für die eher theoretischen Fächer Mathematik und Physik zu interessieren. Dabei werden diese Wissenszweige im Grunde erst durch die praktische Umsetzung interessant, wie sie in den Ingenieurwissenschaften betrieben wird.

? Wie oft greifen Sie noch zum Lötkolben?
: Eigentlich nie. Mein Arbeitsplatz ist der Computer, wo ich beispielsweise an den Algorithmen arbeite. Ich glaube auch nicht, dass sich der praktische Anspruch der Ingenieurwissenschaften dadurch definiert, dass wir handwerklich arbeiten. Wir orientieren uns daran, technische Ideen zu entwickeln und sie letztlich zur Marktreife zu führen. Das Beispiel Mobilfunk zeigt anschaulich, dass wir dabei sehr erfolgreich sind.

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