Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PK-ESTAk. rok: 2016/2017
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
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. Aleš Prokeš, Ph.D.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Druhá generace standardu pro terestrické digitální televizní vysílání umožňuje využít k vysílání a příjmu i techniky prostorové diverzity. Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize druhé generace (standardy DVB-T2/T2-Lite) využívající prostorovou diverzitní techniku MISO a v budoucnu MIMO. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace modelů pomocí experimentálního měření v laboratoři, případně i na reálných signálech. Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu. V tématu lze i zohlednit případnou koexistenci mobilními službami (LTE/LTE-A) ve sdílených frekvenčních pásmech.
Školitel: Polák Ladislav, doc. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů mobilní digitální televize se zaměřením na nový standard DVB-T2 Lite (Digital Video Broadcasting – 2nd Generation Terrestrial) a NGH (Next Generation Handheld). Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu a modulace s nastavitelnými parametry jednotlivých bloků a verifikace modelu pomocí experimentálního měření. 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 a dostupnost mobilních služeb digitální televize.
Školitel: Kratochvíl Tomáš, prof. Ing., Ph.D.
Cílem projektu je rozpracovat způsoby popisu nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad a nalézt efektivní metody jejich řešení. V teoretické části budou kriticky hodnoceny stávající a hledány výpočetně efektivnější postupy, včetně aplikace vícerozměrné Laplaceovy transformace a souvisejících numerických metod. Pozornost bude zaměřena na využitelnost metod pro analýzu soustav s rozprostřenými parametry s nelinearitami. V experimentální části se předpokládá využití závislostí mezi jádry Volterrovy řady a X-parametry měřenými nelineárním vektorovým obvodovým analyzátorem. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.
Školitel: Brančík Lubomír, prof. Ing., CSc.
Disertační práce se zaměřuje na vývoj metodiky v časové oblasti pro charakterizaci pulsních (širokopásmových) anténních polí. Důraz je kladen na zkreslení vyzařovaných EM signatur a jeho popis pomocí vhodně definovaných činitelů věrnosti (fidelity factors) anténních systémů s uvážením schopnosti tvarování a směrování svazku takových systémů. Práce bude zahrnovat (1) analytické a numerické analýzy generických anténních elementů; (2) obecný popis pulsních EM vyzařovacích charakteristik anténního pole v závislosti na parametrech konfigurace (např. umístění anténních elementů) a buzení (např. tvar pulsu budících elektrických proudů); (3) analytickou studii vzájemné EM vazby anténních elementů v časové oblasti; (4) ilustrativní parametrické studie vybraných anténních polí, které validují navržené koncepty.
Školitel: Štumpf Martin, doc. Ing., Ph.D.
Cílem projektu je rozpracovat metodiku analýzy stochastických změn parametrů propojovacích struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR). Předmětem práce bude jednak aplikace obyčejných SDR, vhodných pro popis modelů se soustředěnými parametry, jednak studium využitelnosti parciálních SDR, vhodných pro spojité modely založené na telegrafních rovnicích. Očekává se zobecnění některých navržených postupů pro analýzu hybridních elektronických soustav na základě stochastických algebro-diferenciálních rovnic (SADR). Efektivnost navržených metod bude vyhodnocena srovnáním se standardními statistickými přístupy jako je metoda Monte Carlo. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.
Práce se zabývá syntézou/aproximací obvodových bloků (integrátor, derivátor, atd.) neceločíselného řádu obvodu za pomoci řetězců dílčích fázovacích a bilineárních přenosových sekcí celočíselného řádu, kde je možno elektronicky a nezávisle na sobě nastavovat polohu nuly a pólu přenosové funkce. Tato aproximace (platná v určitém kmitočtovém rozsahu) umožňuje do jisté míry docílit neceločíselného exponentu Laplaceova operátoru s a tím dovoluje konstrukci např. tzv. polovičního integrátoru (1/s^0.5). Práce je zaměřena více do teorie obvodů, ale dílčí výsledky budou ověřovány experimentálně a hledány vhodné praktické aplikace a aplikace v inteligentních komponentách fyzické vrstvy komunikačních systémů.
Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu a modelování osobních asistivních technologií pro podporu osob se smyslovým nebo pohybovým hendikepem. Práce je zaměřena na návrh bezdrátových sítí obrazových a zvukových senzorů a jejich konektivitu do sítí Internetu věcí a služeb. Řešena bude optimalizace systémů s ohledem na extrakci relevantních příznaků ze snímaných dat, objem přenášených informací v bezdrátové síti, energetickou a výpočetní náročnost jednotlivých komponent systému a současnou spolehlivost v rámci koexistence se současnými a zejména budoucími bezdrátovými systémy. Cílem práce je experimentální ověření konceptu bezdrátové sítě na vybraných scénářích použití osobního asistivního systému.
Projekt je zaměřen na detekci alkoholu u mluvčích na základě analýzy telefonního řečového signálu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování okamžité konzumace alkoholu v míře, která ještě není v hlasu slyšitelná, ale již ovlivňuje jednání mluvčích. Vývoj algoritmů bude zaměřen na robustní metody DSP použitelné jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích.
Školitel: Sigmund Milan, prof. Ing., CSc.
Projekt je zaměřen na studium synchronizovaných distribuovaných SDR přijímačů a jejich aplikaci pro družicovou komunikaci. Systém by měl umožnit příjem více signálů najednou a následné zpracování dat. Cílem je zvýšit úspěšnost nezarušeného příjmu, využít zisk přijímacího systému a redundanci přijímacích stanic. Systém je určen pro příjem dat z experimentálních družic v UHF pásmu.
Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.
Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů základního a mezifrekvenční pásma. Úkolem je zjistit, jaké vlastnosti a aplikační možnosti nabízí obvody vyšších řádů než 3 či obvody popsané diferenciálními rovnicemi neceločíselných řádů. Pozornost bude soustředěna zejména na kmitočtovou laditelnost, fázové a modulové relace mezi generovanými amplitudami a vhodnou stabilizaci amplitudy. Součástí práce je detailní popis generace signálů pomocí lineárních a nelineárních matematických operací, které jsou umožněny použitím analogových obvodových prvků s konstantním fázovým posuvem mezi budicí veličinou a odezvou.
Projekt je zaměřen na pasivní i aktivní obvody, které umožňují jakoukoliv změnu přenosu, v rámci napájecí sítě, jako např. fázovací články, laditelné filtrační obvody apod. Navržená struktura je nejprve modelována a následně ověřena realizací cílenou na perspektivní pásma centimetrových a milimetrových vln. Aplikace obvodů je mířena do inteligentních anténních systémů, které umožní rekonfigurovatelnost parametrů během činnosti.
Bezdrátové mobilní sítě páté generace (5G) jsou dalším krokem ve vývoji pokročilých technologií bezdrátových komunikačních systémů, ve kterých mohou bezdrátová zařízení zpracovávat radiofrekvenční signály i několika bezdrátových služeb ve sdílených frekvenčních pásmech. Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů mezi budoucích mobilních sítí 5G (např. LTE/LTE-A) a bezdrátovými službami (např. IEEE 802.11g/n/ac) ve sdílených ISM frekvenčních pásmech (2.4 GHz a 5 GHz). Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je analýza uvedené koexistence služeb a koexistenčních scénářů a tvorba vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách.
Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů mezi bezdrátovými službami sítí 4G/5G (LTE/LTE-A, IEEE 802.11p, IEEE 802.22) a službami terestrické digitální televize (DVB-T/T2/T2-Lite, mobilní NGH) ve sdíleném UHF pásmu. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je analýza uvedené koexistence služeb a koexistenčních scénářů a tvorba vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu kritických koexistenčních scénářů mezi službami digitálních televize (např. DVB-T/T2, NGH) a bezdrátovými mobilními službami (např. GSM/UMTS/LTE/ZigBee/BT/WiGig). Tyto služby se při nevhodné volbě kmitočtů ve sdílených frekvenčních pásmech mohou vzájemně rušit a způsobovat kritické interference. Předpokládá se definice kolizních scénářů a tvorba doporučení pro volbu vhodných frekvenčních kanálů. Cílem práce je analýza koexistence služeb, tvorba simulačních modelů a jejich verifikace pomocí měření na reálných signálech digitální televize a mobilních bezdrátových služeb.
Téma doktorské práce je zaměřeno na využití optických bezkabelových spojů v plně fotonickém provedení, které jsou určeny pro vysokorychlostní datovou komunikaci nebo přenos ultrastabilních signálů bez nutnosti elektro-optického převodu. Atmosféra vnáší do přenosového kanálu náhodný útlum a zpoždění, které je nutné vhodným způsobem kompenzovat. Součástí projektu je teoretické i experimentální studium atmosférického optického kanálu, modelování jeho vlastností a návrh a ověření kompenzačních technik. U případného zájemce se předpokládá zájem o experimentální činnost a praktickou realizaci přenosových systémů, např. na bázi FPGA.
Školitel: Kolka Zdeněk, prof. Dr. Ing.
Téma práce je zaměřeno na výzkum metod a hardwarových prostředků pro přesné určování polohy senzorů v sítích. Cílem výzkumu je analýza stávajících metod a jejich optimalizace s aplikací v milimetrových pásmech (MMID), případně sub-milimetrových pásmech s UWB měřicími signály. Součástí tématu je efektivní spolupráce multi-senzorických systémů (protokoly, Kalmanova filtrace polohy). Cílovými aplikacemi tohoto výzkumu jsou systémy pro přesné polohování (robotických) strojů, určování polohy osob v budovách nebo řidiče v automobilu, či přesná polohová identifikace tagů (aktivních i pasivních).
Školitel: Šebesta Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu vlastností moderních a budoucích bezdrátových komunikačních systémů a jejich koexistenci ve sdíleném přenosovém kanálu. Při analýze se může jednat o systémy digitálních televizních služeb (např. DVB-T/T2, NGH), standardy mobilních komunikací (např. GSM/UMTS/LTE), bezdrátové komunikační služby (např. ZigBee, BT, WLAN, WPAN) a další. Předpokládá se definice statistického modelu reálného přenosového kanálu s proměnnými parametry a dále jeho verifikace při simulované koexistenci různých bezdrátových služeb. Cílem práce je nejen samotný model přenosového kanálu, ale i stanovení schémat vhodného protichybového zabezpečení, optimalizovaného pro vytvořený a ověřený model sdíleného kanálu.
Současné společenské trendy vedou k neustále rostoucí poptávce po vysokorychlostních mobilních komunikacích. Neustále se zvyšující počet komunikačních zařízení na danou plochu a zvyšování kvality služeb vyžaduje přidělování stále širšího kmitočtového spektra. Kmitočtový rozsah milimetrových vln (MMW) mezi 30 a 300 GHz přitahuje stále větší pozornost jako možný kandidát pro příští generace širokopásmových mobilních sítí. Specifická omezení šíření MMW signálu, mimořádně velká šířka pásma a časově proměnné prostředí způsobené mobilními uživateli připojenými k páteřní síti pohybujícími se v členitých městských prostředích vytvářejí zcela nové požadavky pro vývoj širokopásmových komunikačních systémů využívajících pokročilé technologie pro eliminaci nežádoucích časově proměnných vlastností kanálu. Cílem projektu je měření a modelování širokopásmového nestacionárního MMW kanálu v časové a prostorové doméně (tj. modelování přenosového prostředí mezi mobilními uživateli a páteřní sítí) s cílem posoudit možnost využití pokročilých technik, jako je tvarování svazku nebo prostorové multiplexování pro tzv. „massive MIMO“ systémy.
Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.
Současné trendy využití perspektivních technologií z oblasti elektroniky v automobilovém průmyslu zahrnují mimo jiné aplikace bezdrátových senzorových sítí, lokalizačních technik na krátkou vzdálenost nebo datových přenosů v rámci vozidla, mezi vozidly nebo mezi vozidlem a okolní infrastrukturou (technologie Car2X). Úspěšnost zavedení těchto technik závisí mimo jiné na dokonalé znalosti přenosového prostředí a volbě vhodné bezdrátové technologie. K nejperspektivnějším z nich patří technologie UWB (Ultra Wide-Band) v pásmech 3 - 11 GHz a 57 - 64 GHz nebo technologie IR (Infra Red). Cílem projektu je výzkum vlastností přenosových kanálů, vytvoření jejich modelů pro aplikace zaměřené na určování polohy a datové přenosy ve venkovních prostředích a vnitřních prostorách vozidel a návrh optimální koncepce komunikačních a lokalizačních systémů zaručujících spolehlivou činnost.
Jedním z kandidátů pro budoucí komunikační systémy jsou signály založené na bankách filtrů. Jako perspektivní se jeví zejména FBMC. Vzhledem k nedostatku volného spektra v oblasti mikrovln se předpokládá, že 5G systémy budou využívat přenos v pásmech milimetrových vln, s šířkou pásma nejméně 2GHz. Cílem této disertační práce je tak navrhnout optimálné modulační schema založené na bankách filtrů, vhodné pro přenos v pásmu milimetrových vln, s možností rozšíření na MIMO scénáře a dále zhodnotit jeho citlivost na parametry reálných komponent rádiového front-endu.
Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.
Přestože koncepty a technologie pro budoucí mobilní sítě páté generace (5G) zatím nejsou pevně definovány, dá se předpokládat, že spíše než radikální změnu v architektuře sítě a jejím rádiovém rozhraní můžeme očekávat rozšíření možností rádiových rozhraní a jejich energetické zefektivnění, podporu nových scénářů využití a zejména kooperaci různých bezdrátových systémů při zajištění co nejlepší konektivity v dané lokalitě. V takovém heterogenním prostředí potom může docházet k poměrně značnému kolísání technických parametrů datového spojení. Cílem projektu je prozkoumat možnosti přenosu multimédií v takovém prostředí a najít a optimalizovat ty komponenty, které mají největší vliv na kvalitu služby.
Školitel: Slanina Martin, doc. Ing., Ph.D.
Projekt je zaměřen na problematiku měření vzdáleností podle časového zpoždění signálu přeneseného aktivním transpondérem měřeného objektu. Problematika zahrnuje výběr modulací, kódových posloupností a vhodných technik zpracování měření. V návaznosti na současné měření z více stanic pak je potřeba vyřešit synchronizaci jejich měření tak, aby bylo možné polohu určovat ve 3D prostoru. Práce zahrnuje simulaci problematiky v matlabu a praktická měření přes aktuálně dostupné transpondéry družic.
Projekt je zaměřen na výzkum nových nízkoprofilových konceptů antén pro pásmo milimetrových vln. Pozornost by měla být zaměřena na rozvoj nových technologií a využití nových materiálů pro návrh antén. Další pozornost by měla být soustředěna i na obvody, které na anténu bezprostředně navazují. Navržené koncepty antén by měly nalézt uplatnění v oblasti směrových spojů pro vybraná kmitočtová pásma.
Školitel: Láčík Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na studium nových principů elektronického řízení v rámci interní architektury aktivního obvodového prvku. Jedná se zejména o rozšíření možností stávajících prvků, jako jsou proudové konvejory, transkonduktory, proudové a napěťové zesilovače, apod. Tyto prvky většinou disponují pouze jedním externě nastavitelným parametrem. Cílem studenta by bylo najít dosud nepublikované možnosti řízení vhodných parametrů v rámci jednoho či jednodušší kombinace několika základních prvků. Tento prvek bude nejprve modelován na nejjednodušší úrovni ideálních řízených zdrojů, poté vznikne jeho behaviorální reprezentace (emulátor) na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. Dále budou zkoumány možnosti využití navržených prvků ve vhodných aplikacích a inteligentních obvodových strukturách.
Projekt je zaměřen na studium aktuální situace v oblasti experimentálních satelitů, jejich signálů, modulací a dalších vlastností důležitých pro pasivní lokalizaci. Následné měření pomocí více SDR přijímačů umožní získat experimentální data pro implementaci metody lokalizace a hledání optimálních řešení pro získání vysoké přesnosti, rozlišení a dalších parametrů systému.
Cílem projektu je prozkoumat možnosti detekce a lokalizace zkratů a mikro zkratů ve vinutích motorů malých výkonů. Při těchto mikro zkratech dochází k rušení okolních zařízení pomocí rušivých signálů šířících se po vedení a volným prostorem. V konceptu detekce a lokalizace těchto poruch je vhodné zvážit následující metody: anténní měření pomocí vhodného typu antény; detekce poruch magnetické energie motoru; monitorování průtoku proudu motorem v širokém kmitočtovém rozsahu. Dále se zaměřte na klasifikaci projevu mikro zkratu v generovaném rušivém signálu (šířeném volným prostorem nebo pomocí připojené kabeláže) z pohledu rozložení spektrální energie rušivého signálu. Pro tento typ detekce realizujte vhodnou proudovou a anténní sondu připojitelnou k běžnému osciloskopu. Dále navrhněte jednoduchou metodiku pro měření a vyhodnocení zkratů a mikro zkratů v obvodech malých motorů. Metodika po hodnocení musí být velmi jednoduchá a musí poskytovat jednoznačný výsledek. V oblasti lokalizace místa zkratu vypracujte metodiku pro jeho lokalizace alespoň na úrovni rozlišení jednotlivých sekcí vinutí v motoru. Součástí projektu by mělo být i vytvoření jednoduchého měřicího zařízení pro detekci mikro zkratu.
Školitel: Dřínovský Jiří, Ing., Ph.D.
Projekt je zaměřen na výzkum rekonfigurovatelných antén pro budoucí generace mobilních sítí, které jsou schopny přizpůsobit se aktuálním požadavkům sítě a podmínkám prostředí. Hlavní pozornost by měla být soustředěna na výzkum původních zářičů a možnosti řízení jejich vlastností. Na základě těchto zářičů by měly být vytvořeny nové anténní koncepty, u kterých je možné řídit vyzařovací diagram, měnit polarizaci a pracovní pásmo.
Téma doktorské práce je orientováno na oblast zpracování obrazových dat, především na sémantickou analýzu, „pochopení obrazu“, analýzu obrazové scény, vyhledávání v obraze, apod. Sémantická analýza obrazu je prostředek hledání a pochopení významu obsahu obrazové scény. Tyto prostředky lze především využít pro efektivnější práci s daty, archivaci, hledání, prohlížení. Možnou aplikací sémantické analýzy může být také tzv. Intelligent transportation system (ITS), který je založen na několika propojených technologiích, jako jsou komunikační sítě, přenos a zpracováni video signálu, počítačové vidění, apod. Podstatou doktorské práce bude rozbor stávajících možností sémantické analýzy, jejich pochopení a hledání efektivnějších prostředků analýzy obrazu a videa.
Školitel: Frýza Tomáš, doc. Ing., Ph.D.
Jedním ze způsobů snižování ceny a spotřeby automobilů, letadel a dalších dopravních prostředků je náhrada drahé a poměrně těžké kabeláže propojující desítky až stovky senzorů a akčních členů s řídící jednotkou vozidla bezdrátovou sítí. Mnohacestné šíření signálů v silně zarušeném prostředí a koordinace vzájemné komunikace vyžaduje použití speciálních technik a algoritmů zpracování signálů. Cílem projektu je návrh a optimalizace senzorové „multi-hop“ sítě. Budou zkoumány vhodné modulace, metody ekvalizace, korekce chyb, apod. na fyzické vrstvě a vhodné přístupové techniky, metody alokace systémových prostředků a koordinace přenosu dat na vyšších vrstvách.
Práce spočívá ve studiu využití speciálních aktivních prvků a bloků pro návrh digitálních modulátorů a demodulátorů realizujících například kmitočtové skákání, klíčování fáze, pulsně šířkovou modulaci, atd. pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů v základním a mezifrekvenčním pásmu. Pro návrh finálních aplikací bude zapotřebí realizovat vlastní obvodová řešení elektronicky řiditelných oscilátorů a generátorů signálů specifických výstupních průběhů. Jedním z cílů bude stanovit předpokládané parametry aktivních prvků při využití v těchto aplikacích. Teoretické předpoklady budou ověřovány simulacemi a experimenty s komerčně dostupnými součástkami (behaviorální emulátor), případně bude možnost simulace či realizace systémů ve vhodné CMOS technologii (AMIS 0.35 um, TSMC 0.18 um).
Práce je zaměřená na studium atmosférické turbulence, která je významným faktorem ovlivňujícím vlastnosti optického záření v celém jeho spektru. Práce sestává s detailní analýzy turbulentního prostředí, studia horizontálních a vertikálních modelů atmosféry a návrhu vlastní metodiky kvantifikace míry turbulence s ohledem na potřeby optické bezkabelové komunikace. Hlavním cílem práce je stanovení maximální dosažitelné přenosové rychlosti v optickém bezkabelovém spoji. Zkoumat se bude závislost přenosové rychlosti na míře atmosférické turbulence a vlnové délce optické nosné pro různé typy optických svazků s ohledem na použité modulační a kódovací techniky. Součástí práce je analýza chybovosti optického spoje při provozu v turbulentním prostředí. Projekt má z velké části experimentální charakter.
Školitel: Hudcová Lucie, doc. Ing., Ph.D.
Cílem projektu je studium problematiky a 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 prostředí, časová stabilita a další vlastnosti.
Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro velmi přesná měření vzdálenosti a polohy objektů při využití rádiových (komunikačních) prostředků pro centimetrové a milimetrové vlny. Cílem práce je rozbor řešení efektivních metod a řešení systémů umožňujících pomocí vhodných deterministických signálů nebo signálů generovaných komunikačními zařízeními stanovit polohu objektu (přijímače, případně vysílače) s přesností jednotek až desítek cm. Dosažení požadovaných přesností vyžaduje aplikaci UWB signálů a modelování přenosového kanálu pro testovací signály. Cílovými aplikacemi tohoto výzkumu je i přesné určování vzájemné polohy automobilů s využitím C2C komunikace.
Předmětem vědeckého projektu je výzkum nových metod a technologií pro optické bezkabelové spoje (OBS) založených na implementaci prvků vláknové optiky do systému komunikačního terminálu. Cílem projektu je analýza možností aplikace OBS v dopravní telematice, analýza atmosférických jevů a zvýšení spolehlivosti spojů pracujících v nestacionárním a nehomogenním atmosférickém přenosovém prostředí. V rámci projektu bude zkoumána optimální délka nosné vlny s ohledem na vlastnosti atmosféry a bezpečnost práce s laserem.
Školitel: Wilfert Otakar, prof. Ing., CSc.
Předmětem projektu je výzkum nových přenosových technik aplikovatelných u pozemních spojů typu FSO. Cílem výzkumu je potlačení vlivu atmosféry na přenos, optimalizovat přenosovou technologii a zvýšit její spolehlivost a dostupnost. Výzkum bude zahrnovat implementaci výpočetně náročných algoritmů za pomoci obvodů FPGA a grafických koprocesorů. Předpokládá se využití open-source grafického frameworku (OpenCL, Vulkan), který umožňuje přístup ke grafickému hardwaru, za účelem zpracování signálu.
V současných komunikačních systémech (např. digitální televize) je protichybové zabezpečení přenášených dat často řešeno nezávisle na zdrojovém kódování: k zdrojově zakódovanému digitálnímu signálu se přidají paritní data, která mají v závislosti na zvoleném kódovém poměru fixní opravnou schopnost. Pro digitální obrazové signály takové schéma poskytuje neměnnou obrazovou kvalitu až do okamžiku překročení opravné kapacity kódu, kdy obrazová kvalita strmě klesá. Cílem projektu je prozkoumat použitelnost metod nestejného protichybového zabezpečení (Unequal Error Protection - UEP) a sdruženého zdrojového a kanálového kódování (Joint Source - Channel Coding – JSCC) v oblasti nových broadcastových služeb (např. DVB-NGH) a navrhnout optimální nastavení těchto kódovacích schémat pro reálné přenosové podmínky. Navrhované techniky by měly umožnit pozvolnou degradaci obrazové kvality při zhoršujících se podmínkách příjmu a tím zvýšit univerzalitu systému.
Cílem projektu je zlepšení 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 povolenou 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 pomocí aplikace symbolické analýzy. V rámci projektu se předpokládá praktická realizace software pro ověření navržených postupů. Případný kandidát by měl mít zájem o analogové obvody a metody počítačové simulace.
Téma doktorské práce je orientováno na oblast využití asymetrického multiprocesoru (Asymmetric multiprocessing, AMP) pro speciální úlohy/části operačních systémů pro jádra odlišných platforem. V současnosti jsou dostupné AMP procesory, jejichž jádra jsou záměrně navržena pro specifické skupiny úloh (nízká latence přerušení či periferních modulů, bezpečnostní mechanismy, atd.). Otázkou je, jak by bylo možné využít stávající hardwarové možnosti v oblasti operačních systémů. Myšlenka spočívá v rozložení jedné instance operačního systému nad více jádry procesoru. Cílem projektu bude vybrat/navrhnout sadu vhodných algoritmů a datových struktur, které umožní efektivní kooperaci úloh v prostředí AMP, dále analyzovat které úlohy bude možné vykonat na daném jádře a verifikovat metody na vybraném opensource systému.
Projekt je zaměřen na využití konceptu vlnovodu integrovaného do substrátu pro návrh sítě pro napájení terahertzové anténní řady a tvarování její směrové charakteristiky. Pozornost bude věnována rekonfigurovatelnosti sítě. Terahertzové signály budou syntetizovány násobením konvenčních mikrovlnných frekvencí. Téma je součástí společného výzkumu s firmou RAMET. Nové koncepty anténních polí budou tedy aplikovány v systémech monitorování a řízení provozu. Doktorand může získat finanční podporu mezinárodní vzdělávací sítě "Convergence of Electronics and Photonics Technologies for Enabling Terahertz Applications".
Školitel: Raida Zbyněk, prof. Dr. Ing.
Dopravní telematika integruje informační a telekomunikační technologie s dopravním inženýrstvím za podpory ostatních souvisejících oborů tak, aby se pro stávající infrastrukturu zvýšily přepravní výkony a efektivita dopravy a zvýšily se bezpečnost a komfort přepravy. Výzkum bude zahrnovat modelování funkce inteligentních dopravních systémů a výběr jeho částí, které lze provozovat na principu optického bezkabelového spoje. Bude potřebné navrhnout optický systém pro monitoring meteorologického stavu atmosférického prostředí, které má vliv na dopravu. Součástí projektu je rovněž návrh optických subsystémů aplikovatelných v dopravní telematice a řešení způsobu komunikace mezi jednotlivými částmi celého systému.
Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro přesnou navigaci pro osoby s využitím fůze navigačních dat z několika nezávislých zdrojů: GNSS přijímače, inerciální systém (elektronický kompas, akcelometr, gyroskop atd.). Cílem výzkumu je hledání účinných fůzních algoritmů (rozšířený Kalmanův filtr, neuronové sítě) s využitím charakteristik senzorů pro získání velmi přesné polohy člověka v prostoru i v případě výpadku dat (např. výpadek GNSS signálu uvnitř budov). Aplikačním využitím výzkumu jsou systémy přesné osobní navigace pro záchranáře, pracovníky v kritických provozech, navigace v budouvách atd.
Téma spočívá v syntéze a návrhu běžných i inteligentních filtračních obvodů a dvojbranů obecně s možností externí (nebo i autonomní) elektronické změny typu kmitočtové odezvy i dílčích parametrů filtru manuálně či v závislosti na charakteru signálu a jeho spektrálním obsahu. Důraz bude kladen na SISO struktury, kde není nutné přepojování vstupu nebo výstupu obvodu tak, jako bývá běžné u klasických multifunkčních filtrů. Tato vlastnost může být výhodná ve specifických aplikacích, kdy je mechanické přepínání vstupů a/nebo výstupů nežádoucí. Předpokládáno je využití stávajících aktivních prvků či je možné vyvinout prvky nové a vlastní.
Tématem práce je syntéza a návrh imitancí (admitance/impedance) vyšších řádů (např. Y = k.s^2, k.s^3, apod.) a jejich aplikace v různých pokročilých řiditelných elektronických obvodech. Kromě admitancí celočíselného řádu je předmětem i studie možností návrhu a aplikací s prvky neceločíselného řádu, což je v dnešní době velice aktuální a může být uplatněno v návrhu inteligentních komponent moderních komunikačních systémů. Validace navržených metod a struktur bude probíhat simulacemi v Matlabu, PSpice, případně existuje možnost vývoje vlastních obvodových struktur v prostředí Cadence IC6 (CMOS technologie AMIS 0.35 um, TSMC 0.18 um).
V poslední době výrazně narůstá důležitost tzv. komunikace strojů (Machine Type Communication) či komunikace mezi stroji (Machine to Machine Communication) v prostředí mobilních komunikačních sítí. Tento typ provozu je typický zejména požadavkem na vysokou kapacitu sítě, tj. možnost obsloužení velkého množství terminálů současně. Podstatou tohoto projektu je návrh vhodných postupů po zvýšení kapacity sítě, např. změna techniky mnohonásobného přístupu, plánování paketů apod. Předpokládá se ověření navržených technik v existujících softwarových simulátorech.
Anizotropní materiály vykazují v různých směrech různé elektrické a magnetické vlastnosti. Mezi anizotropní materiály patří kompozity, které se stále častěji využívají při konstrukci osobních automobilů a letadel. Cílem projektu je vytvořit numerické modely anizotropních struktur (kompozitní materiály, meta-materiály), které budou vhodné k ověření výsledků experimentální charakterizace anizotropních materiálů. Pro vytvoření numerických modelů využijeme jak komerčních elektromagnetických řešičů tak vlastního kódu na bázi metody konečných prvků. Popisovaný výzkum je součástí připravovaného česko-rakouského projektu, který bude řešen ve spolupráci s Technickou univerzitou ve Vídni.
Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti jedno-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením, analyzovat nejhorší možné případy (nejmenší vložný útlum) při použití těchto druhů filtrů a analyzovat různé měřicí systémy (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vložného útlumu. Dosažené výsledky by měly být podpořeny řadou širokopásmových měření vlastností zkoumaných filtrů. Součástí projektu by mělo být i vytvoření vhodných matematických modelů, které budou respektovat parazitní vlastnosti odrušovacích filtrů.
Práce je zaměřena na hledání nových obvodových principů a optimalizaci stávajících řešení napěťových referencí vhodných pro použití v automobilovém průmyslu. Specifikem obvodů používaných v automobilovém průmyslu je požadovaný široký teplotní rozsah (-50oC až +200oC) a nízká citlivost na rušivé signály pronikající mimo jiné z napájení a ze substrátu integrovaného obvodu. Požadovaný teplotní rozsah vyžaduje hledání optimálních teplotních kompenzací vyšších řádů. Součástí práce je realizace navržené nové napěťové reference ve formě testovacího integrovaném obvodu a důkladné změření parametrů a odolnosti proti vlivům elektromagnetického rušení a srovnání teoretických závěrů s naměřenými hodnotami.
Cílem projektu je prozkoumat možnosti měření elektromagnetických polí na povrchu zvířecí lebky a navrhnout řešič inverzní úlohy, která povede na určení ekvivalentních proudů uvnitř lebky. Aby bylo možné ověřit správnost řešení inverzí úlohy, musí být navržen fantom zvíření hlavy, který umožní definovaně měnit proudy uvnitř mozku a měřit jeho projevy na povrchu lebky. Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu, který bude řešen ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví a Centrem polymerních systémů.
Projekt je zaměřen na integrování vysokofrekvenčních elektronických komponentů do textilních materiálů (koncept Textile Integrated Waveguides). Cílem výzkumu je využití speciálních past pro sítotisk a speciálních inkoustů pro inkoustový tisk k vytváření sítě senzorů v textilních materiálech. Senzory budou vzájemně propojeny bezdrátově (síť po lidském těle) nebo vlnovody vyšitými vodivou nití do textilního substrátu. Téma je součástí společného výzkumu s firmou SINTEX. Nositelné senzorické systémy budou aplikovány v textilních materiálech pro zdravotnictví a sport. Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu, který bude řešen ve spolupráci s Centrem polymerních systémů ve Zlíně.