Jahresbericht 2008 - Optische Nachrichtentechnik und ...

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Jahresbericht 2008 - Optische Nachrichtentechnik und ...

Jahresbericht 2008Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und MathematikUniversität PaderbornInstitutfür Elektrotechnik undInformationstechnikInstitutfür InformatikInstitutfür Mathematik


Sehr geehrte Leserinnen und Leser,Preise und Auszeichnungen, internationaleTagungen und viele wissenschaftliche„Aha“-Erlebnisse: Alles was Wis -sen schaftler/innen glücklich macht,gab es für unsere Fakultät im Jahr 2008.Der Innovationspreis des Landes Nord -rhein-Westfalen, der erstmalig vergebenwurde, ging an Reinhold Noé undUlrich Rückert, zwei Paderborner Pro -fessoren für Elektrotechnik und Infor -mationstechnik.Nobelpreisträger Reinhard Selten undweitere herausragende Wissenschaftlerwaren zu Gast beim Symposium überAlgorithmische Spieltheorie, das imFrühjahr vom Institut für Informatikausgerichtet wurde.Unter dem Motto „Mathematik sehen“bot das Institut für Mathematik eineVielzahl von Veranstaltungen zum Jahrder Mathematik an, die den unterschiedlichenZielgruppen die Faszination dermathematischen Wissenschaft vermit -telten.Die Studierenden unserer Fakultäterhielten zahlreiche Preise für ihreAbschlussarbeiten und konnten unsereAbsolventenfeiern im Januar und im Juliin dem Bewusstsein genießen, begehrteFachleute auf dem Arbeitsmarkt zusein. Auch in einer möglichen wirtschaftlichenKrise wird ein Studium derElektrotechnik, der Informatik oder derMathematik an der Universität Pader -born gute Voraussetzungen für einenerfolgreichen und befriedigendenLinks: „Die Welt zu Gast bei Freunden“: Nobelpreisträger Prof. Dr.Reinhard Selten (rechts) zusammen mit Prof. Dr. Burkhard Monien (Mitte)vom Institut für Informatik und Prof. Dr. Christos Papadimitriou (links) aufdem Symposium über Algorithmische Spieltheorie an der Uni PaderbornFakultät für Elektrotechnik, Informatik und MathematikVorwort2Berufs weg bieten. Viele unsererAbsolventinnen und Absolventen sindschon während des Studiums als studentischeHilfskraft an wissenschaftlicheArbeit oder angewandte Forschungherangeführt worden; wenn sie nachdem Studium weiterhin an der Hoch -schule arbeiten, finden sie bei uns hervorragendeBedingungen für ihre For -schung. Beleg dafür ist das hohe Auf -kommen an Drittmitteln, mit dem dieFakultät für Elektrotechnik, Informatikund Mathematik die Spitzenpositioninnerhalb der Universität Paderborneinnimmt.Die Stärke der Paderborner Wissen -schaft lerinnen und Wissenschaftler sindder Wille und die Fähigkeit zu erfolgreiwww.uni-paderborn.de/eimInhalt30GET Lab48Ausgewählte Kooperationen4Fakultät für Elektrotechnik,Informatik und Mathematik31Prof. Dr.-Ing. Bärbel MertschingOptische Nachrichtentechnik undHochfrequenztechnik5051Modelle und AlgorithmenCodes und KryptographieProf. Dr. Johannes Blömer5Drittmittel und BeschäftigtenanzahlProf. Dr.-Ing. Reinhold Noé52Methoden des Operations Research6Studiengänge und Studierendenanzahl32MikrosystemtechnikProf. Dr. Wilfried Hauenschild7Internationalität33Angewandte Datentechnik53Algorithmen und Komplexität8NachwuchsförderungProf. Dr.-Ing. Fevzi BelliProf. Dr. Friedhelm Meyer auf der Heide9Angebote für Schülerinnen und Schüler34Sensorik54Effiziente Nutzung paralleler Systeme10Fakultätsweite Aktivitäten und ProjekteProf. Dr.-Ing. Ulrich HilleringmannProf. Dr. Burhard Monien12Das Jahr der Mathematik in Paderborn35Schaltungstechnik55Theoretische Informatik14Wirtschaft trifft WissenschaftProf. Dr.-Ing. Ulrich RückertProf. Dr. Christian Scheideler15Unternehmensgründungen aus der36Theoretische ElektrotechnikWeitere WissenschaftlerFakultätProf. Dr.-Ing. Rolf Schuhmann56Modelle und Algorithmen16Personalia37HöchstfrequenzelektronikDr. Matthias Fischer18Aktivitäten von Studierenden undProf. Dr.-Ing. Andreas Thiede56Effiziente Nutzung paralleler SystemeAbsolventen38AutomatisierungstechnikJun.-Prof. Dr. Robert Elsässer20Institut für Elektrotechnik undInformationstechnik39Leistungselektronik und ElektrischeAntriebstechnikProf. Dr.-Ing. Joachim Böcker5758Dr. Rainer FeldmannSoftwaretechnik und Informations -systeme21Studiengänge40Steuerungs- und Regelungstechnik59Datenbanken und E-Commerce22SchwerpunktprojekteProf. Dr. Felix GauschProf. Dr. Stefan Böttcher24Ausgewählte Kooperationen41Elektrische Messtechnik60Datenbank- und Informationssysteme26InformationstechnikProf. Dr.-Ing. Bernd HenningProf. Dr. Gregor Engels27Nachrichtentechnik42Nachhaltige Energiekonzepte61Programmiersprachen und ÜbersetzerProf. Dr.-Ing. Reinhold Häb-UmbachProf. Dr.-Ing. Jürgen VossProf. Dr. Uwe Kastens28DatentechnikProf. Dr. Sybille Hellebrand43Institut für Informatik62Wissensbasierte SystemeProf. Dr. Hans Kleine-Büning29Nachrichtentheorie44Studiengänge63SoftwaretechnikProf. Dr.-Ing. Klaus Meerkötter45SchwerpunktprojekteProf. Dr. Wilhelm Schäfer


cher fächerübergreifender Zusammen -arbeit. So ist die Fakultät an zahlreicheninterdisziplinär angelegten Ein -rich tungen beteiligt – wissenschaftlicheZentren, Sonderforschungsbereiche,Graduiertenkollegs, InternationalGraduate School – , in denen sie einetragende Rolle spielt. Dieser hohe Gradan Interdisziplinarität spiegelt sich auchim Studienangebot wider: Neben denStudiengängen in den drei KernfächernElektrotechnik, Informatik und Mathe -matik werden eine Reihe von Kombina -tionsstudiengängen angeboten, so zumBeispiel Ingenieurinformatik, Wirtschaftsinformatik,Wirtschaftsingenieurwesenund Technomathematik.Mit der vorliegenden Broschüre verfolgtdie Fakultät das Ziel, ihre Aktivitäteninsbesondere in der Forschung einerinteressierten Öffentlichkeit vorzustellen.Sie richtet sich u. a. an Entschei -dungs träger aus Wissenschaft, Wirt -schaft und Politik.Weitergehende und ständig aktualisierteInformationen über unsere Fakultätkönnen jederzeit im Internet abgerufenwerden: www.upb.de/eimInteressenten sind gerne eingeladen,Kontakt mit uns aufzunehmen. Alskompetenter Gesprächspartner stehtIhnen der Geschäftsführer der Fakultät,Herr Dr. math. Michael Laska, zur Ver -fügung, den Sie unter der E-Mail -adresse mlaska@upb.de erreichenkönnen.Herzlich, IhrProf. Dr. Franz J. RammigDekan der Fakultät für Elektrotechnik,Informatik und Mathematik(seit 01.10.2008)Prof. Dr. Michael DellnitzDekan der Fakultät für Elektrotechnik,Informatik und Mathematik(bis 30.09.2008)Links (v. l.): Prof. Dr. Andreas Pinkwart, Minister für Wissenschaft,Forschung, Innovation und Technik des Landes Nordrhein-Westfalen,überreicht Prof. Dr. Ulrich Rückert und Prof. Dr. Reinhold Noé vom Institutfür Elektrotechnik und Informationstechnik den Innovationspreis desLandes NRW.www.uni-paderborn.de/eimFakultät für Elektrotechnik, Informatik und MathematikVorwort364Spezifikation und Modellierung von76Entwurf Verteilter Realzeitsysteme92StochastikSoftwaresystemenDr. Wolfgang MüllerProf. Dr. Björn SchmalfußProf. Dr. Heike Wehrheim76Paderborn Center for Parallel Computing93Analysis65Mensch-Maschine-WechselwirkungJun.-Prof. Dr.-Ing. André Brinkmann94Analysis, insbesondere Funktionalanalysis66Computergraphik, Visualisierung und77Dr. Christian PlesslProf. Dr. Klaus BierstedtBildbearbeitung77Dr. Jens Simon95Unendlich-Dimensionale Analysis und Geometrie67Prof. Dr. Gitta DomikInformatik und Gesellschaft78Institut für Mathematik96Prof. Dr. Helge GlöcknerMikrolokale AnalysisProf. Dr.-Ing. Reinhard Keil79StudiengängeProf. Dr. Sönke Hansen68Didaktik der Informatik80Schwerpunktprojekte97Lie-TheorieDr. Johann S. Magenheim81Algebra und ZahlentheorieProf. Dr. Joachim Hilgert69Mensch-Computer-Interaktion82Zahlentheorie98DifferentialgleichungenProf. Dr. Gerd SzwillusProf. Dr. Dr. h. c. mult. Karl-Heinz-IndlekoferProf. Dr. Birgit Jacob70Ein Leben für die Gemeinschaft83Algebra und Darstellungstheorie99Analysis, insbesondere BanachraumtheorieNachruf aufProf. Dr. Henning Krauseapl. Prof. Dr. Wolfgang LuskyJun.-Prof. Dr. Thorsten Hampel84Arithmetische Geometrie100Didaktik der Mathematik71Eingebettete Systeme undProf. Dr. Torsten Wedhorn101Prof. Dr. Peter BenderSystemsoftware85Wissenschaftliches Rechnen102Prof. Dr. Hans-Dieter Rinkens72Rechnernetze86Algebraische Komplexitätstheorie103Prof. Dr. Hartmut SpiegelProf. Dr. Holger KarlProf. Dr. Peter BürgisserNachwuchswissenschaftler73Technische Informatik87Angewandte Mathematik – Numerische104PD Dr. Dirk KussinProf. Dr. Marco PlatznerMathematik und Dynamische SystemeEmeriti74Entwurf Verteilter RealzeitsystemeProf. Dr. Michael Dellnitz104Prof. Dr. Eberhard KaniuthProf. Dr. Franz J. Rammig88Numerik komplexer Systeme105Prof. Dr. Karl-Heinz KiyekWeitere WissenschaftlerProf. Dr. Angela KunothProf. Dr. Helmut Lenzing75Rechnernetze89Angewandte Mathematik und Stochastik106Prof. Dr. Reimund RautmannDr. Hannes Frey90StochastikProf. Dr. Hermann Sohr75Entwurf Verteilter RealzeitsystemeProf. Dr. Hans M. Dietz107Assoziierte EinrichtungenDr. Bernd Kleinjohann91Numerische Mathematik120AnhangDr. Lisa KleinjohannProf. Dr. Norbert Köckler166Die Fakultät im Spiegel der Presse175Impressum


Institut für Elektrotechnik und InformationstechnikDie Informationsgesellschaft ist geprägtdurch den rasanten technologischenFortschritt und tief greifende Verände -rungen von Arbeits- und Lebens be din -gungen. Diese Entwicklung reflektiertin besonderem Maße das vielseitigeBerufsbild des Ingenieurs der Elektro -technik und Informationstechnik.Unsere Absolventen arbeiten in derElektro- und Elektronikindustrie, derComputerindustrie, in der Telekommunikationstechnikund der elektrischenEnergieversorgung, sind aber auch ininterdisziplinären Branchen wie z. B.dem Maschinenbau, der Fahrzeug- undVerkehrstechnik oder der Medizin -technik überaus gefragt.Das Institut für Elektrotechnik undInfor mationstechnik der UniversitätPaderborn steht für eine ausgezeichnetezukunftsorientierte Ausbildung, in -dem es solides Wissen in den Grund -lagen vermittelt und zugleich vielfältigeMöglichkeiten zu einer an den persönlichenInteressen der Studierendenorientierten Spezialisierung bietet.Viele Fächer führen direkt zu berufli -chen Qualifikationen oder ermöglichenden Absolventen eine Weiterqualifi zie -rung in Wissenschaft und Forschung.Die Forschungsaktivitäten der Pader -borner Elektrotechnik und Informa -tions technik konzentrieren sich auf dieBereiche Informationstechnik, Mikro -systemtechnik und Automatisierungs -technik.Die Informationstechnik, befasst mitEntwurf und Weiterentwicklung vonSystemen zur Informationsübertragungund -verarbeitung, verzeichnet insbesondereauf dem Gebiet der optischenÜbertragungstechnik internationalbeachtete Erfolge. Die Mikrosystem -technik liefert der Industrie wichtigeImpulse mit ihren hervorragendenErgebnissen in den Bereichen Mikro -elektronik, Mikromechanik und Soft -waretechnik. Als entscheidendes Binde -glied der Informatik zur Welt der An -wen dungsgebiete präsentiert sich diePaderborner Automatisierungstechnikinsbesondere im Projekt „Neue Bahn -technik“ (RailCab) innovativ und zu -kunftsorientiert.Hochgradige fachliche Aufgeschlossen -heit und Interdisziplinarität sind unseremZiel verbunden, die Leistungs -bereitschaft und Kreativität unsererAbsolventen zu fördern, damit sie verantwortungsbewusstdie Zukunft unsererGesellschaft gestalten können.Wir freuen uns sehr über Ihr Interesse!Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik20ei.upb.deArbeitsgruppen des Instituts für Elektrotechnik und InformationstechnikInformationstechnik Mikrosystemtechnik AutomatisierungstechnikProf. Dr.-Ing. Reinhold Häb-UmbachNachrichtentechnikProf. Dr. rer. nat. Sybille HellebrandDatentechnikProf. Dr.-Ing. Klaus MeerkötterNachrichtentheorieProf. Dr.-Ing. Bärbel MertschingGrundlagen der ElektrotechnikProf. Dr.-Ing. Reinhold NoéOptische Nachrichtentechnikund HochfrequenztechnikProf. Dr.-Ing. Fevzi BelliAngewandte DatentechnikProf. Dr.-Ing. Ulrich HilleringmannSensorikProf. Dr.-Ing. Rolf SchuhmannTheoretische ElektrotechnikProf. Dr.-Ing. Ulrich RückertSchaltungstechnikProf. Dr.-Ing. Andreas ThiedeHöchstfrequenzelektronikProf. Dr.-Ing. Joachim BöckerLeistungselektronik undElektrische AntriebstechnikN.N.AutomatisierungssystemeProf. Dr. techn. Felix GauschSteuerungs- und RegelungstechnikProf. Dr.-Ing. Bernd HenningElektrische MesstechnikProf. Dr.-Ing. Jürgen VossNachhaltige Energiekonzepte


SchwerpunktprojektOptoelektronikIm Schwerpunktprojekt Optoelektronikarbeiten fünf Gruppen mit ausgezeichneterAusstattung für die HerstellungSi-basierter integriert-optischer Schalt -kreise, den Entwurf photonischer Kom -ponenten, die breitbandige optischeKommunikation – derzeit bis zu 160Gbit/s je optische Wellenlänge – unddie Entwicklung höchstfrequenter undhöchstintegrierter elektronischer Schalt -kreise. Um gigantische Übertragungskapazitätenfür den weltweiten Daten -verkehr zu erzielen, erforschen wirgeeignete optische Modulations- undSignalentzerrungsverfahren. Ebensoentwickeln wir breitbandige integrierteelektronische Schaltkreise für dasSenden und Empfangen von bis zu40 Gbit/s je Teilsignal. Gleichzeitig willdie Industrie die Datenübertragungauch deutlich preisgünstiger gestalten.Im EU-Projekt „synQPSK“ haben wir mitdieser Zielsetzung weltweit erstmaligInstitut für Elektrotechnik und InformationstechnikSchwerpunktprojekte22optische QPSK-Polarisationsmultiplexsignalein Echtzeit empfangen und dafürden Innovationspreis des Landes Nord -rhein-Westfalen erhalten. Für eine Kon -kurrenztechnologie haben wir eine endloseoptische Polarisationsregelungentwickelt.Die optische Datenübertragung dringtsogar in elektronische Baugruppen ein;dies ist ein weiterer Schwerpunkt unsererArbeiten. Für die Sensortechnikentwickeln wir integrierte Optik. Zurnumerischen Berechnung elektromagnetischerFelder arbeiten wir an derWeiter entwicklung von Diskretisie -rungsmethoden. Mit weitreichenderPerspek tive werden so u.a. Meta -materia lien entworfen und analysiert,die völlig neuartige optische Eigen -schaften aufweisen. Zusammen mitGruppen aus der Fakultät NW bildenwir das Center for Optoelectronics andPhotonics Paderborn (CeOPP).Beteiligte Professoren des InstitutsProf. Dr.-Ing. Ulrich HilleringmannProf. Dr.-Ing. Reinhold NoéProf. Dr.-Ing. Ulrich RückertProf. Dr.-Ing. Rolf SchuhmannProf. Dr.-Ing. Andreas Thiedewww.ceopp.deont.upb.de/synQPSKOben: Weltweit schnellste (14 krad/s) unterbrechungsfreie (endlose) optischePolarisationsregelung, mit Lithiumniobatbauelement, geeignet für Polarisa -tionsdemultiplex.Oben: Mehrlagige Leiterplatte mit optischenWellenleiternUnten: Beteiligte Wissenschaftler bei der Verleihung des Innovations -preises des Landes Nordrhein-Westfalen in Düsseldorf: M.Sc. VijithaHerath, Dipl.-Ing. Timo Pfau, Dipl.-Wirt.-Ing. Ralf Peveling, Dipl.-Ing.Christian Wördehoff, Prof. Dr.-Ing. Reinhold Noé, Dr.-Ing. SebastianHoffmann, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Rückert (v. l. n. r.)Oben: Drucksensor mitintegriert-optischemInterferometerOben: Baustein zur Daten- und Taktrückgewin -nung bei 10 Gbit/s in CMOS-Technologie


InformationstechnikDie Informationstechnik befasst sich mitdem Entwurf und der Weiterentwicklungvon Systemen der Informations über tra -gung und -verarbeitung.Professor Noé erforscht die optischeInformationsübertragung. Ergebnissesind u.a. eine 100 Attosekunden genaueoptische Laufzeitbestimmung, eine 6 μmgenaue Entfernungsmessung sowie synchroneQPSK- und bandlimitierte 5,94-Tb/s-Datenübertragung, beides mitPolarisationsmultiplex.Professorin Hellebrand arbeitet in derDatentechnik an effizienten Test- undDiagnoseverfahren für mikroelektronischeSysteme. Insbesondere „Systemson-a-Chip“,die viele von außen nurschwer zugängliche Komponenten aufeinem Chip integrieren, erfordern dieIntegration von Testeinrichtungen insSystem. Dazu werden geeignete Hard -warestrukturen und Algorithmen zur Auf -bereitung der Testdaten und Synthesetestfreundlicher Strukturen entwickelt.In der Nachrichtentechnik arbeitetProfessor Häb-Umbach an Funk kom mu -ni kation und -ortung sowie Sprach signal -verarbeitung und Spracherkennung.Ein Beispielthema ist die adaptive Strahl -ausrichtung einer Mikrofongruppeauf einen sich bewegenden Sprecher.In der Nachrichtentheorie entwickeltProfessor Meerkötter effiziente Algorith -men für die digitale Signalverarbeitung,Werkzeuge für den Entwurf und dieSynthese von Digitalfiltern und „passive“Simulationsverfahren.Cognitive Systems Engineering ist dasLeitthema des GET Lab von ProfessorinMertsching. Die Arbeitsgruppe entwickeltMethoden für Bildverarbeitungund Robotik sowie Hard- und Softwarefür autonome und teleoperierte mobileRobotersysteme.Mitglieder des Bereichs Informationstechnik(v. l. n. r.)Prof. Dr.-Ing. Reinhold NoéProf. Dr.-Ing. Klaus MeerkötterProf. Dr. rer. nat. Sybille HellebrandProf. Dr.-Ing. Bärbel MertschingProf. Dr.-Ing. Reinhold Häb-UmbachInstitut für Elektrotechnik und InformationstechnikInformationstechnik26Optische Quadratur-Phasenumtastung (QPSK)kombiniert mit PolarisationsmultiplexDie 16 Zustände dieses dispersions- undrauschtoleranten Modulationsverfahrens könnendurch die Ecken eines vierdimensionalenWürfels symbolisiert werden. Den dazugehörigenoptischen 40-Gbit/s-Sender haben wir imEU-Projekt „synQPSK“ entwickelt.Entstörung eines verrauschten SprachsignalsDargestellt sind drei Spektrogramme, welchedie Leistungsdichte der jeweiligen Signale alsFunktion der Zeit (Abszisse) und Frequenz(Ordinate) zeigen. Man erkennt, dass das entstörteSignal (rechts) weitgehend wieder demrauschfreien Sprachsignal (links) entspricht.Verlustleistungsarme InformationsverarbeitungWir verringern den Leistungsbedarf komplexerDaten- und Signalverarbeitungssysteme in mobilenGeräten. Eine typische Applikation ist diegehörgerechte Sprachvorverarbeitung, welcheals Frontend für Spracherkenner, digitale Hör -geräte und Sprachgütebewertung eingesetztwird.


Optische Nachrichtentechnik und HochfrequenztechnikProf. Dr.-Ing. Reinhold Noé„Modulation und Entzerrung hochbitratiger optischer Signale“Internet- und Telefonverkehr werdenzum Großteil über Lichtwellenleiterabgewickelt. Der Datenverkehr verdoppeltsich krisenunabhängig etwa allezwei Jahre. Zur Reichweiten- und Kapa -zi tätserhöhung optischer Datenüber -tragungs strecken verwenden wir fortschrittlicheModulationsverfahren, etwavierstufige Phasenumtastung (QPSK) inzwei zueinander senkrechten Polarisa -tionsrichtungen (Polarisationsmultiplex).Solche Signale haben wir alsErste weltweit mit einem optischenÜberlagerungsempfänger unter Ver -wendung preisgünstiger Standardlaserin Echtzeit synchron demoduliert.Polarisationsabhängige Verluste von6 dB und Polarisationsänderungen von40 krad/s entzerren wir dabei elektronisch.Als Zweite weltweit haben wirzusammen mit Prof. Rückert denzugehörigen Chipsatz eines digitalenÜberlagerungsempfängers entwickeltund erfolgreich getestet, bei 10 Gb/s.Alternativ dazu regeln wir Polarisationauch optisch mit einem Lithiumniobat -bauelement nach. Die erreichte Regel -geschwindigkeit von 14 krad/s ist weltweitkonkurrenzlos – es existierensonst keine Polarisationsregler mit garantierterGeschwindigkeit. Mit einemWellenlängenbereich von 1520 bis1564 nm, einem Temperaturbereichvon 0° bis 70° und Toleranz gegenüberÄnderungen der zweiten, nominal festenPolarisation ist das System bestensgeeignet fürs Demultiplexen von QPSK-Polarisationsmultiplexsignalen, welchein Interferometern asynchron demoduliertwerden.Prof. Dr.-Ing. Reinhold Noé(geb. 1960; links im Bild) ist Professor (C4) imInstitut für Elektrotechnik und Informations -technik. Unterstützt von der Studienstiftungdes deutschen Volkes studierte er Elektro tech -nik an der TU München (1979–1984). 1987 promovierteer dort. Nach einem Jahr bei Bellcore(USA) ging er zu Siemens. 1992 wurde er nachPaderborn berufen, 1995 lehnte er einen Rufder Univ. Linz ab und 2001 verbrachte er einPraxissemester bei Infineon. Prof. Noé hat über200 Publikationen veröffentlicht und ist in über150 Patentanmeldungen/Patenten als Erfindergenannt. Er ist Zeitschriftmitherausgeber, Ta -gungsprogrammkomiteemitglied, Fachaus schussmitgliedder ITG im VDE und koordinierte dasEU-Projekt „synQPSK“. 2008 erhielt er denInnovationspreis des Landes NRW in der Kate -gorie Innovation, zusammen mit Prof. Rückert.ont.upb.de/Institut für Elektrotechnik und InformationstechnikInformationstechnik31Nobelpreisträger Prof. Klaus von Klitzing (rechts im Bild) lässt sich von Prof.Noé einen endlosen optischen Polarisationsregler vorführen, mit garantierterNachregelgeschwindigkeit von 14 krad/s, getestet über 2,5 Grad (Giga -radiant) lange Trajektorie und mit 112-Gb/s-DQPSK-Polarisations multi plex -signalen.Hier (siehe oben) werden 40 Laserfrequenzen mit jeweils 40 Gbaud moduliert,und zwar durch differenzielle Quadratur-Phasenumtastung (DQPSK)kombiniert mit Polarisationsmultiplex. Je Symbol werden so 4 Bit übertragen.Bei Einsatz von Fehlerkorrekturelektronik entspricht das einerGesamtdatenrate von 5,94 Tb/s (5.940.000.000.000 Bit pro Sekunde),wobei lediglich das optische C-Band gebraucht wird (Weltrekord bis 2007).Außer dem Sender umfasst der Aufbau 324 km Lichtwellenleiter in 4Strecken von je 81 km Länge, optische Erbium- und Ramanverstärker,einen schaltbaren optischen Dispersionskompensator, eine optischePolarisationsregelung, ein Interferometer zur Datendemodulation undeinen optischen Gegentaktempfänger mit Takt- und Datenrückgewinnung.SiGe-Analog-Digital-Wandler und ein CMOS-Signalverarbeitungsbausteinauf einer Keramikleiterplatte (links) für synchrone optische QPSK-Daten -übertragung mit Polarisationsmultiplex mit 10 Gb/s (ont.upb.de/synQPSK)– laut Nobelpreisträger Theodor Hänsch eines der „100 Produkte derZukunft“ (rechts)


entwickeln wir mit unseren Partnern an derUni versität Oldenburg ein Werkzeug für diealgorithmische Synthese von verlustleistungsarmenSchaltungen für die Audiosignalverar -bei tung, wobei ein Schwerpunkt auf demAufbau einer powercharakterisierten Makro -modulbibliothek liegt.· AVRAM: Obwohl Berechnungsmodelle dervisuellen Aufmerksamkeit erst seit kurzer Zeituntersucht werden, haben sie bereits Eingangin Anwendungen in verschiedenen sinnvollenBereichen wie z.B. visuelle Suche, perzeptuelleOrganisation, Objekt- und Gestenerken nung,Objektverfolgung, Bild- und Video kompressionsowie 3D-Computergrafik gefunden. Wir beabsichtigen,ihren Einsatz auf Rettungsrobotersowie auf Assistenzsysteme für Autofahrer,ältere oder behinderte Personen auszudehnen.In diesem Projekt untersuchen wir Aufmerk -sam keitsverhalten in echtzeitfähigen aktivenSehsystemen auf mobilen Robotern, die sichin dreidimensionalen natürlichen Umge bun -gen bewegen. Hierzu werden die Modalitätenunseres bestehenden Aufmerksamkeits mo -dells durch die Merkmalskanäle Bewegungund Tiefe erweitert. Weiterhin sollen räumlicheGedächtnisstrukturen zur Speicherung vonPositionen und Merkmalen gelernter Objektein das Modell integriert werden, damit dasSehsystem über große Zeiträume autonomagieren kann. Zur quantitativen Erfassung derLeistungsfähigkeit von Aufmerksamkeitsmodellenim Allgemeinen und unseres Systemsim Besonderen wird ein Werkzeug zur Evalua -tion und zum Vergleich der Ausgaben derartigerSysteme in enger Zusammenarbeit mitExpertinnen und Experten auf diesem Gebietentwickelt, welches anschließend der Fachweltzur Verfügung gestellt werden soll.Land NRW:InnoSys: Die Initiative Innovative IndustrielleSystemintegration NRW hat sich zum Zielgesetzt, die in NRW und darüber hinaus tätigeIndustrie auf dem Gebiet Systemintegration sozu unterstützen, dass deren Wettbewerbs po -sition im internationalen Vergleich ausgebautwerden kann. Die Initiative wird gemeinsam mitden Partnern vom Fraunhofer-Gesellschaft IZM,InnoZent OWL e.V. und der Inspire AG getragen;sie wird vom Ministerium für Innovation, Wis -sen schaft, Forschung und Technologie desLandes Nordrhein gefördert.Verbund:asec: Das Advanced System Engineering Center(asec) ist ein interdisziplinäres Forschungs insti -tut der Fakultät für Elektrotechnik, Informatikund Mathematik der Universität Paderborn zurFörderung der Forschungs- und Entwicklungs -arbeit im Bereich der Systemintegration. An derSchnittstelle zwischen Industrie und universitärenForschungseinrichtungen richtet sich dasasec an institutionelle und industrielle Anwen -der und bietet umfassende Kooperations mög -lichkeiten durch Beratung, Entwicklung, Simu -lation und Herstellung in den Bereichen Mikro -elektronik, rekonfigurierbare Hardware, Sen -sorik, Test und Diagnose integrierter Systeme,Höchstfrequenztechnik, Leistungselektronikund Antriebstechnik, drahtlose Kommunikation,Bildverarbeitung und Robotik, sowie Sprach -signalverarbeitung und Spracherkennung.DAAD:Internationale Studien- und Ausbildungspart -nerschaft (ISAP) mit der Beihang-University,Beijing, ChinaAktuelle KooperationenHochschulen und Forschungseinrichtungen:· Beihang Universität, China (School of Auto -mation Science and Electrical Engineering)· Centre for Accident Research and Road Safety– Queensland (CARRS-Q), Brisbane· Hochschule Ostwestfalen· Innozent-OWL· Lehrstuhl für Kognitionspsychologie, Univer -sität Paderborn· Technion Haifa· University College London· Universität Oldenburg (Abteilung MedizinischePhysik Oldenburg)· Universität Oldenburg (Abteilung EingebetteteHardware-/Software-Systeme)· Universität Osnabrück· University of Southern California, Los AngelesFirmen:· BEHR HELLA Thermocontrol GmbH· e:cue – lighting control· Ingenieurbüro Dr.-Ing. Götze· Realizer GmbH – Rapid Laser PrototypingGastwissenschaftlerChen, Jiong; Beihang University, China(11/2007–04/2008)Li, Zhang; Beihang University, China(11/2007–04/2008)Ori Lahav, Tel Aviv University, Israel(08/2008–09/2008)Chen, Lijing; Beihang University, China(10/2008–05/2009)Ma, Zhifeng; Beihang University, China(10/2008–05/2009)Prof. Dr.-Ing. Reinhold NoéPersonalWissenschaftliche Mitarbeiter und Stipen -diatenDr. Olaf AdamczykStip. M. Sc. Ali Al-BermaniStip. M. Sc. Mohamed Ebrahim Fahmy TahaEl-DarawyStip. M. Sc. Vijitha HerathM. Sc. Ariya HidayatDr.-Ing. Sebastian HoffmannDipl.-Ing. Benjamin KochDr. rer. nat. Manfred LichtingerDr.-Ing. Vitali MirvodaStip. Dipl.-Ing. Timo PfauDr.-Ing. David SandelDr.-Ing. Sunil SurvaiyaDr.-Ing. Hongbin ZhangTechnische MitarbeiterDipl.-Ing. Bernd BartschMichael FrankeDipl.-Ing. Bernhard StuteGerhard WieselerPublikationenHidayat, A.; Koch, B; Zhang, H.; Mirvoda, V.;Lichtinger, M.; Sandel, D.; Noé, R.: High-speedendless optical polarization stabilization usingcalibrated waveplates and field-programmablegate array-based digital controller, Optics Ex -press, 2008, Vol. 16, Issue 23, pp. 18984–18991Koch, B.; Hidayat, A.; Mirvoda, V.; Zhang, H.;Sandel, D.; Noé, R.: Fast Optical PolarisationTracking Experiment with 2 Grad TrajectoryLength, Electron. Lett., Vol. 44, Issue 23, Nov. 6,2008, pp. 1376–1378Hoffmann, S.; Pfau, T.; Herath, V.; Adamczyk,O.; El-Darawy, M.; Peveling, R.; Wördehoff, C.;Noé, R.: Phase Estimation and PolarizationControl for Coherent QPSK Transmission withDFB Lasers APOC 2008 Hangzhou (China) Oct.26–30, 2008 (Invited Workshop Contribution)El-Darawy, M.; Pfau, T.; Hoffmann, S.; Peveling,R.; Wördehoff, C.; Koch, B.; Porrmann, M.;Adamczyk, O.; Noé, R.: Fast Adaptive Pola ri -zation and PDL Tracking in a Real-Time FPGA-Based Coherent PolDM-QPSK Receiver, Photo -nics Technology Letters, IEEE Volume 20, Issue21, Nov.1, 2008, pp. 1796–1798Nazarathy, M.; Khurgin, J.; Weidenfeld, R.; Mei -man, Y.; Cho, P.; Noé, R.; Shpantzer, I.; Kara -godsky, V.: Phased-array cancellation of nonlinearFWM in coherent OFDM dispersive multispanlinks, Opt. Express 16, pp. 15777–15810Adamczyk, O.;Noé, R.: 13 Gsamples/s 5-bit analogue-to-digitalconverter for coherent opticalQPSK receiver, Electronics Letters, vol. 44, pp.895–896El-Darawy, M.; Pfau, T.; Wördehoff, C.; Koch, B.;Hoffmann, S.; Peveling, R.; Porrmann, M.; Noé,R.: Realtime 40 krad/s Polarization Trackingwith 6 dB PDL in Digital Synchronous Pola ri -zation-Multiplexed QPSK Receiver, in Proc.ECOC 2008, We.3.E.4, Sept. 24–25, 2008,Brussels, BelgiumHoffmann, S.; Bhandare, S.; Pfau, T.; Adamczyk,O.; Wordehoff, C.; Peveling, R.; Porrmann, M.;Noé, R.: Frequency and Phase Estimation forCoherent QPSK Transmission With UnlockedDFB Lasers Photonics Technology Letters, IEEEVolume 20, Issue 18, Sept. 15, 2008, pp.1569–1571Nazarathy, M.; Khurgin, J.; Weidenfeld, R.;Meiman, Y.; Cho, P.; Noé, R.; Shpantzer, I.:The FWM Impairment in Coherent OFDMCompounds on a Phased-Array Basis overDispersive Multi-Span Links, in Proc. OSATopical Meeting Coherent Optical Technologiesand Applications (COTA), July 13–16, 2008,CWA4, Boston, MA, USAHoffmann, S.; Pfau, T.; Adamczyk, O.; Wörde -hoff, C.; Peveling, R.; Porrmann, M.; Noé, R.;Bhandare, S.: Frequency Estimation and Com -pensation for Coherent QPSK Transmissionwith DFB Lasers, in Proc. OSA Topical MeetingCoherent Optical Technologies and Applications(COTA), July 13–16, 2008, CWB4, Boston, MA,USAKoch, B.; Hidayat, A.; Zhang, H.; Mirvoda, V.;Lichtinger, M.; Sandel, D.; Noé, R.: 12 krad/sEndless Polarization Stabilization with LithiumNiobate Component, in Proc. IEEE-LEOSSummer Topicals 2008, TuD2.4, ISBN: 978-1-4244-1926-5, July 21–23, 2008, Acapulco,MexicoAdamczyk, O.; Noé, R.: 5-bit 12.5 Gsamples/sAnalog-to-Digital Converter for a DigitalReceiver in a Synchronous Optical QPSK Trans -mission System, in Proc. IEEE-LEOS SummerTopicals 2008, TuC3.2, ISBN: 978-1-4244-1926-5, July 21–23, 2008, Acapulco, MexicoPfau, T.; El-Darawy, M.; Wördehoff, C.; Pevel ing,R.; Hoffmann, S.; Koch, B.; Adamczyk, O.;Porrmann, M.; Noé, R.: 32-krad/s Polari za tionand 3-dB PDL Tracking in a Realtime Digital127


128Coherent Polarization-Multiplexed QPSKReceiver, in Proc. IEEE-LEOS Summer Topicals2008, MC2.4, ISBN: 978-1-4244-1926-5, July21–23, 2008, Acapulco, MexicoNoé, R.; Hoffmann, S.; Pfau, T.; Adamczyk, O.;Herath, V.; Peveling, R.; Porrmann, M.: RealtimeDigital Polarization and Carrier Recovery in aPolarization-Multiplexed Optical QPSK Trans -mission, in Proc. IEEE-LEOS Summer Topicals2008, MC2.1 (invited), ISBN: 978-1-4244-1926-5, July 21–23, 2008, Acapulco, MexicoKoch, B.; Hidayat, A.; Zhang, H.; Mirvoda, V.;Lichtinger, M.; Sandel, D.; Noé, R.: OpticalEndless Polarization Stabilization at 9 krad/swith FPGA-Based Controller , IEEE PhotonicsTechnology Letters, Vol. 20, 2008, No. 12, pp.961–963Hidayat, A.; Koch, B.; Mirvoda, V.; Zhang, H.;Lichtinger, M.; Sandel, D.; Noé, R.: Optical 5krad/s Endless Polarisation Tracking, Electro -nics Letters, Vol. 44, 2008, pp. 546–547Koch, B.; Hidayat, A.; Zhang, H.; Mirvoda, V.;Lichtinger, M.; Sandel, D.; Noé, R.: FPGA-ba sier -te schnelle endlose Polarisationsregelung mitLithiumniobatbauelement, 9. ITG-Fachta gung„Photonische Netze“, Leipzig, 28.–29. April2008, ITG-Fachbericht 207, S. 149–152Pfau, T.; Wördehoff, C.; Peveling, R.; Ibrahim,S.; Hoffmann, S.; Adamczyk, O.; Bhandare, S.;Porrmann, M.; Noé, R.; Koslovsky, A.; Achiam,Y.; Schlieder, D.; Grossard, N.; Hauden, J.;Porte, H.: Ultra-Fast Adaptive Digital Polari za -tion Control in a Realtime Coherent Polariza -tion-Multiplexed QPSK Receiver, in Proc. OFC/NFOEC 2008, Febr. 24–28, 2008, OTuM3, SanDiego, CA, USAHidayat, A.; Koch, B.; Mirvoda, V.; Zhang, H.;Bhandare, S.; Ibrahim, S.; Sandel, D.; Noé, R.;Fast Optical Endless Polarization Tracking withLiNbO3 Component, in Proc. OFC/NFOEC 2008,Febr. 24–28, 2008, JWA28, San Diego, CA, USAPfau, T.; Hoffmann, S.; Adamczyk, O.; Pevel ing,R.; Herath, V.; Porrmann, M.; Noé, R.: Coherentoptical communication: Towards realtimesystems at 40 Gbit/s and beyond, Opt. Express,Vol. 16, pp. 866–872PromotionenDr.-Ing. Vitali MirvodaAnkunftszeitdetektion für die Polarisations-Modendispersion in der optischen Übertragung,29. Mai 2008Dr.-Ing. Sebastian HoffmannHardwareeffiziente Echtzeit Signalverarbeitungfür synchronen QPSK-Empfang, 26. Juni 2008Dr.-Ing. Ariya HidayatFast Endless Polarization Control for OpticalCommunication Systems, 4. September 2008Preise und AuszeichnungenReinhold NoéTagungen, Seminare, Messen1. NRW-Nanokonferenz, Dortmund, 18.–19.Februar 2008Das Fachgebiet hat am 18. und 19. Februar 2008an der Begleitausstellung zur 1. NRW-Nano kon -ferenz in Dortmund teilgenommen und zweiExponate aus aktuellen Forschungs pro jektengezeigt: „Endlose optische Polarisations rege -lung“ und „10-GHz-Analog-Digital-Wandler mit5-Bit- Auflösung“Weitere FunktionenR. NoéMitglied des ITG-Fachausschusses 5.3 OptischeNachrichtentechnik des VDEMitherausgeber der Zeitschrift „ElectricalEngineering“ (Springer)Mitglied des IASTED Technical Committee onTelecommunicationsMitorganisator des Themas „Coherent OpticalCommunication Systems“ bei den IEEE-LEOSSummer Topicals 2008Programmkomiteemitglied des IEEE LEOSTopical Meeting on “Advanced digital signalprocessing (DSP) in next generation fiber optictransmission“ 2007Koordinator des Projekts 004631 der Euro pä -ischen Kommission (s.u.)Aktuelle Forschungsprojekte„Endlose optische Hochgeschwindigkeits polari -sationsregelung für die Kompensation vonPolarisations-Modendispersion“ (DFG)„Key Components for Synchronous OpticalQuadrature Phase Shift Keying Transmission“,Projekt 004631 im FP6 IST-2002-2.3.2.2 (Euro -päische Kommission), http://ont.upb.de/synQPSK/„Untersuchungen zur Auswahl eines bandbreite-und kosteneffizienten 40Gbit/s-Modula -tions verfahrens“ (Ericsson, CoreOptics, BMBF)Aktuelle KooperationenFachgruppe Schaltungstechnik (Prof. Rückert),Universität Paderborn, EIM-EUniversität Duisburg-EssenCeLight Israel Ltd.Photline, Besançon, FrankreichEricsson, BacknangCoreOptics, NürnbergProf. Dr.-Ing. Ulrich RückertPersonalSekretariatMaria EbelingClaudia Weber (seit 4/2008)Wissenschaftliche Mitarbeiter/innenDipl.-Math. Matthias BleskenDr.-Ing. André BrinkmannM. Sc. Teerapat ChinapiromM. Sc. Hala EbiedDr.-Ing. Björn GrieseM. Sc. Mohamed Ahmed Mostafa El HabbalDipl.-Ing. Jens HagemeyerM. Sc. Safaa E. A. HassanDipl.-Ing. Stefan HerbrechtsmeierDipl.-Ing. Thorsten JungeblutM. Sc. Tim KaulmannDr.-Ing. Boris KettelhoitDr.-Ing. Markus KösterDipl.-Ing. Sven LütkemeierDipl.-Wirt.-Ing. Christian LißDipl.-Ing. Ingo MerschM. Sc. Emad MonierM. Sc. Carlos PaizDipl.-Wirt.-Ing. Ralf PevelingDipl.-Ing. Christopher PohlDr.-Ing. Mario PorrmannM. Sc. Madhura PurnaprajnaDipl.-Ing. Christoph PuttmannDipl.-Ing. Johannes RomothDipl.-Ing. Manuel StrugholtzM. Sc. Andry TanotoDipl.-Wirt.-Ing. Per WilhelmDr.-Ing. Ulf WitkowskiDipl.-Ing. Christian WördehoffDr.-Ing. Feng XuTechnische Mitarbeiter/innenDipl.-Ing. Uwe von der AheKatharina Kuckuck (seit 08/2008)Kevin MikaRita WiegandPublikationenAmin, S.; Tanoto, A.; Witkowski, U.; Rückert, U.;Abdel-Wahab, M. S.: Modified local navigationstrategy for un-known environment exploration.In: Proceedings of the, 5th IEEE Internationalconference on Informatics in control, Auto ma -tion and Robotics (ICINCO), Madeira, Portugal,2008Amin, S.; Tanoto, A.; Witkowski, U.; Rückert, U.;Abdel-Wahab, M. S.: Environment ExplorationUsing Mini-Robot Khepera. In: IEEE Proceedingsof the, 5th International Conference on Compu -tational Intelligence, Robotics and AutonomousSystem (CIRAS 2008), (on CD), Linz, Austria,2008Chinapirom, T.; Witkowski, U.; Rückert, U.: ABiologically-Inspired and Resource-EfficientVision System using Mobile Mini-Robots forObstacle Avoidance. In: Proceedings of theIEEE International Conference on Robotics andBiomimetics (ROBIO 2008), angenommen,erscheint im Februar 2009, Bangkok, Thailand,2008Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen: Für herausragende marktrelevante For -schung und Innovation wurden Prof. Dr.-Ing.Reinhold Noé (Optische Nachrichtentechnikund Hochfrequenztechnik) und Prof. Dr.-Ing.Ulrich Rückert (Schaltungstechnik) mit demInnovationspreis des Landes Nordrhein-West -falen ausgezeichnet.Ebied, H.M.; Witkowski, U.; Rückert, U.; Abdel-Wahab, M.S.: “Robot Localization Based onVisual Landmarks”. The 5th IEEE InternationalConference on Informatics in Control, Auto ma -tion and Robotics (ICINCO 2008), Vol. 2, pp.49–53, Madeira, Portugal, 2008Ebied, H. M.; Witkowski, U.; Rückert, U.; Abdel-


Oben: Neue Westfälische, 5. Juni 2008Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematikim Spiegel der Presse169Oben: Westfalen-Blatt, 1./2. Mai 2008Oben: Neue Westfälische, 2. Juli 2008Oben: Neue Westfälische, 14. November 2008


Rechts: Neue Westfälische,2. Juli 2008Fakultät für Elektrotechnik,Informatik und Mathematikim Spiegel der Presse171Links: Neue Westfälische,6. August 2008Rechts: WestfälischesVolksblatt,14. November 2008


Die Fakultät im Spiegel der Presse172Oben: Neue Westfälische, 16. Oktober 2008Rechts: Westfalen-Blatt,19. November 2008


Oben: Westfalen-Blatt, 14. November 2008Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik175ImpressumHerausgeberFakultät fürElektrotechnik, Informatik und MathematikUniversität PaderbornRedaktion und KoordinationDr. Michael Laska (Leitung)Dr. Gudrun SchäferDr.-Ing. Sebastian Hoffmann,Elektrotechnik und InformationstechnikNicola Danielzik, M.A., InformatikDr. Alexander Alldridge, MathematikAnschriftUniversität PaderbornFakultät fürElektrotechnik, Informatik und MathematikWarburger Straße 10033098 PaderbornTelefon +49-5251-602204Telefax +49-5251-603991www.uni-paderborn.de/eimLayout und Realisationjunit – Netzwerk Visuelle Kommunikation,Frauke Walter, BündeDruckMerkur Druck, DetmoldBerichtszeitraum1. Januar bis 31. Dezember 2008


Institutfür Elektrotechnik undInformationstechnikInstitutfür InformatikInstitutfür MathematikFakultät fürElektrotechnik, Informatikund MathematikWarburger Straße 10033098 PaderbornTelefon +49-5251-602204Telefax +49-5251-603991www.uni-paderborn.de/eim

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