Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PK-ESTAk. rok: 2008/2009
Program: Electrical Engineering and Communication
Délka studia: 4 roky
Profil
Poskytnout doktorské vzdělání absolventům magisterského vysokoškolského studia v oblasti elektroniky a komunikačních technologií. Prohloubit teoretické znalosti studentů ve vybraných částech vyšší matematiky a fyziky a dát jím též potřebné vědomosti a praktické dovednosti z aplikované informatiky a výpočetní techniky. Naučit je metodám vědecké práce.
Klíčové výsledky učení
Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti elektroniky a komunikací. Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti elektroniky a komunikační techniky. Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti elektroniky a sdělovací techniky schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů komunikačních systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní komunikační a měřicí techniku.
Profesní profil absolventů s příklady
Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti elektroniky a elektronických komunikací. Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti elektroniky a komunikační techniky. Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti elektroniky a sdělovací techniky schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů komunikačních systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní komunikační a měřicí techniku.
Garant
prof. Ing. Jiří Svačina, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Práce bude orientována na problematiku perspektivních komunikačních systémů (adaptivní OFDM, MC-CDMA, MB-OFDM apod.). Středem zájmu budou algoritmy číslicového zpracování signálu (např. redukce poměru PAPR) používané v různých částech komunikačního řetězce a jejich efektivní (výpočetní náročnost, příkon, obsazenost čipu …) implementace v obvodech FPGA.
Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů digitální televize ve standardech pro satelitní DVB-S2 (již standardizován), kabelový DVB-C2 a terestrický DVB-T2 (oba zatím ve fázi návrhů technologií pro standardy) přenos. Standardy druhé generace by podle dosavadních informací měly obsahovat nové přístupy spočívající ve zvýšení přenosové kapacity a možnosti nových služeb (HDTV, Video on Demand, interaktivní služby), vícestavové a multi-carrier modulace, MIMO systémy, alternativní přístupy ke kanálové ekvalizaci a signalizaci modulačních parametrů a pod. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodných simulačních modelů modulátorů standardů DVB druhé generace s nastavitelnými parametry jednotlivých bloků a jejich programová realizace (Matlab, Simulink). Cílem práce je srovnání přenosových vlastností standardů druhé generace se stávajícími standardy první generace (DVB-S, DVB-C a DVB-T) a kritická diskuze výsledků.
Školitel: Kratochvíl Tomáš, prof. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů digitální televize pro příjem na mobilní terminály ve standardech DVB-H (Handheld) a DVB-SH (Satellite Handheld). Tyto standardy vycházejí z předpokladu, že příjem signálu je charakterizován modelem přenosového kanálu s vícecestným šířením a Dopplerovým posuvem (tzv. "portable" a "mobile" příjem). Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu a modulace s nastavitelnými parametry jednotlivých bloků a jeho programová realizace (Matlab, Simulink). Model přenosového kanálu by měl být navržen tak, aby umožňoval modelování vícecestného šíření, útlumových poměrů a selektivních úniků. Cílem práce je stanovení vlivu parametrů modulátoru a modelu přenosového kanálu na dosaženou chybovost a kvalitu přenosu.
Současný vývoj v oblasti přenosů optického signálu volnou atmosférou vede především k neustálému zvyšování přenosových rychlostí systémů na bázi modulace OOK (On-Off Keying), ale také k zavádění nových technologií jako například RoFSO (Radio over Free Space Optics), která využívá technologii OFDM. Cílem projektu je optimalizovat optické příjímače s cílem dosáhnout co nejlepší parametry výše uvedených systémů (dosah, přenosová rychlost, chybovost, zkreslení, atd.). Teoretická část projektu bude zaměřena na vytvoření vhodných koncepcí optických přijímačů a jejich modelů. Cílem praktické části projektu bude ověření některých teoretických předpokladů formou simulací s využitím vytvořených modelů, nebo pomocí realizovaných vzorků.
Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu parametrů jednofrekvenčních (SFN) a vícefrekvenčních (MFN) vysílacích sítí pro přenos digitální televize podle standardu DVB-T. Při této analýze je nutné se zaměřit na úlohy výpočtu kritérií pro pokrytí množinou vysílačů užitečného signálu a signálu rušícího. Analýza dále předpokládá modifikaci relativního časování v rámci sítí, stanovení ochranných poměrů, posouzení výsledků pokrytí a optimalizaci konfigurace sítě při uvažování standardů konference RRC06. Pro analýzu je možné využít dostupné (komerční SW "Sítě SFN") a dále vlastní výpočetní algoritmy pro analýzu a vizualizaci šíření rádiových signálů v mapě terénního profilu omezeného území. Cílem práce je stanovení vlivu jednotlivých parametrů SFN a MFN vysílacích sítí na požadované pokrytí a stanovení požadavků na vysílače v síti, které splňují požadované parametry pokrytí.
Cílem tohoto projektu je prozkoumat vlastnosti více-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením. Analyzování nejhoršího možného případu (nejmenšího vložného útlumu) při použití těchto druhů filtrů spolu s analyzováním různých měřicích systémů (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vložného útlumu. Dosažené výsledky by měly být podpořeny řadou širokopásmových měření vlastností těchto filtrů. Součástí projektu by mělo být i vytvoření vhodných matematických modelů, které budou respektovat parazitní vlastnosti odrušovacích filtrů.
Školitel: Dřínovský Jiří, Ing., Ph.D.
Příjem signálů kosmických sond je charakteristický velmi nízkým poměrem Eb/N0. Jedná se většinou o signály s fázovým klíčováním nosné nebo subnosné. Pro eliminaci AWGN se s rostoucí vzdáleností redukuje přenosová rychlost a tím i šířka pásma kanálu. Zajímavým a dosud málo probádaným se v této souvislosti jeví studium vlivu fázových šumů. To je cílem tohoto projektu.
Školitel: Kasal Miroslav, prof. Ing., CSc.
Cílem projektu je navrhnout a ověřit metodu měření efektivní odrazné plochy vybraných objektů v optické oblasti spektra záření. Součástí projektu je návrh a realizace laserového vysílače a optického přijímače k měření lokálních odrazivých vlastností povrchů. Bude potřebné vytvořit počítačový program pro zpracování dat dílčích částí povrchu a výpočet celkové efektivní odrazné plochy při určitém zamíření laserového svazku daných parametrů. Projekt se týká problematiky laserových radarových systémů a je součástí výzkumu prováděného na Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně.
Školitel: Wilfert Otakar, prof. Ing., CSc.
Projekt by měl řešit teoretické i aplikační problémy obvodů v nekonvenčních pracovních módech, zabývat se vzájemným přechodem mezi nimi, aby bylo možno využít již známá a osvědčená zapojení v klasickém napěťovém módu. Jedna z možností je tzv. přidružená transformace. Proudový mód dovoluje navrhnout obvody s lepšími vlastnostmi. I když princip je znám již řadu let (Toumazou), v jeho teorii i použití je možnost najít další uplatnění. Především v nových netradičních aplikacích ve filtrech a jiných analogových obvodech. Problematika se již začala rozpracovávat na našem ústavu, na což může doktorand vhodně navázat.
Školitel: Dostál Tomáš, prof. Ing., DrSc.
Náležitým kvantováním 1-D map můžeme získat celočíselné prosté zobrazení. Cílem projektu je hledat třídu map vhodných pro tento účel, zkoumat metody vytváření map produkujících posloupnost maximální délky a u vybraných případů zkoumat statistické vlastnosti posloupností a chování z nich odvozených binárních posloupností.
Školitel: Šebesta Vladimír, prof. Ing., CSc.
Předmětem projektu je studium nových metod a technologií pro atmosférické optické spoje založené na vícekanálovém a vícesvazkovém provozu. Cílem projektu je zvýšení spolehlivosti spojů pracujících v nestacionárním a nehomogenním atmosférickém přenosovém prostředí. V rámci projektu bude studována optimální délka nosné vlny s ohledem na vlastnosti atmosféry a bezpečnost práce s laserovým spojem. Úsilí bude soustředěno na hledání takových metod spoje, při nichž převáží aplikace čistě fotonických zařízení nad elektronickými obvody. Projekt navazuje na výsledky výzkumných prací grantového projektu GAČR č. 102/05/0571 "Metody zvyšující spolehlivost optických směrových spojů".
Projekt je zaměřen na výzkum nových typů planárních mikrovlnných obvodů využívajících různé kombinace mikropáskových, štěrbinových a koplanárních přenosových struktur a jejich vázaných konfigurací. Pozornost bude zaměřena na oblast směrových vazebních členů, děličů výkonu a mikrovlnných kmitočtových filtrů včetně zahrnutí i jejich 3-D konfigurací. Cílem je zlepšit elektrické parametry současných typů těchto obvodů a zmenšit jejich rozměry. Výzkum zahrnuje jak teoretické studium a PC simulace, tak i experimentální ověřování navržených obvodů.
Školitel: Svačina Jiří, prof. Ing., CSc.
Popis a testování moderních komprimačních metod v oblasti zpracování obrazových dat. Kategorizace jednotlivých nástrojů používaných u standardu MPEG-4 a jejich vliv na výsledný datový tok. Modelování dílčích bloků kodéru a dekodéru v prostředí Matlab a v jazyce C s následnou implementací na signálový procesor nebo FPGA. Posouzení početní náročnosti jednotlivých bloků komprimačního řetězce.
Školitel: Frýza Tomáš, doc. Ing., Ph.D.
Cílem projektu je výzkum začlenění optických bezkabelových spojů (OBS) do komunikační sítě. Standardní aplikace OBS spočívá v náhradě úseku metalického nebo optického vedení bezdrátovým spojem, který vykazuje specifickou chybovost a občasné přerušování. Použité komunikační protokoly jsou však navrženy pro kabelový spoj, kde se tyto jevy nevyskytují. Výzkum v rámci projektu bude v první fázi spočívat ve vytvoření modelu popisujícího přenosové vlastnosti OBS včetně stanovení jeho parametrů na základě praktických měření. V další fázi řešení se předpokládá optimalizace komunikačních protokolů a eventuální návrh síťového mostu speciálně pro OBS. U případného uchazeče se předpokládá schopnost tvůrčího přístupu a samostatné práce a základní orientace v oblasti datové komunikace.
Školitel: Kolka Zdeněk, prof. Dr. Ing.
Cílem projektu je navrhnout, zdůvodnit a ověřit metodu stanovení míry koherence optických svazků určených k přenosu informace v turbulentní atmosféře. Součástí projektu je návrh a realizace laserového vysílače s více svazky tvarujícími výsledný svazek s plochou charakteristikou. Bude potřebné vytvořit počítačový program pro modelování optických svazků, jejich skládání a šíření turbulentní atmosférou. Požaduje se experimentálně ověřit míru vzájemné interference svazků vytvářejících výslednou vysílací charakteristiku. Projekt je součástí výzkumu prováděného na Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně v rámci grantového projektu NPVII č. 2C06012, 2006 "Bezpečné optické bezkabelové spoje pro municipální sítě".
Úkolem tématu je vytvoření a praktické ověření metodologie tzv. předcertifikačních testů EMC zaměřených na testování elektromagnetické odolnosti (imunity) elektronických zařízení. Jedná se o zkoumání vlivu všech odchylek technického zařízení, měřicího pracoviště i postupů testů od požadavků norem EMC na správnost, příp. přesnost a neurčitost výsledků testů odolnosti. Zvláštní pozornost bude zaměřena na možnosti předcertifikačních testů odolnosti malých elektronických zařízení přístrojového typu včetně návrhu a realizace příslušných technických prostředků a pomůcek. Teoretické studium, PC simulace a praktické experimentální ověřování.
Cílem projektu je vývoj a aplikace metod pro automatizované testování elektronických obvodů. Pomocí vhodně zvolených měřících bodů je možné u analogového obvodu identifikovat prvek, který je vadný nebo jeho hodnota překročila toleranci. Teoretická část projektu spočívá ve výzkumu metod pro optimální volbu testovacích bodů v zadaném obvodu a metod pro identifikaci vadného prvku na základě měření v testovacích bodech. Cílem je provádět co nejmenší počet měření. V rámci projektu se předpokládá praktická realizace testovacího zařízení pro ověření navržených postupů. Případný zájemce by měl mít zkušenosti s návrhem a realizací elektronických obvodů.
Spolehlivost a dostupnost optických bezkabelových spojů (OBS) je omezujícím faktorem použitelnosti OBS. Lze ji zvýšit vhodnou koncepcí mechanických, optických a elektronických bloků. Důležitým faktorem volby vhodné koncepce je vlnová délka použitého záření. Ta určuje míru vlivů atmosféry ale také technologii použitých optoelektronických komponentů a tím dosažitelné parametry elektronických částí spoje. Cílem projektu je sestavení modelu OBS (vysílač, přijímač, přenosový kanál) zahrnujícího vlivy počasí, teploty, volby komponentů, atd. a optimalizace OBS pro dosažení maximální spolehlivosti a dostupnosti. Teoretická část projektu bude zaměřena na zkoumání vlivů atmosféry a vlastností přijímačů a vysílačů. Cílem praktické části projektu bude ověření teoretických předpokladů formou simulací s využitím vytvořených modelů.
Cílem projektu je vyvinout a ověřit algoritmy na zvyšování spolehlivosti rozpoznávačů mluvených povelů. Jedná se o rozpoznávače určené k nasazení v lékařských systémech, kde se vyžaduje extrémní spolehlivost nad 99%. Rozpoznávání může být adaptováno na malý počet mluvčích a pracovat s omezeným slovníkem. Vývoj algoritmů bude zaměřen na metody DSP použitelné v reálném čase. Řešení projektu bude probíhat ve spolupráci FEKT VUT Brno a UAS Wiesbaden (Německo).
Školitel: Sigmund Milan, prof. Ing., CSc.
Projekt je zaměřen na výzkum numerických metod v časové oblasti pro modelování periodických struktur nekonečných rozměrů stojících na základě Floquetova vztahu a periodických Greenových funkcí. Další pozornost projektu by měla být soustředěna i na možné způsoby modelování periodických struktur konečných rozměrů. Důraz bude kladen na efektivitu a stabilitu řešení. Vyvinuté metody budou sloužit pro analýzu frekvenčně selektivních povrchů a metamateriálů.
Školitel: Láčík Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.
Zaměřením projektu je rozpracování technik modelování, simulace a implementace rychlých číslicových systémů v programovatelných obvodech, zejména v obvodech typu FPGA. Předpokládá se, že těžiště práce bude spočívat ve výzkumu metod zpracování signálů a v implementaci signálových procesorů do obvodů FPGA. Práce bude zahrnovat teoretický výzkum, simulaci s využitím počítačových simulačních prostředků a ověření výsledků implementací do vhodných typů vývojových platforem.
Školitel: Kolouch Jaromír, doc. Ing., CSc.
V současné době jsou k disposici zajímavé MIO, diskrétní prvky a nové materiály, které umožňují řešení mikrovlnných částí pozemního i kosmického segmentu satelitních systémů na nových principech. Jedná se zejména o anténní ozařovače s integrovanými nízkošumovými zesilovači, výkonové zesilovače, kvadraturní frekvenční konvertory, lokální oscilátory s malým fázovým šumem, frekvenční filtry, frekvenční syntezátory, modulátory a demodulátory. Součástí projektu bude studie možností využití, rozbor parametrů a konkrétní návrhy jednotlivých částí satelitního komunikačního řetězce.
Cílem tohoto projektu jsou nové netradiční aplikace moderních aktivních prvků a to jak komerčně dostupných (OTA, CFA, analogové násobičky aj.), tak i speciálně vyrobených (CC, VC, CDTA, CCTA aj.). Ty umožňují nové návrhové přístupy a také výhodné aplikace. Ve srovnání s klasickými OZ mohou tyto obvody výhodně pracovat ve vyšších kmitočtových pásmech (např. v oblasti video). K úspěšnému získání nových obvodů může pomoci i další propracování teorie nekonvenčních obvodů. Tato problematika se již delší dobu řeší i na naši fakultě, na což může doktorand vhodně navázat. Hlavně půjde o nové aplikace v oblasti filtrů, oscilátorů, směšovačů, modulátorů, převodníků a dalších analogových obvodů v komunikační technice.
Pro budoucí komunikační systémy se předpokládá využití principů tzv. kognitivního rádia. Kognitivní vysílač provádí spektrální analýzu a v případě neobsazenosti části spektra může vysílat i v kanálech určených pro jiné (primární) uživatele. Cílem práce je navrhnout nové metody pro odhad obsazenosti spektra a identifikaci parametrů vysílaného signálu (především druh modulace). Pro činnost algoritmů je třeba vzít v úvahu i vlivy prostředí - nelinearitu v zesilovači, vícecestné šíření a malé výkonové úrovně detekovaných signálů.
Použitelnost modulačního systému OFDM ve spolupracujících sítích (Cooperative Networks) je často zkoumána a popisována. Nezávisle na tom bývá také řešena nepříznivá vlastnost OFDM: velký poměr špičkového a středního výkonu (PAPR). Cílem projektu je vyhodnotit vliv PAPR na vybrané případy spolupracujících sítí a doporučit případná opatření ke zlepšení vlastností systémů.
Řízení přidělování rádiových prostředků (Radio Resources Management) hraje důležitou roli v dostupnosti služeb sítě a pokrytí rozsáhlého území. Standard Mobile WiMAX je určen pro rychlé datové přenosy pro mobilní zařízení. Proto je důležité, aby účastníci měli optimálně alokovány veškeré rádiové prostředky. Práce bude zaměřena na návrh algoritmů přidělování RR(Radio Resources) pro Mobile WiMAX a jejich optimalizaci.
Školitel: Prokopec Jan, Ing., Ph.D.
V současných komunikačních systémech je podstatná část zpracování signálu řešena digitálně. Programově definované radio (Software Defined Radio) je založeno na využití relativně univerzálního hardware řízeného programem pro optimální zpracování daného signálu. Cílem tohoto projektu bude hledání a ověření takových algoritmů pro přijímací část terestrického segmentu družicových komunikačních systémů.
Bezdrátové sítě jsou využívány pro poskytování velkého množství služeb bez garantované dostupnosti a dostatečné kvality. Koncepty nových technologií již metodiku řízení QoS zahrnují a v současné době dochází k postupnému implementování QoS i do starších systémů, např. WiFi standard 802.11e. Práce bude zaměřena na návrh metodiky měření QoS v bezdrátových systémech (např. standardy IEEE 802.11 a 802.16) a návrh algoritmů pro optimální přidělování rádiových prostředků jednotlivým entitám v síti (řazení paketů, nastavení priority paketů atd.).
Cílem projektu je výzkum použití analytické metody konformního zobrazení na řešení některých speciálních - dosud neřešených planárních přenosových struktur mikrovlnných obvodů. Jde o speciální typy mikropáskových, koplanárních a mikrokoplanárních vedení, symetrická a nesymetrická (bi-planární) štěrbinová vedení, trojrozměrné 3-D přenosové struktury a jejich různé modifikace. Úkolem je vytvořit pro tyto struktury jednoduché, avšak dostatečně přesné analytické modely, umožňující výpočet jejich základních parametrů včetně případného modelování disperzních vlastností. Teoretické studium, PC simulace, experimentální ověření. Uchazeč musí mít velmi dobré znalosti vyšší, zejména analytické matematiky.
Popis a rozbor stávajících možností softwarové implementace reálného mikrokontroléru v FPGA. Způsoby programování těchto mikrokontrolérů pomocí vyšších programovacích jazyků. Implementace architektury mikrokontroléru (např. AVR) do FPGA. Optimalizace implementované struktury a její následné testování z hlediska složitosti, rychlosti, apod.
Téma patří do oblasti teorie moderních analogových obvodů a filtrů. Obvody se spínanými kapacitory se používají již několik desetiletí. Jejich teorii i aplikacemi jsme se úspěšně zabývali i na naši fakultě, na což může doktorand vhodně navázat a použít v nich moderní funkční bloky. Obvody se spínanými proudy jsou zatím málo rozpracovány. To doktorandovi umožňuje zapojit se do řešení teoretických otázek jako je např. vhodný popis činnosti těchto obvodů, počítačová podpora analýzy a syntézy, vlastní program, modelování reálných spínaných obvodů apod. Vedle toho je také žádoucí navrhnout nové aplikace těchto obvodů, hlavně v oblasti filtrů, oscilátorů, převodníků a dalších analogových obvodů.
Cílem projektu je studium problematiky a hardwarový i softwarový návrh širokopásmového vektorového měřicího systému pro oblast mikrovlnných kmitočtů. Dosavadní širokopásmové systémy popsané v literatuře jsou určeny především pro oblast nižších kmitočtů a z technologických důvodů není možná jejich aplikace výše. Výzkum zamýšleného širokopásmového systému bude orientován zejména na metody mikrovlnných šestibranů, s čímž souvisí potřeba podrobného rozboru a návrhu přesných kalibračních sad a dalších metod potřebných pro úspěšnou funkci systému. Předmětem výzkumu bude též studium vlastností a modelování chování měřicích systémů při změně parametrů prostření, časová stabilita a další vlastnosti.
Spolehlivost bezkabelových optických systémů je mimo jiné podmíněna použitím výkonných optických vysílačů. Ty jsou však obtížně realizovatelné pro spoje pracující s vysokými přenosovými rychlostmi. Cílem projektu je analýza a srovnání metod generování optických signálů velkých výkonů při zachování požadované šířky pásma přenosu. Teoretická část projektu je zaměřena na zkoumání a porovnání použitelných modulací a vytvoření a optimalizaci modelů budičů v kombinaci s polovodičovým laserem. Cílem praktické části projektu je ověření teoretických předpokladů formou simulací s využitím vytvořených modelů, nebo pomocí realizovaných vzorků.