Sparsity Order Estimation from a Single Compressed Observation Vector

We investigate the problem of estimating the unknown degree of sparsity from compressive measurements without the need to carry out a sparse recovery step. While the sparsity order can be directly inferred from the effective rank of the observation matrix in the multiple snapshot case, this appears to be impossible in the more challenging single snapshot case. We show that specially designed measurement matrices allow to rearrange the measurement vector into a matrix such that its effective rank coincides with the effective sparsity order. In fact, we prove that matrices which are composed of a Khatri-Rao product of smaller matrices generate measurements that allow to infer the sparsity order. Moreover, if some samples are used more than once, one of the matrices needs to be Vandermonde. These structural constraints reduce the degrees of freedom in choosing the measurement matrix which may incur in a degradation in the achievable coherence. We thus also address suitable choices of the measurement matrices. In particular, we analyze Khatri-Rao and Vandermonde matrices in terms of their coherence and provide a new design for Vandermonde matrices that achieves a low coherence

Broadband ferromagnetic resonance and low frequency susceptibility measurements on Iron on Semiconductors

Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau und dazugehörige Messungen von zweierlei verschiedenen Messmethoden, mit denen die grundlegenden Eigenschaften magnetischer Filme und Mikrostrukturen untersucht werden können: Den Phasenübergang von ferro- zu paramagnetisch durch Suszeptibilitätsmessungen und die intrinsischen statischen sowie dynamischen Eigenschaften der Magnetisierung von Eisenfilmen auf III-V-Halbleitern mit Hilfe der Ferromagnetischen Resonanz (FMR). Es wird eine Methode beschrieben, mit der an einem Photoelektronenmikroskop elementspezifisch und mit lateraler Auflösung von bis zu < 50nm die Reichweite ferromagnetischer Korrelationen am Phasenübergang (Tc) in situ visualisiert werden kann. Hierzu werden Ergebnisse präsentiert, bei denen die maximale Kohärenzlänge in einem Schichtdickengradientenfilm mit 0.7 ± 0.1 m bestimmt wurde. Weitere Messungen an lateral auf Durchmesser 2.44 m strukturierten Filmen zeigen eine signifikante Änderung der Curietemperatur von 1.4K beim direkten Vergleich zum geschlossenen Film. Die Methode erlaubt die gleichzeitige Darstellung der Magnetisierung und magnetischen Suszeptibilität verschiedener Probenbereiche zum selben Zeitpunkt mit der bereits angegebenen lateralen Auflösung. In situ Ferromagnetische Resonanzmessungen wurden zum einen mit Hilfe eines Resonators bei 9.3 GHz und zum anderen mit einer für diese Arbeit konstruierten Kurzschlusstechnik bei 1.5−26.5 GHz durchgeführt. Die Präparation von epitaktischem Fe/InAs(001) wird inklusive einer Untersuchung der schichtdickenabhängigen Beiträge zur gesamten magnetischen Anisotropie mit Hilfe der Resonatortechnik gezeigt. Der Einfluss einer Deckschicht auf die anisotropen Eigenschaften wird ausführlich behandelt. Die magnetische Feldverteilung der für diese Arbeit konstruierten Kurzschlüsse wird anhand von Simulationen verdeutlicht. Auf dieser Technik basierende in situ Messungen im Bereich von 1.5−26.5 GHz werden an epitaktischen Fe/GaAs(110)-Filmen diskutiert. Es stellte sich heraus, dass auch bei 10nm Schichtdicke die Filme nicht relaxiert sind, welches sich unter anderem in einem ungewöhnlich großen g-Faktor von g = 2.61 ± 0.1 äußert. Der oberflächensensitive (Detektionstiefe ca. 2 − 3nm) Magnetische Röntgenzirkulardichroismus (XMCD) gemessen in Remanenz bestätigte dies qualitativ mit g = 2.21 ± 0.02. Die Erhöhung von g ist demnach auf ein stark erhöhtes Bahnmoment (XMCD: ml = 0.22 ± 0.04 μB) zurückzuführen, welches durch eine anisotrope Gitterfehlanpassung erklärt werden könnte. Magnetfeldabhängige Anisotropiebeiträge könnten auf Grund von magnetostriktiven Effekten eine feldabhängige Modifikation des g-Faktors zur Folge haben, was den Unterschied zwischen XMCD und FMR erklärt. Bereits diese ersten in situ Messungen mit dem neu entwickeltem Aufbau zeigten damit bereits ein überraschendes Ergebnis: Einen ungewöhnlich hohen g-Faktor, der nur an unabgedeckten Fe-Schichten im Ultra-Hochvakuum gemessen werden konnte. Zusätzlich werden Ergebnisse zur Ortsauflösung dieser Messmethode und ex situ Messungen der Dämpfungsmechanismen an strukturierten Eisen-Siliziden präsentiert.This work introduces two kinds of measurement setups which allow to determine basic properties of ferromagnetic thin films and microstructures: Magnetic phase transitions from ferro- to paramagnetic by susceptibility measurements and the intrinsical static as well as dynamic properties of the magnetisation of thin Iron films on III-V semiconductors using ferromagnetic resonance (FMR) in situ in ultra high vacuum (UHV). A method to visualize the correlation length at the magnetic phase transition (Tc) uses a photo electron emission microscope. It allows the element specific determination of Tc in situ at a spatial resolution of < 50nm. A film with a thickness gradient (wedge shaped film) was analysed, and a maximum correlation length of 0.7 ± 0.1 m was determined. Additional measurements on microstructured films (diameter of structure 2.44 m) show a significant reduction of the Curie temperature by 1.4K, when comparing a continous film to the structured areas. This method allows for simultaneous measurement visualisation of the magnetisation and magnetic susceptibility of different sample areas at the same point in time with a spatial resolution of < 50nm. In situ ferromagnetic resonance measurements were performed on the one hand at 9.3 GHz using a conventional cavity, on the other hand in the range of 1.5 − 26.5 GHz using a new microwave setup developed during this work. The preparation of epitaxial Fe/InAs(001) is presented and the thickness dependent evolution of the magnetic anisotropy parameters will be discussed in detail. Results of in situ measurements are presented for epitaxial Fe/GaAs(110) thin films. It turned out that even films with a thickness of 10nm are not relaxed which results in an anomalous high g-factor of g = 2.61±0.1. This large value was qualitatively confirmed by surface sensitive (detection depth 2 − 3nm) x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) with g = 2.21±0.02 in remanence. Using the sum rules it was found out that the change of g results from an angular magnetic momentum ml = 0.22 ± 0.04 μB. An anisotropic lattice modification may result in a less quenched orbital moment. Magnetic field dependent magnetic anisotropy parameters induced by magnetostrictive effects explain the differences between the FMR and XMCD results. The first in situ measurements with this setup show a surprising result: An anomalous high g-factor, which could only be observed on uncapped films under ultra high vacuum conditions. In addition, results concerning the spatial resolution of this method and ex situ measurements concerning the damping mechanisms in structured Iron Silicates are presented

Externe Performanceanalyse von Versicherungsunternehmen unter besonderer Berücksichtigung des Solvency and Financial Condition Reports

Seit 2017 sind deutsche Versicherungsunternehmen zur jährlichen Veröffentlichung des Berichts über die Solvabilität und Finanzlage („Solvency and Financial Condition Report“, kurz: SFCR) verpflichtet. Damit steht der (deutschsprachigen) Öffentlichkeit erstmals ein ausführlicher sowie größtenteils standardisierter Bericht über die Risiko- und Solvabilitätssituation der einzelnen Versicherungsunternehmen und Versicherungsgruppen zur Verfügung. Externe Adressaten können den SFCR neben den klassischen Informationsquellen (wie etwa dem Jahresabschluss nach HGB) heranziehen, um sich ein Bild über die wirtschaftliche Lage des Versicherungsunternehmens zu verschaffen. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Dissertation die Bedeutung des SFCR im Rahmen der externen Performanceanalyse von deutschen Erstversicherungsunternehmen kritisch gewürdigt.:1. Einleitung 2. Erkenntnisziele der Performanceanalyse von Versicherungsunternehmen 3. Externe Informationen als Grundlage für die externe Performanceanalyse von Versicherungsunternehmen 4. Kennzahlenbildung und -interpretation bei Versicherungsunternehmen 5. Ausgewählte Inhalte der externen Performanceanalyse 6. Fazi

Process-Based Design and Integration of Wireless Sensor Network Applications

Abstract Wireless Sensor and Actuator Networks (WSNs) are distributed sensor and actuator networks that monitor and control real-world phenomena, enabling the integration of the physical with the virtual world. They are used in domains like building automation, control systems, remote healthcare, etc., which are all highly process-driven. Today, tools and insights of Business Process Modeling (BPM) are not used to model WSN logic, as BPM focuses mostly on the coordination of people and IT systems and neglects the integration of embedded IT. WSN development still requires significant special-purpose, low-level, and manual coding of process logic. By exploiting similarities between WSN applications and business processes, this work aims to create a holistic system enabling the modeling and execution of executable processes that integrate, coordinate, and control WSNs. Concretely, we present a WSNspecific extension for Business Process Modeling Notation (BPMN) and a compiler that transforms the extended BPMN models into WSN-specific code to distribute process execution over both a WSN and a standard business process engine. The developed tool-chain allows modeling of an independent control loop for the WSN.

Demo Abstract: From Business Process Specifications to Sensor Network Deployments

makeSenseCONE

Towards Business Processes Orchestrating the Physical Enterprise with Wireless Sensor Networks

The industrial adoption of wireless sensor net- works (WSNs) is hampered by two main factors. First, there is a lack of integration of WSNs with business process modeling languages and back-ends. Second, programming WSNs is still challenging as it is mainly performed at the operating system level. To this end, we provide makeSense: a unified programming framework and a compilation chain that, from high-level business process specifications, generates code ready for deployment on WSN nodes

Acoustic process monitoring in laser beam welding

Structure-borne acoustic emission (AE) measurement shows major advantages regarding quality assurance and process control in industrial applications. In this paper, laser beam welding of steel and aluminum was carried out under varying process parameters (welding speed, focal position) in order to provide data by means of structure-borne AE and simultaneously high-speed video recordings. The analysis is based on conventionally (e.g. filtering, autocorrelation, spectrograms) as well as machine learning methods (convolutional neural nets) and showed promising results with respect to the use of structure-borne AE for process monitoring using the example of spatter formation

Lubrication synergy: Mixture of hyaluronan and dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) vesicles

AbstractPhospholipids and hyaluronan have been implied to fulfil important roles in synovial joint lubrication. Since both components are present in synovial fluid, self-assembly structures formed by them should also be present. We demonstrate by small angle X-ray scattering that hyaluronan associates with the outer shell of dipalmitoylphophatidylcholine (DPPC) vesicles in bulk solution. Further, we follow adsorption to silica from mixed hyaluronan/DPPC vesicle solution by Quartz Crystal Microbalance with Dissipation measurements. Atomic Force Microscope imaging visualises the adsorbed layer structure consisting of non-homogeneous phospholipid bilayer with hyaluronan/DPPC aggregates on top. The presence of these aggregates generates a long-range repulsive surface force as two such surfaces are brought together. However, the aggregates are easily deformed, partly rearranged into multilayer structures and partly removed from between the surfaces under high loads. These layers offer very low friction coefficient (<0.01), high load bearing capacity (≈23MPa), and self-healing ability. Surface bound DPPC/hyaluronan aggregates provide a means for accumulation of lubricating DPPC molecules on sliding surfaces