Cílem studia je příprava špičkových vědeckých osobností, které budou zvládat řešení složitých vědeckých a technických úloh v oblasti informačních technologií v telekomunikacích. Cílem je naučit absolventy metodám vědecké práce, prohloubit teoretické znalosti v oblasti vyšší matematiky a fyziky a poskytnout studentům teoretické, experimentální a praktické znalosti v oboru teleinformatiky.

Absolventi doktorského studia v oblasti teleinformatiky jsou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci ve vývoji, konstrukci a provozu výzkumných a vývojových institucí, telekomunikačních výrobních firem a společností, kde tvůrčím způsobem uplatňují své znalosti a dovednosti.
Absolvent umí samostatně řešit vědecké a složité technické úlohy z oblasti komunikačních a a informačních technologií.
Vzhledem k šíři teoretického vzdělání je absolvent schopen se přizpůsobit požadavkům praxe v základním i aplikovaném výzkumu.

Studijní obor je zaměřen na vědeckou výchovu doktorandů s hlubokými teoretickými základy konvergovaných komunikačních a informačních technologií. Hlavní části studia tvoří předměty teoretické informatiky a telekomunikační techniky. V oblasti teleinformatiky má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení, včetně užití i návrhu software s tím spojeným. Je schopen se orientovat v operačních systémech, počítačových jazycích, databázových systémech, distribuovaných aplikacích apod. Na vysoké úrovni zvládá algoritmizaci úloh. Je schopen navrhovat nová technologická řešení telekomunikačních zařízení, informačních systémů a podpůrných služeb.

prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

1. Pokročilý návrh konvergovaných systémů

   Pokročilý návrh konvergovaných systémů představuje výzkum, simulaci a hardwarovou implementaci vybraných otázek rychle se rozvíjející konvergované platformy klasických telekomunikačních a progresivních datových služeb na bázi IP (Internet Protocol). Hlavní důraz bude kladen na kvalitu služby (QoS) při realizaci videotelefonních a interaktivních multimediálních spojení. Navrženy a testovány budou nové komunikační protokoly v integrovaných sítích, napojení sítí IP na další typy sítí a výzkum nových algoritmů pro kvalitní, efektivní a bezpečný přenos informací v konvergovaných sítích.

   Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

2. Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

   Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.

   Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.

3. Kritické parametry pro bezdrátové sítě WiFi a WiMAX

   Práce bude zaměřena na problematiku kritických parametrů bezdrátových síťí WiFi a WiMAX. Bude realizován model sítě, na níž bude provedeno měření a zkoumány vlivy zatížení sítě na přenosovou kvalitu služeb (QoS) se zaměřením na VoIP. Na tomto modelu sítě bude simulován výpadek napájení a sledován jeho vliv na provoz po opětovném obnovení napájení. Cílem práce je prověřit míru propustnosti sítě při zachování kvality poskytovaných služeb a navrhnout ekonomicky přijatelné řešení problematiky související s výpadkem napájecího napětí přístupového bodu pro praktické využití v těchto sítích.

   Školitel: Filka Miloslav, prof. Ing., CSc.

4. Lineární obvody s aktivními prvky pracujícími v proudovém a smíšeném módu

   Cílem práce je výzkum a návrh nových lineárních analogových obvodů (kmitočtových filtrů, oscilátorů, zesilovačů) pracujících s proudovými či smíšenými signály. Budou využity stávající metody návrhu (metoda autonomního obvodu, syntetické prvky s imitancí vyššího řádu) a budou hledány rovněž nové návrhové postupy. Jako aktivní prvky budou využívány především proudové sledovače, proudové operační zesilovače či proudové a napěťové konvejory. Snahou bude dosáhnout co nejvyšších kmitočtů zpracovávaných signálů.

   Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.

5. Lokalizační algoritmy v bezdrátových senzorových sítích

   Technologie bezdrátových senzorových sítí v dnešní době nabývá na významu. Zejména se jedná o aplikace pro monitorování parametrů životního prostředí (kvalita vody a půdy) a pro monitorování přírodních katastrof (požáry či povodně). Samotná detekce událostí je ale prakticky bezcenná, není-li současně známa pozice daných senzorů s dostatečnou přesností. Hlavní náplní práce studenta doktorského studia bude výzkum lokalizačních algoritmů, které budou použity pro zjištění polohy senzorových uzlů. Stávající i nově navržené algoritmy budou matematicky popsány a jejich efektivita bude ověřena pomocí vytvořených simulačních modelů v reálné senzorové síti. Bližší informace o této problematice lze nalézt na adrese http://adela.utko.feec.vutbr.cz/projects/.

   Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

6. Lokalizační algoritmy v IP sítích

   Lokalizace stanic v Internetu je moderním trendem, který postupně nabývá na významu v rozsáhlých komunikačních systémech jako jsou například peer-to-peer sítě. Algoritmy lokalizace stanic v Internetu jsou převáženě založeny na uměle vytvořených souřadnicových systémech. Nedávná měření však dokazují, že pomocí těchto umělých souřadnicových systémů lze určit i polohu geografickou. Náplní výzkumné činnosti doktoranda bude zkoumání vhodného způsobu geografické lokalizace stanic pro přístupové a páteřní sítě. K tomuto účelu budou využity reálné i experimentální IP sítě (např. síť PlanetLab). Bližší informace o této problematice lze nalézt na adrese http://adela.utko.feec.vutbr.cz/projects/.

   Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

7. Návrh pokročilých IP sofistikovaných telematických systémů v dopravě

   Telematické systémy jsou obvyklé zejména v dopravě. Výzkum telematických systémů založených na Internet protokolu bude směřovat k návrhu sofistikovaných, tedy promyšlených, formálně propracovaných a složitých metod využívajících IP systémů v různých oblastech. Předpokládají se zejména sledovací systémy, zabezpečovací systémy, systémy placení jízdného a dalších poplatků, informační systémy, interaktivní aplikace apod. Pozornost se zaměřuje na lokalizaci pomocí GPS, diagnostiku vozidel, sledování vozidel v orthomapách v reálné situaci apod. Sofistikované telematické systémy budou softwarově simulovány, optimalizovány a následně prakticky realizavány ve formě funkčních vzorků.

   Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

8. Nelineární obvody s aktivními prvky pracujícími v proudovém a smíšeném módu

   Práce je zaměřena na výzkum a návrh nových typů nelineárních analogových obvodů pracujících s proudovými či smíšenými signály. Jedná se o duální obvody ke klasickým nelineárním obvodům pracujícím v napěťovém módu, jako jsou např. přesné usměrňovače, diodové funkční měniče či logaritmické zesilovače. Snahou bude odstranit negativní vlastnosti těchto obvodů způsobené napěťovými aktivními prvky. V nově navrhovaných obvodech budou využívány především proudové sledovače, proudové operační zesilovače či proudové a napěťové konvejory.

   Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.

9. Optimalizace návrhu síťových prvků pomocí evolučních metod

   Netradiční možnost při návrhu síťových prvků představuje využití evolučních metod. Nejprve se předpokládá detailní analýza využití evolučních algoritmů a metod. Výzkum bude zaměřen na návrh komplexní architektury komunikačních systémů a zároveň také na optimální návrh jednotlivých síťových prvků. Evoluční algoritmy představují skupinu stochastických výpočetních metod, které jsou inspirované ději probíhajícími v živé přírodě. Tyto metody je vhodné aplikovat na problémy, které jsou jen obtížně řešitelné klasickými deterministickými matematickými metodami, nebo tam kde aplikace exaktních výpočetních metod vyžaduje nepřiměřené zjednodušení úlohy. Předpokládané evoluční metody jsou především tzv. gramatická evoluce a dále tzv. diferenciální evoluce. Pro testování vytipovaných evolučních algoritmů a jejich kombinací bude vytvořeno původní vývojové simulační prostředí v objektovém programovacím jazyku Visual C++, který umožní pružnou modifikaci objektové struktury simulačního prostředí nově vyvinutými algoritmy. Experimenty ve vytvořeném simulačním prostředí umožní provést komplexní analýzu dosažených výsledků s příslušnými závěry a doporučeními pro danou aplikační oblast.

   Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

10. Optimalizace směrování v sítích s využitím umělých neuronových sítí

    Cílem výzkumu je užití umělých neuronových sítí v oblasti optimalizace směrovacích a přepínacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku, která bude obsahovat umělou neuronovou síť pro optimalizaci prioritního přepínání. Navržen bude také originální postup, jak danou problematiku modelovat matematicky a dále jak tento matematický model implementovat. Softwarová simulace systému, který lze využít pro řízení spojovacího pole určeného pro přepojování datových jednotek bude rozšířena o realizaci hardwarové implementace, např. pomocí programovatelných logických polí. Získané poznatky budou zobecněny a vztaženy jednak k teorii vysokorychlostních síťových prvků a jednak k teorii neuronových sítí. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a jazyk Visual C++. Pro ověření platnosti odvozených matematických vztahů by mělo být vyvinuto simulační prostředí v jazyce JAVA.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

11. Převodníky pro vzájemný převod A/D a D/A pracující v proudovém módu

    Práce je zaměřena na analýzu a návrh převodníků A/D a D/A pracující v proudovém módu. Cílem bude navrhnout vhodnou strukturu převodníků číslo-proud a proud-číslo bez vnitřní konverze proud-napětí a napětí-proud s ohledem na zvýšení šířky pásma oproti převodníkům pracujícím v napěťovém módu. Součástí práce je i návrh a analýza antialiasingových filtrů pracujících v proudovém módu. Při návrhu se bude vyházet ze struktur netradičních obvodových prvků jako proudové konvejory (CCI, CCII, CCIII) s jednoduchým či plovoucím výstupem, zesilovače s proudovou zpětnou vazbou (CFA), proudové zesilovače (CA), transkonduktory (OTA, BOTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).

    Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.

12. Tomografické metody pro metabolické změny kostních tkání

    Disertační práce bude zaměřena na optimalizaci MR zobrazovacích technik pro sledování změn metabolizmu kostní tkáně. Práce předpokládá seznámení s tomografickými technikami, zvládnutí konstrukce pulsních sekvencí. Bude navržena a optimalizována vhodná MRI technika k identifikaci a lokalizaci změn metabolismu kostní tkáně čelisti. Výsledky budou ověřovány na MR tomografu.

    Školitel: Bartušek Karel, prof. Ing., DrSc.

13. Zefektivnění zabezpečení bezdrátových sítí

    Pro zabezpečení bezdrátových sítí předpokládejme standardy WiFi sítí IEEE 802.11 se zaměřením na používané bezpečnostní mechanizmy šifrování a autentizace. Analýzována budou slabá místa uvažovaných zabezpečení a principy jednotlivých útoků s vytipováním slabých míst v jednotlivých bezpečnostních protokolech. Na podkladě získaných poznatků bude navrženo a otestováno efektivnější zabezpečení v bezdrátových sítích standardu IEEE 802.11. Pozornost bude věnována kvalitě služby QoS v bezdrátových sítích. Zkoumány a pomocí vhodného programu (Opnet Modeler) simulovány budou vlastnosti dat citlivých na zpoždění. Uvažovány budou IP telefony, přenos videa, hlasu a multimedií obecně. Zajištění QoS bude optimalizováno.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.