Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-TLIAk. rok: 2014/2015
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Profil
Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat nabyté teoretické znalosti při návrhu nových telekomunikačních a informačních zařízení a systémů. Orientuje se ve zpracování akustických signálů i obrazu, v problematice signálových procesorů, digitální filtrace apod. Vyzná se v kryptografických systémech, v zabezpečení přenosu proti chybám, v synchronizaci sítí. Umí připravovat nové služby a technicky řešit problémy s tím spojené. Veškeré otázky řeší komplexně se zaměřením k vysokorychlostním multimediálním systémům.
Klíčové výsledky učení
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.
Profesní profil absolventů s příklady
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.
Garant
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Prvním krokem bude výzkum vlastností sondy pro měření intenzity zvuku a lokalizaci zdrojů. Dalším krokem bude prozkoumání algoritmů adaptivního potlačení šumu používaného ve dvoukanálových systémech zvýraznění řeči. Cílem je navrhnout a ověřit nový adaptivní algoritmus, který by částečně využíval směrových vlastností intenzitní sondy pro kvalitnější zvýraznění řeči.
Školitel: Sysel Petr, doc. Ing., Ph.D.
V oblasti identifikace a měření vlastností hluků jsou využívány standardizované metody založené na pásmové analýze, Fourierově transformaci a statistickém zpracování dat. Moderní metody zpracování zvukových signálů a dolování dat ale nabízejí mnohem širší možnosti zkoumání vlastností zvuků a jejich vlivu na člověka a životní prostředí. Cílem disertační práce je aplikace moderních metod analýzy zvukových signálů a dolování dat při akustických měření a analýza zvuku v oblasti měření hluků průmyslových zařízení i hluků v životním prostředí.
Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, WLAN IEEE 802.11a, g, n a dalších technologiích. Ve všech výše uvedených systémech se využívá známá a dobře propracovaná modulace DMT (Discrete MultiTone), případně OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Cílem práce bude optimalizace stávajících a návrh, simulace, implementace a testování nových alternativních modulačních schémat na bázi vícetónové modulace.
Školitel: Šilhavý Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na analýzu datové komunikace a jejího zabezpečení pro řízení a dohled v energetických sítích. V rámci dizertační práce bude provedena optimalizace pro datové sítě s omezenými zdroji. Dále bude nutné provést kritické zhodnocení použitelných algoritmů pro zabezpečení komunikace v těchto sítích.
Školitel: Mišurec Jiří, prof. Ing., CSc.
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.
Analýza vlivu časově variantního diskrétního systému na zpracovávaný signál v okamžiku skokových změn parametrů systému. Časově variantní systémy založené na segmentaci vstupního signálu, zpracování segmentu a následné rekonstrukci výstupního signálu ze segmentů. Systémy s proměnou délkou segmentu a proměnou mírou překryvu. Efektivní metody stanovení statistických vlastností signálu. Automatické přizpůsobení délky segmentu aktuálním statistickým vlastnostem zpracovávaného signálu.
Školitel: Balík Miroslav, Ing., Ph.D.
Náplní disertační práce je analýza současného stavu a předpokládaného vývoje profilu datových toků služeb v moderních mobilních sítích současné a především nové generace. Cílem výzkumu pak bude analýza profilu služeb uživatelů a získávání informací z těchto dat. Dílčí náplní bude návrh metodiky pro hodnocení výkonnosti mobilních sítí z hlediska uživatelských aplikačních toků.
Školitel: Novotný Vít, doc. Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na analýzu řečového signálu s poruchami výslovností a automatickou detekci poruch výslovnosti v mluvené řeči. Součástí práce bude analýza jednotlivých poruch výslovnosti ve spolupráci s logopedickými odborníky, analýza vlivu poruch výslovnosti na sledované parametry řečového signálu a výběr nejvhodnějších parametrů pro automatizované vyhodnocení.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových analogových digitálně řiditelných zesilovačů, jako jsou např. prvky DACA (Digitally Adjustable Current Amplifier) a zejména pak LNVGA (Low-Noise Variable Gain Amplifier). Prvním cílem je prověření reálných vlastností těchto obvodů a návrh a analýza dalších alternativních obvodů či obdobných struktur. Druhým cílem práce je pak návrh nových filtračních struktur, oscilátorů či jiných obvodů s těmito novými či také i již známými prvky. U navržených struktur bude řiditelnost aktivního prvku využita např. k nastavení kmitočtu, činitele jakosti či zesílení. Funkčnost navržených zapojení bude ověřována simulacemi a částečně také experimentálním měřením.
Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na problematiku měření, simulace a kompenzace chromatické disperze (CD) a polarizační vidové disperze (PMD) v optických jednovidových vláknech. Vyšší přenosové rychlosti používají úzké pulzy blízko u sebe a disperze způsobuje jejich rozšiřování. Způsobuje tak větší zkreslení a tím pádem představují disperze omezující faktor pro vyskorychlostní přenosové systémy. Mezi známé metody kompenzace chromatické disperze patří především použití kompenzačního vlákna DCF (Dispersion-Compensating Fiber), Braggovy vláknové mřížky FBG (Fibre Bragg Grating) nebo HOM (Higher-Order Mode) vlákna. Vzhledem k tomu, že PMD má náhodný charakter, je obtížné ji kompenzovat. Mezi možnosti kompenzace patří použití FEC (Forward Error Correction), rendundance vlnových délek ve WDM (Wavelength Division Multiplexing) sítích, případně další optické a elektrické kompenzační metody.
Školitel: Filka Miloslav, prof. Ing., CSc.
Potřeba doplnit chybějící úsek audiosignálu je zajímavou úlohou s praktickým využitím (restaurace nahrávek, výpadky v hovorech VoIP apod.). Současné metody zvládají velmi kvalitní interpolaci signálů, které jsou v okolí chybějícího úseku stacionární a mají harmonický charakter. Studium by se zaměřovalo na vylepšení těchto metod moderními prostředky zpracování signálů, které by současné metody kvalitativně posunulo dál i pro rekonstrukci nestacionárních úseků. Práce by neměla opomenout psychoakustickou stránku problému.
Školitel: Rajmic Pavel, prof. Mgr., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur chemických proudových konvejorů a jejich využití jako čidla v biomedicínských systémech. Cílem je navrhnout nové struktury chemických proudových konvejorů první, druhé, třetí generace či s diferenčními napěťovými vstupy a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních biomedicínských veličin.
Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.
Současné mobilní sítě začínají čelit výraznému nárůstu specifického typu datových přenosů generovaných automatizovanými zařízeními a systémy bez interakce člověka. Tento typ mobilních dat bude však ještě dominantnější v mobilních sítích budoucích generací jako jsou 4G nebo 5G sítě. Z tohoto důvodu je třeba provést důkladnou analýzu všech specifik a požadavků na provoz těchto D2D služeb v mobilní síti. Bude třeba navrhnout metodiku pro optimální nastavení parametrů mobilní sítě tak, aby nebylo konzumováno neúměrné množství síťových zdrojů na jedné straně a aby se zamezilo jejich plýtvání na straně druhé. Současně musí být brána v úvahu také energetická náročnost těchto spojení, jelikož většina koncových zařízení má omezené zdroje napájení.
Školitel: Hošek Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Distribuovaný systém se sestává z dílčích částí, které mezi sebou komunikují pomocí počítačové sítě. Příkladem distribuovaného systému jsou aplikace pro sdílení dat nebo on-line hry s více hráči. Práce studenta bude zahrnovat studium komunikačních protokolů a jejich použití v distribuovaných systémech. Na základě analýzy současných přístupů bude proveden návrh možných vylepšení pro řešení problémů síťové komunikace v distribuovaných systémech.
Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.
Práce se bude zabývat analýzou vlivů síťových prvků a přenosových cest na komunikační zpoždění v IP sítích. Cílem bude zjistit zdroje zpoždění a pro tyto zdroje pak komunikační zpoždění předpovídat. Predikce komunikačního zpoždění má využití ve velkém počtu síťových aplikací, jako například rozkládání zátěže mezi servery v síti Internet.
Téma je zaměřeno na popis kryptografických modulů a zkoumání vlivu postranních kanálů na bezpečnost těchto modulů.
Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.
Práce bude věnována analýze stávajících systémů protichybového zabezpečení v drátových i bezdrátových přenosových systémech a návrhu alternativních přístupů protichybového zabezpečení s využitím LDPC (Low Density Parity Check) kódů. Cílem práce bude zejména uplatnění nových kódů a přístupů namísto stávajících, které zpravidla využívají CRC a RS kód s prokládáním. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány jak v simulaci, tak v praktických realizacích.
V současnosti jsme svědky masivního nástupu mobilních sítích čtvrté generace. Náplní disertační práce je studium a následná analýza řídicích zpráv (signalizace) v experimentální síti na ÚTKO i v reálných mobilních sítích, průzkum příčin neúspěšných či zdlouhavých řídicích procedur a návrh technik pro optimalizaci mobilních sítí.
vCílem disertační práce je průzkum stávajících metod výkonnostního hodnocení mobilních sítí, jejich kritické posouzení z hlediska náročnosti a nákladnosti měření a návrh nových metod, které využívají v hojné míře data získaná z analýzy datových toků běžných uživatelů. Dílčím cílem je návrh nových klíčových indikátorů odrážejících současné požadavky na mobilní sítě a návrh algoritmů jejich výpočtu
V oblasti měření vlastností zvukových zařízení se v posledních letech začínají stále více uplatňovat systémy využívající osobní počítač, které umožňují kompenzaci vlastností rozhraní použitých pro převod mezi analogovou a digitální doménou. V těchto systémech se také začínají uplatňovat moderní metody analýzy zvukových signálů. Cílem disertační práce je porovnat tyto metody z hlediska přesnosti výsledků a navrhnout metody jejich optimalizace pro měření vlastností zvukových zařízení a softwarových systémů v reálném čase.
Studium by bylo zaměřeno zejména na nové a moderní metody spektrální analýzy v reálném čase, s aplikacemi např. při diagnostice poruch v mariálech (např. prasklina v křídle letadla).
V oblasti zpracování prostorového zvuku se začínají uplatňovat percepční metody snímání a reprodukce zvuku, tj. metody, které se nesnaží o fyzikální analýzu a rekonstrukci zvukového pole, ale pouze sluchového vjemu, které toto pole v posluchači vyvolá. Mezi tyto metody patří například ambisonie a metoda SIRR (Spatial Impulse Response Rendering). Náplní disertační práce je výzkum těchto metod a jejich praktických aspektů. Cílem práce je nalezení algoritmů pro modifikaci zvukového pole s ohledem na věrnost reprodukce, výpočetní nároky atd. a také zkoumáním využití těchto metod pro auralizaci zvukových signálů.
Disertační práce bude zaměřena na rozvoj metod zpracování obrazových dat získaných magneticko-rezonančním zobrazování na modelech malých zvířat se zaměřením na vliv nanomateriálů. Analýza bude orientována na rozlišení tkání a jejich změn s využitím více obrazových kontrastů. Problematika zahrnuje měření obrazových dat případně využití obrazových databází, zpracování statistickými metodami a vytváření matematických modelů analýzy dat. Předpokladem je zájem a schopnost provádět analýzy, orientace v programování a sledování vývojových trendů v řešené problematice.
Školitel: Bartušek Karel, prof. Ing., DrSc.
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. Předpokládá se komunikace dvou automobilů bez účasti řidiče, předcházení kolizím, předávání informací o dopravě z míst, odkud automobily vyjížděly. Uvažován bude velmi přesný navigační systém založený na systému Galileo (GNSS) pro ovládání funkčních bloků automobilů (řízení).
Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.
Disertační práce je zaměřena na výzkum původních zapojení kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických induktorů, atd. Cílem je s využitím funkčních bloků s minimálním počtem tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až desítek MHz. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a případně ověřena experimentálním měřením.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových typů funkčních bloků s diferenčním napěťovým vstupem a jejich aplikace v kmitočtových filtrech, oscilátorech, syntetických induktorech, atd. Cílem je navrhnout původní koncepce funkčních bloků s diferenčními napěťovými vstupy umožňující elektronické řízení proudových či napěťových přenosů mezi jednotlivými terminály. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a případně ověřena experimentálním měřením.
Téma je zaměřeno na výzkum nových metod pro analýzu nekompletní prostorové informace obsažené v digitálních obrazech, tedy v jejich časových nebo prostorových sekvencích, případně vyplývající z geometrie dané scény.
Školitel: Říha Kamil, prof. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na zpracování statických, dynamických nebo třírozměrných obrazů, které jsou výstupem různých lékařských akvizičních technik, jako je zejména obrazový výstup ultrazvukového vyšetření, případně snímání řezů částí těla sejmutých pomocí magnetické rezonance a podobně. Cílem je zlepšení vlastností jednotlivých snímků, jejich segmentace, rozpoznání 2D objektů, kvantifikace různých parametrů objektů, jejich časová nebo prostorová analýza, případně konstrukce 3D modelu. Výsledkem práce bude návrh vlastní metody využitelné při řešení konkrétních diagnostických problémů ve spolupráci s lékaři.
V současné době jsou pro přesnou lokalizaci objektů využívány bezdrátové systémy, které komunikují přes velmi široké komunikační kanály s šířkou pásma větší než 500 MHz. Díky této vlastnosti jsou signály imunní vůči okolnímu rušení a díky velmi krátkým impulsům lze přesně detekovat čas příchodu signálu na přijímací zařízení, které provádí odhad vzdálenosti na základě doby letu signálu. Cílem disertační práce studenta, bude návrh nových metod pro časovou synchronizaci přijímacích zařízení, která vyžaduje velmi vysokou přesnost. Student bude zkoumat jak matematické tak i simulačních modely a svoje závěry bude v průběhu doktorského studia ověřovat na praktických aplikacích.
Školitel: Šimek Milan, Ing., Ph.D.
Cílem doktorského studia je výzkum a analýza nových bezdrátových komunikačních systémů, které jsou charakteristické přenosovou rychlostí v řádech kbps až Mbps při dodržení podmínky nízké spotřeby energie. Příkladem takové technologie je standard IEEE 802.15.4a, který pro přenos dat využívá kanály široké minimálně 500 MHz, díky kterým pak také dosahuje vysokých přenosových rychlostí a vysoké odolnosti vůči rušení z jiných bezdrátových zdrojů. Na druhou stranu tyto systémy vykazují malou, ale nezanedbatelnou chybovost přenosu dat z důvodu náročné synchronizace obou zařízení. Cílem práce doktoranda, bude provést výzkum v oblasti precizní analýzy komunikačních výkonnostních parametrů takových systémů a navrhnout nové metody pro zvýšení robustnosti a spolehlivosti širokopásmových bezdrátových systémů. Student ve svoji práci provede velmi detailní analýzu současného stavu poznání a nové navržení metody a modely validuje na reálném systému.
S neustálým vývojem komunikačních technologií a koncových zařízení rostou také požadavky koncových uživatelů na kvalitu poskytované služby v mobilních sítích. Mezi dominantní aplikace v mobilních sítích budoucí generace bude patřit zejména video streaming a sociální sítě. Pro tyto specifické služby je tedy třeba navrhnout optimální nastavení klíčových parametrů sítě tak, aby byla dosažena maximální spokojenost zákazníků. Pro tento cíl bude nutné nejprve důkladně zmapovat vazby mezi síťovými proměnnými na jedné straně a subjektivním vnímáním kvality na straně druhé. Bude tedy třeba navrhnout a následně otestovat metodiku hodnocení a následné predikce celkové spokojenosti uživatelů mobilní datové služby.
Cílem výzkumu je optimalizace směrovacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku s prioritním směrováním. 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 vývojového systému FPGA. Získané poznatky budou zobecněny a vztaženy k teorii vysokorychlostních síťových prvků. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a Simulink a jazyky VHDL a Visual C++.
Cílem disertační práce je návrh metody řešení komplexních problémů s pomocí evoluce v ve velmi krátkém čase, tj. na základě zadaného komplexního problému navrhnout metodu genetického programování, která bude schopna automaticky daný problém řešit a optimalizovat. V současné době existují problémy v mnoha oblastech průmyslu (zdravotnictví, doprava, bezpečnost, energetika, atd.), kde se vyskytuje exponenciální či faktoriální expanze stavového prostoru možných řešení. Současně zde jen malá skupina dává korektní sémantický význam. V této oblasti se speciální metody genetického programování jeví jako velice slibné. Úkolem bude s pomocí teorie genetického programování navrhnout metody, které budou schopny v zadané oblasti řešit komplexní problém automaticky a demonstrovat konkurenční výhodu navrženého řešení na konkrétním problému z praxe.
Školitel: Burget Radim, prof. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na problematiku návrhu, simulace a realizace distribuovaných optovláknových systémů pro senzorické aplikace. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, plastická POF (Plastic Optical Fiber) vlákna, mikrostrukturální vlákna, případně další specální vlákna využívána jako senzor. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův rozptyl, Brillouinův rozptyl, Rayleighův rozptyl), popřípadně změn parametrů přenášeného optického signálu (změny intenzity, fáze, polarizace, atd.), lze získat informace o teplotě, vibracích a dalších fyzikálních veličinách podél optického vlákna.
Moderní výpočetní prostředky (CPU, GPU, APU, DSP) mají k dispozici větší počet paralelních výpočetních jednotek. Využití paralelizace je nyní standardizováno prostřednictvím OpenCL, který umožňuje paralelní programování heterogenních systémů. Současně také simulační prostředky (např. Matlab a Simulink) disponují možnostmi paralelního programování. V úvodu řešení je nutné provést analýzu možností aktuálních standardů pro paralelizaci procesů, které jsou využitelné pro základní a pokročilé metody číslicového zpracování signálů. Cílem disertační práce je návrh algoritmů metod číslicového zpracování signálů, které budou využívat možnosti paralelního programování jak během simulace, tak také ve finální implementaci pro cílový výpočetní prostředek.
Předmětem steganografie je skrývání zpráv, přičemž se zpráva obvykle skrývá do jiné zprávy (tzv. kontejneru). Kontejnerem může být textový dokument, obrázek, zvukový záznam apod. Stávající metody skrývání, jako je například metoda nejméně významných bitů, jsou v současné době v důsledku vysokého výpočetního výkonu cenzorů snadno detekovatelné. K eliminaci této hrozby je proto zapotřebí vyvinout steganografické metody, které budou mnohem důrazněji respektovat specifika kontejnerů. Cílem disertační práce bude do hloubky prozkoumat princip a omezení moderních metod detekce skrytých zpráv a na tomto základě navrhnout dostatečně efektivní steganografickou metodu, které by současnými detekčními metodami byla prakticky neodhalitelná. Navíc by tato metoda měla být i dostatečně robustní, aby skrytá zpráva byla čitelná i po preventivních úpravách steganogramu provedených cenzorem.
Školitel: Burda Karel, doc. Ing., CSc.
Práce studenta bude spočívat ve studiu způsobů nalezení polohy stanic připojených do sítě Internet. Pozornost bude zaměřena na zjištění polohy bez vědomosti a spolupráce stanice, pro kterou se poloha zjišťuje. Současné metody jsou založené na lokačních databázích (pasivní způsob) a na měření parametrů síťové komunikace (aktivní způsob). Součástí práce bude návrh možných vylepšení odhadu polohy stanic v Internetu.
Jedním z důležitých parametrů řečového signálu je kmitočet základního tónu. Jeho určení je vzhledem k nestacionaritě řečového signálu poměrně obtížné. Empirická dekompozice (empirical mode decomposition) je moderní metoda pro analýzu nestacionárních signálů založená na rozkladu signálu do báze funkcí přizpůsobených obsahu signálu. Z rozložených funkcí je potém možné zjistit kromě jiného i okamžitý kmitočet např. pomocí Hilbertovy transformace. Náplní disertační práce bude výzkum uvedené metody detekce kmitočtu základního tónu a porovnání výsledků s ostatními známými metodami.
Cílem práce je analyzovat vlastnosti a možnosti přípravy podélných vlnovodných a rezonančních struktur v optických vláknech založených na změnách indexu lomu a geometrie v příčném průřezu vláknových vlnovodů. Práce bude využívat a navrhne úpravy stávajícího maskového expozičního systému výroby vláknových mřížek. Budou vyvinuty a experimentálně ověřeny postupy pro vytváření struktur s vlnovodnou a vidovou vazbou a optickými rezonancemi. Zjištěné vlastnosti budou porovnány s možnostmi aplikací kolmých Braggových mřížek ve vláknech. V rámci práce se očekává aplikovat postupy na návrh optoelektronických prvků určených pro konstrukci senzorů a prvků upravujících optické spektrum. V práci se předpokládá vytvoření návrhového modelu pro realizaci struktur s žádanými spektrálními vlastnostmi.
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, DBTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).
Disertační práce je věnována problematice návrhu lineárních obvodů určených pro zpracování analogových signálů. Pro potřeby návrhu funkčních struktur se nevyužívá přístupu, kdy k aktivnímu prvku konkrétního typu je vhodně připojena zpětná vazba, nýbrž se k návrhu obvodu přistupuje formou přímé syntézy, kdy v konečné struktuře není plně možné definovat aktivní a pasivní část. Cílem dizertační práce je na základě popisu MOS tranzistoru, resp. jeho odpovídajícího modelu navrhnout a ověřit struktury lineárních funkčních bloků minimální konfigurace pracujících s nízkým napájecím napětím a nízkou výkonovou spotřebou, vhodných pro zpracování analogových signálů.
Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.
Disertační práce bude zaměřena na rozvoj metod registrace obrazových dat získaných tomografickými metodami. Návrh metod bude orientován na potlačení pohybových artefaktů při pořizování obrazů biologických tkání. Problematika zahrnuje měření obrazových dat případně využití obrazových databází, zpracování statistickými metodami a vytváření matematických modelů registrace dat. Předpokladem je zájem a schopnost provádět analýzy, orientace v programování a sledování vývojových trendů v řešené problematice.
Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
Současná pravidla směrování v IP sítích negativně ovlivňují parametry síťové komunikace. Práce se bude zabývat studiem vlivů směrování na přenosové vlastnosti spojení mezi počítači. Cílem bude návrh možných řešení pro minimalizaci negativních vlivů směrování a jejich ověření pomocí simulací či měření v IP síti.
Práce bude věnována výzkum v oblasti integrace softswitchů do konvergovaných sítí nové generace. Jedním z cílů bude vazba na TDM sítě se signalizačním systémem číslo 7 prostřednictvím IP sítě. Cílem práce bude návrh, implementace a testování protokolárního řešení. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto signalizačních systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
Současné datové sítě se se zvyšujícími nároky na univerzalitu, výkonnost, efektivitu, spolehlivost i bezpečnost stávají stále komplexnějšími a tedy složitými jak pro samotný návrh, tak i správu. Tématem práce je průzkum současných směrů vývoje v oboru, návrh a ověření nových možností řešení datových sítí pro současné i blízké budoucí komunikační potřeby lidstva.
Využití současných sub-mikronových technologií kromě klasického návrhu integrovaných obvodů dovoluje také návrh obvodů necelých, tzv. fraktálních řádů, na které v současné době začíná být soustředěna značná pozornost a občas bývají i označovány jako obvody 21. století. Obecně lze pasivní prvky vykazující fraktální řád aproximovat RC příčkovými články, což však není zcela efektivní řešení. Dalším možným způsobem realizace fraktálních obvodů je využití struktur s rozprostřenými parametry (RC-EDP). Cílem disertační práce je využít prvky RC-RDP k syntéze funkčních bloků, které oproti klasickým řešením budou vykazovat lepší či zcela nové charakteristiky, které doposud nebyly popsány.
Téma je zaměřeno na problematiku širokopásmových systémů přenosu dat po metalicých vedeních založených na technologiích využívajících vícetónových modulací (DMT, OFDM, ...). Do této skupiny patří například systémy komunikující po sdělovacích (xDSL) a energetických (PLC) vedeních.
Komunikační technologie poskytující tísňová volání musí umožnit určit polohu volajícího v případech, kdy volající není schopen nebo nemůže předat informace o své poloze. Současným problémem hlasových přenosů založených na IP protokolu je, že neumožňují provést lokaci volajícího s dostatečnou přesností. Student se bude zabývat analýzou možných přístupů pro určení polohy uživatelů ve VoIP. Na základě získaných znalostí bude proveden návrh možných vylepšení.
Práce je zaměřena na analýzu, modelování systémů a vedení pro úzkopásmové datové přenosy po silnoproudých vedeních. Tyto přenosy jsou využitelné především pro telemetrické a řídicí systémy v energetice, Smart Home, Smart Grid sítě a dálkové odečty dat. Hlavní cíl práce je návrh nové metody pro určení topologie silnoproudé sítě se získáním aktuální přenosové funkce. Sekundárním cílem je návrh metod pro určení šumových poměrů na vedení a jejich eliminace.
Disertační práce bude zaměřena na rozvoj metod segmentace obrazových dat získaných magneticko-rezonančním zobrazování biologických tkání. Návrh metod bude orientován na rozlišení tkání a jejich změn s využitím více obrazových kontrastů. Problematika zahrnuje měření obrazových dat případně využití obrazových databází, zpracování statistickými metodami a vytváření matematických modelů analýzy dat. Předpokladem je zájem a schopnost provádět analýzy, orientace v programování a sledování vývojových trendů v řešené problematice.
Virtuální síť (overlay network) je sestavená pomocí stanic z několika dílčích sítí. Příkladem virtuálních sítí jsou peer-to-peer sítě a distribuované systémy. Práce studenta bude zahrnovat analýzu současných způsobů organizace stanic do virtuálních sítí v síti Internet. Na základě získaných znalostí bude proveden návrh možných vylepšení činnosti virtuálních sítí s ohledem na jejich typické aplikace.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových diferenčních i nediferenčních analogových struktur s minimálním počtem tranzistorů. Cílem práce je návrh řešení (např. kmitočtových filtrů, oscilátorů, atd.) s vysokými pracovními kmitočty v pásmu nad 100 MHz. Funkčnost navržených zapojení bude ověřována modelováním a případně i experimentálním měřením.
Neurologická onemocnění se u pacientů projevují různým způsobem. Řečová promluva nemocných pacientů se podstatně liší od promluvy zdravého člověka. Charakteristická funkce ve statistice je jednou z možností jak popsat statistické vlastnosti řečového projevu pacienta a na základě vhodně volených vlastností provést predikci míry onemocnění a případnou prevenci jeho výskytu. Cílem disertační práce je vybrat optimální statistické vlastnosti řečového signálu pomocí aplikace charakteristické funkce a provést automatické klasifikaci patologické řeči a řečových dysfunkcí.
Školitel: Smékal Zdeněk, prof. Ing., CSc.
Některé apriori známé vlastnosti signálu je možné využít k tomu, aby se zrychlilo měření při snímání obrazů magnetické rezonance. Studium by se zaměřovalo na využití těchto vlastností a z nich plynoucích technických postupů.
Disertační práce je zaměřena na výzkum a optimalizaci struktur analogových obvodů (kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických induktorů, atd.) pouze na tranzistorové úrovni. Cílem je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až desítek MHz. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a případně ověřena experimentálním měřením.
Práce je zaměřena na výzkum možností využití rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) v elektronických obvodech zejména s moderními aktivními prvky (konvejory, proudové zesilovače atd.). Součástí bude zejména návrh tzv. fraktálních obvodů, které mají neceločíselný řád přenosové či imitanční funkce a které lze s RC-PRP realizovat. Očekává se nalezení nových kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických imitančních prvků a dalších obvodů s RC-PRP. Snahou bude zlepšení vlastností oproti existujícím obvodům (zmenšení rozměrů, zvýšení rychlosti odezvy, snížení spotřeby atd.) a také získání charakteristik, které nemohou být realizovány pomocí klasických prvků nebo pouze za cenu použití složitých struktur.
Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.
Tato aktuální tématika je postavena na předpokladu, že pozorovaný signál je řídký v nějaké bázi (tj. má pouze málo nenulových koeficientů relativně vůči délce signálu). Tento předpoklad je obvykle splněn v případě reálných obrazů, ale třeba i lokálně u audiosignálu, a proto tyto moderní metody (compressed sensing, inpainting removal, denoising, deblurring a další) mají velké uplatnění právě v této oblasti.
Aktivní síťové prvky dnes používají pro správu front a řízení přepínání řadu výkonných algoritmů. Úkolem je implementovat vybrané algoritmy správy front do vývojového systému vybaveného FPGA kartou, proměřit jejich výkonnost a vyvinout vlastní algoritmus řešící na vývojovém systému správu front při respektování standardního značkování používaného při řešení QoS. K řešení bude třeba znalost jazyků C a VHDL, Matlab, popř. Verilog.
Zranitelnost standardu IEEE 802.11, metody útoků na zabezpečení a metody pro jeho zefektivnění. Problematika zabezpečení bezdrátových sítí předpokládá standardy IEEE 802.11. Podrobné seznámení s těmito standardy, popsání jednotlivých druhů zabezpečení bezdrátových sítí včetně jejich vlastností a následná teoretická analýza. Realizace útoků různými metodami na moderní zabezpečovací algoritmy, důraz bude kladen na identifikaci slabých míst protokolů 802.11. Na základě zjištění bude navrženo a otestováno zabezpečení efektivnější. Pozornost bude věnována zabezpečení kvality služeb QoS v sítích standardu 802.11. Sítě budou podrobeny zkoumání pomocí vhodných programů a simulátorů (Opnet Modeler, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.