Department SGI – Service Group IT

Dr.-Ing. Marcel Rieß

Marcel Rieß war bis September 2024 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Eingebettete Systeme/Echtzeitsysteme der Universität Ulm. In seiner Promotion forschte er zur akustischen Unterwasserkommunikation sowie zur modellbasierten Entwicklung komplexer Systeme, insbesondere im Bereich der Design Space Exploration (DSE) und Optimierung mithilfe von Tools wie Matlab/Simulink, OpenDSE und Opt4J.

Neben seiner Forschung engagierte er sich intensiv in der Lehre: Er konzipierte und betreute Lehrveranstaltungen, entwickelte Lehrmaterialien und betreute zahlreiche studentische sowie wissenschaftliche Hilfskräfte. Zuvor unterstützte er das Zentrum für berufsbegleitende universitäre Weiterbildung (SAPS) der Universität Ulm bei der Entwicklung moderner, didaktisch fundierter Lehrformate zur modellbasierten Systementwicklung.

Herr Rieß besitzt zusätzliche berufliche Qualifikationen als geprüfter IT-Entwickler (IHK Karlsruhe) und Kommunikationselektroniker für Funktechnik (IHK München). Vor seiner akademischen Laufbahn war er zwölf Jahre als Zeitsoldat in der Bundeswehr tätig, zuletzt als Unteroffizier mit Portepee. Sein Schwerpunkt lag in der Führung und Ausbildung im Bereich der Kommunikationstechnik, primär von Satelliten- und Richtfunksystemen unter herausfordernden Einsatzbedingungen.

Forschungsinteressen
  • Akustische Unterwasserkommunikation: Entwicklung und Optimierung von Kommunikationssystemen für maritime Umgebungen mit Fokus auf akustischer Signalübertragung.
  • Modellbasierte Entwicklung (Model-Based Design): Einsatz von Modellen zur Simulation und automatischen Codegenerierung für eingebettete Systeme.
  • Design Space Exploration (DSE): Systematische Analyse möglicher Systemkonfigurationen zur Optimierung nach bestimmten Kriterien wie Leistung oder Effizienz.
  • Optimierungsverfahren für eingebettete Systeme: Anwendung von Metaheuristiken zur effizienten Parametrierung von Systemkomponenten der akustischen Unterwasserkommunikation.
  • Matlab/Simulink-gestützte Systementwicklung: Modellierung, Simulation und Analyse komplexer Systeme mithilfe der Matlab/Simulink-Toolchain.
  • Wissenschaftliche Lehre und Didaktik in der Technik: Entwicklung moderner Lehrformate, die didaktische Aufbereitung technischer Inhalte sowie die Betreuung von Studierenden.

Offene studentische Projekt- und Abschlussarbeiten

Modellbasierte Entwicklung und eines synthetisierbaren OFDM-Modems zur Unterwasserkommunikation.

Im Rahmen vorangegangener Arbeiten wurde bereits die QPSK-modulation implementiert und in den Entwicklungsprozess der modelbasierten Modementwicklung integriert. Ihre Aufgabe im Rahmen dieser Arbeit ist das Konzipieren und implementieren einermodelbasierten und modularisierten Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) Modulation und der Erweiterung zur CodedOrthogonal Frequency-Division Multiplexing (COFDM) Modulation, welche zusätzlich eine Vorwärtskorrektur auf Symbolebene enthält.

Modellbasierte Untersuchung von positionsabhängigen Kanalparametern auf die akustische Unterwasserkommunikation

Im Rahmen vorangegangener Arbeiten wurden bereits drei Unterwasserkanäle implementiert und in den Entwicklungsprozess der modellbasierten Modementwicklung integriert. Diese decken den Bereich des AWGN-Kanals, dem tiefenabhängigen Umgebungsrauschen, dem Doppler-Spread, der Mehrwegeausbreitung, Windgeschwindigkeit, Boden- und Oberflächenbeschaffenheit und weiteren Eigenschaften ab. Ihre Aufgabe im Rahmen dieser Arbeit ist das Identifizieren, Analysieren und Klassifizieren von positionsabhängigen Kanalparametern und deren Einfluss auf die Performanz der nutzbaren Modemvarianten. 

Veröffentlichungen

2023

Rieß M, Moser S, Slomka F. Online Reduction of Exploration Space for Automated Underwater Modem Optimization. In: MILCOM 2023 - 2023 IEEE Military Communications Conference (MILCOM). 2023. p. 430-437.      [DOI] 

2022

Rieß M, Slomka F. Improved acoustic underwater communication with orthogonal Kasami-based sequences for multi-user communication. In: Proceedings of the 15th International Conference on Underwater Networks & Systems. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery; 2022.      [DOI]      [File] 

2020

Rieß M, Slomka F. Ambient noise in acoustic underwater communication modeling and analysis. In: Global Oceans 2020: Singapore – U.S. Gulf Coast. 2020. p. 1-6.      [DOI] 
Daun M, Brings J, Obe PA, Pohl K, Moser S, Schumacher H, Rieß M. An Online Course for Teaching Model-based Engineering.. In: SEUH. 2020. p. 66—67.
Rieß M, Richthammer V, Glaß M, Slomka F. Analysis-space-reduction for automated modem optimization in underwater communication. In: Global Oceans 2020: Singapore – U.S. Gulf Coast. 2020. p. 1-8.      [DOI] 
Richthammer V, Rieß M, Bestler J, Slomka F, Glaß M. Design Space Exploration for Model-based Communication Systems. In: 2020 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). 2020. p. 556-561.      [DOI] 
Rieß M, Slomka F. Erweiterter modellbasierten Entwurf eines selektiven und konfigurierbaren Echtzeitkommunikationssystems. In: MBMV 2020 — Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen - GMM/ITG/GI-Workshop. 2020. p. 10.
Rieß M, Slomka F. FIR-Filter: Based Ambient Noise Implementation for Acoustic Underwater Communication Analysis. In: Proceedings of the 14th International Conference on Underwater Networks and Systems. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery; 2020.      [DOI]      [File] 
Rieß M, Slomka F. Geometric Multi-path Avoiding Approach for Adaptive Acoustic Underwater Communications. In: Proceedings of the 14th International Conference on Underwater Networks & Systems. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery; 2020.      [DOI]      [File] 

2018

Lee J, Rieß M, Moser S, Slomka F. An Adaptive MAC Protocol for Underwater Mobile Ad-Hoc Networks. In: 2018 OCEANS - MTS/IEEE Kobe Techno-Oceans (OTO). 2018. p. 1-5.      [DOI] 
Rieß M, Bock C, Slomka F. Generic Reusable Hardware/Software Co-Design Implementation of a Complete FH-FSK Modem for Robust Multi-User Acoustic Underwater Communication and System Validation on a FPGA. 2018;