Ich hab versucht auf Biblatex umsteigen, aber da muss man sich länger mit beschäftigen, bis alles so aussieht, wie man es haben möchte. Deshalb bin doch erstmal bei Bibtex geblieben.
Zweiter Versuch: Ich hab jetzt auf legend-to-name verzichtet und die Legende von Hand über eine Tabelle generiert. Es sieht genauso aus wie mit pgfplots mit dem Unterschied, dass jetzt die Referenzen funktionieren. Also alles super!
Danke für eure Hilfe.
\begin{figure}[p]
\pgfplotsset{footnotesize,width=6.5cm,compat=1.8}
%\pgfplotsset{footnotesize,samples=10}
\begin{center}
\setlength{\tabcolsep}{2pt}
\begin{tabular}{rr}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
xmin=-53,xmax=53,
mark options={solid},
%ymin=0,
title={$n = 100, e = 0{,}5m = 42$},
%xlabel=Überlappungsbreit $\upsilon$,
ylabel style={align=center},
ylabel={Wahrscheinlichkeit},
%xticklabel=
% \pgfmathparse{100*\tick}
% \pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}\,\%,
yticklabel=
\pgfkeys{/pgf/fpu}\pgfmathparse{100*\tick}
\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}\,\%,
yticklabel style={/pgf/number format/.cd,fixed,precision=1,fixed zerofill},
scaled ticks=false,
xtick={-50,-25,0,25,50},
minor x tick num={4},
%ytick={0.923,0.924,...,0.928},
%ytick={0.072,0.073,...,0.077},
%legend columns=6,
%legend entries={$o = 1n$,$o = 1{,}1n$,$o = 1{,}2n$,$o = 1{,}3n$,$o = 1{,}4n$,$o = 1{,}5n$,$o = 1{,}6n$,$o = 1{,}8n$,$o = 2n$,$o=2{,}2n$,$o=2{,}4n$,$o=2{,}6n$,$o=2{,}8n$,$o=3n$,$o=3{,}5n$,$o=4n$,$o=4{,}5n$,$o=5n$},
%legend to name=leg:theo:win:sim:a,
%legend cell align=left,
]
\draw[ultra thin, gray!50]
(axis cs:0,\pgfkeysvalueof{/pgfplots/ymin}) --
(axis cs:0,\pgfkeysvalueof{/pgfplots/ymax});
\draw[ultra thin, gray!50]
(axis cs:\pgfkeysvalueof{/pgfplots/xmin},0) --
(axis cs:\pgfkeysvalueof{/pgfplots/xmax},0);
\addplot[thick, color=yellow!70!red, smooth] table[x=over,y=100] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim1}
\addplot[thick, color=red!50!yellow, smooth] table[x=over,y=110] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim2}
\addplot[thick, color=red, smooth] table[x=over,y=120] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim3}
\addplot[thick, color=red!40!magenta, smooth] table[x=over,y=130] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim4}
\addplot[thick, color=magenta, smooth] table[x=over,y=140] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim5}
\addplot[thick, color=magenta!83!blue, smooth] table[x=over,y=150] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim6}
\addplot[thick, color=magenta!66!blue, smooth] table[x=over,y=160] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim7}
\addplot[thick, color=blue!50!magenta, smooth] table[x=over,y=180] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim8}
\addplot[thick, color=blue, smooth] table[x=over,y=200] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim9}
\addplot[thick, color=blue!66!cyan, smooth] table[x=over,y=220] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim10}
\addplot[thick, color=cyan!55!blue, smooth] table[x=over,y=240] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim11}
\addplot[thick, color=cyan!77!blue, smooth] table[x=over,y=260] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim12}
\addplot[thick, color=cyan, smooth] table[x=over,y=280] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim13}
\addplot[thick, color=cyan!60!green, smooth] table[x=over,y=300] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim14}
\addplot[thick, color=green!60!cyan, smooth] table[x=over,y=350] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim15}
\addplot[thick, color=green, smooth] table[x=over,y=400] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim16}
\addplot[thick, color=green!50!yellow, smooth] table[x=over,y=450] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim17}
\addplot[thick, color=yellow!66!green, smooth] table[x=over,y=500] {data/theo_win_rlng100_e42.dat};
\label{leg:theo:win:sim18}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{tabular}
\begin{tabular}{|llllll|}
\hline
\ref*{leg:theo:win:sim1} $o = 1n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim2} $o = 1{,}1n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim3} $o = 1{,}2n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim4} $o = 1{,}3n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim5} $o = 1{,}4n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim6} $o = 1{,}5n$ \\
\ref*{leg:theo:win:sim7} $o = 1{,}6n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim8} $o = 1{,}8n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim9} $o = 2n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim10} $o=2{,}2n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim11} $o=2{,}4n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim12} $o=2{,}6n$ \\
\ref*{leg:theo:win:sim13} $o=2{,}8n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim14} $o=3n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim15} $o=3{,}5n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim16} $o=4n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim17} $o=4{,}5n$ &
\ref*{leg:theo:win:sim18} $o=5n$ \\
\hline
\end{tabular}
%\ref*{leg:theo:win:sim:a}
\end{center}
\caption{Wahrscheinlichkeiten, einen Read nicht zu finden für unterschiedliche Konfigurationen. Die Überschrift der Diagramm gibt die Readlänge $n$ und die Anzahl $e$ der fehlerhaften $q$-Gramme an. Der Fensterabstand $o$ hängt von der Farbe der jeweiligen Kurve ab, die genauen Werte sind in der Legende gezeigt. Auf der x-Achse wurde jeweils die Überlappungsbereite $\upsilon$ variiert. Die Fensterlänge $w$ ist gleich $o + \upsilon$.}
\label{fig:theo:win:sim}
\end{figure}