Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-TLIAk. rok: 2016/2017
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
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.
Téma je zaměřeno na definici a analýzu texturních příznaků ve snímcích sedimentárních zrn pořízených elektronovým mikroskopem. Hlavním cílem je objektivizace a automatizace určování exoskopických vlastností jednotlivých zrn za účelem jejich statistické klasifikace do tříd různých geomorfologických pochodů, které se podílely na formování analyzovaných zrn.
Školitel: Říha Kamil, doc. 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.
Agogika vyjadřuje zpomalování, zrychlování, zesilování a zeslabování uměleckého přednesu orchestrem nebo sólovým hudebníkem při interpretaci notového partu, který vytvořil hudební skladatel. Umělec nebo umělci při produkci díla vyjadřují osobitý přístup vzhledem k charakteru skladby a k prostředí, kde je produkce realizována. Cílem disertační práce je provedení analýzy skladeb z hlediska agogiky a porovnání interpretace stejného díla různými inteprety, ať jsou to hudebníci nebo dirigenti. Porovnání by mělo obsahovat nejen různé umělecké cítění intepreta, ale také vliv historického a sociálního prostředí, které ho ovlivňuje.
Školitel: Smékal Zdeněk, 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.
Anonymní sítě (darknets) jsou překryvné sítě dostupné pomocí nestandardních komunikačních protokolů a aplikací, jako je například Tor (The onion router), I2P (Invisible Internet Project) a Freenet. Jejich účelem je poskytnout anonymitu uživatelům a uloženým informacím. Náplní tématu bude analyzovat hrozby v anonymních sítích a zabývat se prevencí těchto útoků.
Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.
Metody pro rekurzivního odhad stavu jsou založené na modelech vývoje stavu a procesu měření. V praxi jsou tyto modely často neznámé, a navíc parametry modelů může být časově proměnné. Cílem disertační práce je prozkoumat používání metod pro řídké Bayesovské učení, jako je vektor relevančního stroje, pro odhad (učení) stavu vývoje a měření modelů na jednoduchém případu odhadu stavu. (Spolupracující partner: Prof. Franz Hlawatsch, TU Wien)
Školitel: Burget Radim, doc. Ing., Ph.D.
Sítě typu peer-to-peer jsou častým prostředkem pro přenos dat v Internetu mezi velkým počtem uživatelů. Tyto sítě se potýkají s několika problémy, kterými jsou především zajištění bezpečnosti na všech komunikujících stanicích a optimální síťové topologie. Příkladem peer-to-peer sítí jsou BitTorrent, Bitcoin a Skype.
Téma se zabývá bezpečností síťových operačních systémů s otevřeným zdrojovým kódem. Náplní práce bude analyzovat hrozby a útoky na tyto operační systémy. Student se bude zabývat návrhem metod pro prevenci těchto útoků.
Metoda časově-prostorové vizualizace zobrazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru dopřednou integrací energie impulsní odezvy v krátkých časových rámcích. Motivací tohoto přístupu je reprezentace zvukového pole poslechových prostorů ve formátu, který umožňuje rychlé srovnání mezi prostory a zdůrazňuje subjektivně důležité aspekty prostoru. Cílem této práce je nalézt nové objektivní metriky využívající časově-prostorovou analýzu a porovnat je se subjektivním hodnocením kvality poslechových prostorů.
Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.
V současné době je trendem nasazovat klasické operační systémy na dedikovaná zařízení, která mají omezené výpočetní prostředky a je zde požadována pouze omezená sada základních funkcí. Téma je zaměřeno na optimalizaci použití operačního systému Linux na těchto zařízeních, kterým je například Raspberry Pi.
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.
V tomto aktuálním tématu by byl uvažován scénář, kdy je k dispozici síť tzv. agentů (např. senzorů), kteří spolupracují, s cílem sledovat pohyblivý cíl. Sledování je zde míněno decentralizované, což znamená, že neexistuje centrální jednotka sběru a zpracování všech měření, naopak pouze agenti, kteří jsou v prostoru dostatečně blízko, jsou schopni vzájemně komunikovat. V popisovaném případě lze množství informací vyměňovaných mezi agenty značně redukovat, pokud, pokud statistické rozdělení dat je tzv. řídké (což v praxi platí). Cílem této práce je rozvíjet a uplatnit související metodu komprimovaného snímání k popsanému úkolu (Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni, prof. Franz Hlawatsch)
Školitel: Rajmic Pavel, prof. Mgr., Ph.D.
V tomto tématu se předpokládá existence sítě senzorů (agentů) sloužící ke sledování jednoho nebo více cílů pomocí aktivního způsobu lokalizace. Vysílané vlny se odrážejí a rozptylují na objektech, jako typicky na stěnách budov, což vede k vícecestnému (multipath) šíření stejného signálu. Cílem práce je vytvořit distribuovaný způsob sledování cíle, kdy odrazy signálu jsou brány do úvahy, přičemž jedna z možností je i využití apriorních poznatků z mapového podkladu. Tato práce by vycházela z již existující distribuované metody sledování objektů, vyvinuté na Technické univerzitě ve Vídni, se kterou by probíhala spolupráce (prof. Franz Hlawatsch).
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. Spolupráce s akademií věd ve Vídni, možnost cestování, potenciálně možnost mzdy od ledna 2017.
Práce se týká analogových elektronických obvodů fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Tyto obvody se vyznačují neceločíselnou mocninou komplexní proměnné v charakteristické rovnici. Cílem je nalezení nových kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických imitančních prvků, PID kontrolérů a dalších obvodů fraktálního řádu. Tyto obvody budou poskytovat obecnější charakteristiky oproti obvodům celočíselného řádu. Součástí je studium matematického popisu, modelování, realizace a praktického využití těchto obvodů.
Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.
Tématem doktorské práce je výzkum metod pro generování řídkých a úzkých optických pulzů o výkonech desítek miliwattů až jednotek wattů a průzkum vlastností různých typů generátorů včetně návrhu nových řešení
V kryptografických aplikacích je často zapotřebí posloupnost náhodných bitů. Ke generování takovýchto posloupností se používají buď nedeterministické, nebo deterministické generátory. Nedeterministické generátory odvozují náhodné bity na základě vhodného procesu s vysokou entropií (např. teplotní šum), zatímco deterministické generátory náhodné bity odvozují ze stanovené náhodné hodnoty. V současné době jsou zkoumány hybridní generátory, které jsou kombinací nedeterministického a deterministického generátoru. Jejich předností je odolnost vůči útokům, spojená s vysokou rychlosti generování náhodných bitů. Cílem disertační práce je systematicky analyzovat a porovnat možné zdroje entropie, možné techniky akumulace entropie, techniky odvozování posloupností bitů a techniky statistických korekcí zaměřených na dosažení požadovaných vlastností binárních posloupností. Na tomto základě pak navrhnout optimální konstrukce hybridních generátorů pro obvyklé scénáře jejich nasazení.
Školitel: Burda Karel, doc. Ing., CSc.
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.
Cílem práce bude navrhnout inteligentní komunikační systém pro řízení energetických sítí a včasnou identifikaci hrozeb v energetické infrastruktuře pro zabezpečení rychlé obnovy dodávky elektrické energie. To znamená provést výzkum v problematice vhodných komunikačních kanálů a navrhnout a vyvinout nízkoenergetické komunikační jednotky, jejichž napájení je nezávislé na měřených energetických zdrojích.
Školitel: Mišurec Jiří, prof. Ing., CSc.
Současné bezdrátové 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 (5G sítě). Z tohoto důvodu je třeba provést důkladnou analýzu všech specifik a požadavků na provoz těchto Machine-to-Machine (M2M) 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 celková garance kvality přenosu.
Školitel: Hošek Jiří, 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.
Školitel: Šilhavý Pavel, doc. Ing., Ph.D.
V současnosti jsme svědky masivního nástupu mobilních sítí 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.
Cílem 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
Částicový filtr (particle filter) je výpočetně realizovaná technika pro sekvenční bayesovský odhad v libovolných negaussovských scénářích. Blokový částicový filtr je další varianta částicových filtrů s výrazně redukovanou složitostí. Cílem tohoto tématu je vyvinout distribuovanou verzi blokového částicového filtru a zkoumat použití blokových částicových technik v Belief Propagation procházení zpráv a/nebo v bayesovkých filtrech založených na náhodných konečných sadách, jako např. PHD (Probability Hypothesis Density) filtr nebo multi-Bernoulli filtr.
Zálohování dat je pro každý informační systém kritickým procesem. Tvorba těchto záloh by měla být časově i nákladově nenáročná a obnova dat by měla být rychlá a spolehlivá. K optimalizaci tvorby záloh a obnovy dat však v současné době neexistují dostatečně obecné matematické modely. Projektanti a správci systémů zálohování dat proto musí vycházet z empirických zkušeností a z hrubých odhadů. Cílem disertační práce je navrhnout a ověřit dostatečně obecný model tvorby záloh a obnovy dat. Pomocí tohoto modelu pak kvantitativně porovnat různé typy systémů pro zálohování dat, různé strategie zálohování a různé typy rotace paměťových úložišť. Na základě těchto porovnání nakonec pro různé scénáře stanovit obecné zásady pro projektování zálohovacích systémů.
Téma je zaměřeno na oblast ochrany soukromí a autentizace pomocí prostředků moderní kryptografie. Student se seznámí se základními principy konstrukce moderních kryptografických protokolů. Na základě těchto znalostí se bude dále věnovat vývoji vlastních systémů pro bezpečnou autentizaci, jejich optimalizaci a souvisejícím aspektům implementace na hardwarově chráněných zařízeních.
Školitel: Hajný Jan, doc. Ing., Ph.D.
Mnoho speciálních a náročných úloh lze formulovat jako numerické optimalizační problémy a mimojiné tím ještě zlepšit jejich úspěšnost. Např. segmentace, dekomprese, dekvantizace, klasifikace.
Rychlý nárůst použití bezdrátových technologií vyžaduje stále širší využití frekvenčního spektra. Spolu s tím vzrůstá potřeba vyšší propustnosti se stále širším radiovým kanálem. Díky tomu se objevují rádiové technologie pracující na ultra-vysokých frekvencích (tzv. pásmo milimetrových vln). Tato oblast spektra s sebou přináší řadu výhod, zejména v podobě vysokých přenosových rychlostí, avšak také velké množství výzev a doposud nevyřešených problémů. Dizertační práce se tedy bude zabývat návrhem a analýzou moderních komunikačních prvků pracujících v pásmu milimetrových vln, u nichž se očekává budoucí nasazení v oblasti Internet of Things (IoT) či chytrých nositelností. Hlavním úkolem doktoranda bude tedy nejprve analyzovat současný stav v této oblasti a následně navrhnout optimální řešení bezdrátového komunikačního modulu s vysokým potenciálem nasazení v aplikacích jako jsou rozšířená realita či eHealth.
S rostoucím množstvím mobilního datového provozu je potřeba vysoce efektivních algoritmů pro řízení rádiových zdrojů v mobilních sítích příštích generací stále zřetelnější. Mimo to, schopnost automatizované správy síťových parametrů je důležitým prvkem budoucích mobilních sítí, zejména kvůli jejich rostoucí složitosti. Komplexní heterogenní struktura budoucích mobilních sítí (obsahující např. femto buňky či komunikaci využívající současně více rádiových přístupových technologií), definuje nové výzvy v oblasti správy takových sítí. S rostoucí velikostí sítě a její složitostí se zvyšuje i množství zdrojů, které jsou potřebné ke správě sítě. V návaznosti na to bude hlavním úkolem disertační práce zmapovat současný stav a následně navrhnout nové algoritmy pro řízení rádiových zdrojů v mobilních 4G sítích. Navržené algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentální LTE sítě.
Práce je zaměřena na zlepšení dosažitelných rychlostí a komunikačních vzdáleností PLC (Power Line Communication) systémů ve třech scénářích: PLC pro domácí sítě a automatizaci, PLC pro Smart Metering a PLC na vedení vysokého napětí. Hlavní výzvou je návrh PLC systémů pro tyto scénáře s uvažováním externích zdrojů rušení, frekvenční a časové proměnnosti sítě a specifických prvků a parametrů silnoproudého vedení. Cílem práce bude charakterizovat PLC kanál pro dané scénáře, navrhnout adaptivní metody, kódovací schémata a optimalizovat modulační schémata pro efektivní PLC komunikaci.
Cílem je analýza aspektů bezpečnosti v rámci distribuovaných systémů a jejich algoritmů s důrazem na možná bezpečnostní rizika. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh nových technik zabezpečení uvažovaných systémů a jejich optimalizace. Optimalizace představuje návrh mechanizmů na zeefektivnění výpočtů popřípadě návrh technik na minimalizaci nebo odstranění negativních vlivů, které ovlivňují činnost distribuovaných systémů. Předpokládá se návrh matematických nástrojů na popis nově vzniklých mechanizmů. Navržená řešení bude nutno ověřit simulací, popřípadě experimentálně.
Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.
Celá řada onemocnění mozku (např. Parkinsonova a Alzheimerova nemoc, demence s Lewyho tělísky, esenciální tremor, atd.) se odráží i v grafickém projevu pacienta. Je možné pozorovat narušenou dynamiku pohybu, špatnou koordinaci svalů, kognitivní deficit, atd. Díky dnešním grafickým tabletům je možné písmo/kresbu dostatečně přesně digitalizovat a umožnit tak paraklinickou analýzu, na základě které je onemocnění diagnostikováno a monitorováno. Cílem této disertační práce je návrh nových metod parametrizace a statistického zpracování grafického projevu, pomocí kterých bude možné popsat různé dimenze dysgrafie, a které budou využity ke sledování progrese onemocnění.
Školitel: Mekyska Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Ve zvukovém systému založeném na zvukových objektech jsou různé zvukové elementy sloučeny s meta daty do zvukových objektů. Tato metadata popisují, jak má být zvukový element reprodukován posluchači, tím, že definují jeho pozici v 3D prostoru bez ohledu na daný systém ozvučení. V současné době existuje řada přístupů pro polohování zvukových objektů, zejména ambisonie, VBAP, DirAC a wavefield syntéza. Každý z nich má svoje výhody i nevýhody. Cílem této práce je analyzovat možnosti použití těchto metod v reálných instalacích a navrhnout a otestovat nové algoritmy polohování zvukových objektů ve 3D prostoru.
Práce je zaměřena na problematiku návrhu, simulace a realizace optických vláknových 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, případně vlákno slouží jako přenosové medium informací od senzoru. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův rozptyl, Brillouinův rozptyl, Rayleighův rozptyl), popřípadně změn parametrů optického signálu (změny intenzity, fáze, polarizace, spektra, atd.), lze získat informace o různých fyzikálních veličinách podél optického vlákna.
V řadě oblastí zpracování zvukových signálů, např. při zpracování řeči, ztrátovém kódování zvukových signálů nebo v objektivním hodnocení kvality zvuku se používají metody založené na modelu lidského slyšení. Cílem studia je výzkum těchto metod pro použití v dalších oblastech, zejména při analýze zvuku hudebních nástrojů a poslechových prostorů a výzkum modifikací stávajících modelů lidského slyšení pro aplikace v těchto oblastech.
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 více 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.
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.
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).
Signály měřené či definované na grafech (abstraktní datový typ) lze považovat za zobecnění klasických signálů. Obvykle zpracováváme signály na pravidelné síti (audio v 1D, obrazy ve 2D, video ve 3D). Grafy mají větší volnost, ale zároveň je třeba přizpůsobit klasické algoritmy. Spolupráce s EPFL Lausanne, Švýcarsko.
Práce je zaměřena na možnosti simulace a emulace obecných mem-systémů (především memristorů, dále pak memkapacitorů a meminduktorů) v SPICE simulátorech, vhodných pro různé typy využití. Analyzovány budou modely a emulátory různého typu (numerické, analytické, behaviorální, fraktálního řádu) a při využití analogové i digitální techniky. Při syntéze je vhodné použít i metody automatizovaného návrhu a ověřování. Pozornost je třeba věnovat i experimentálnímu ověření vybraných řešení především v oblasti analogového zpracování signálů.
Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Návrh komunikační infrastruktury Smart Grids sítí je tak složitý, že role modelů a simulací je pro návrh zásadní. Cílem práce je navrhnout komplexní model zvažovaných komunikačních variant pro chytré sítě v energetice, jehož chování lze ověřit v simulačním prostředí. Pro provozovatele distribučních soustav je při budování komunikační infrastruktury nejtěžší volba a výběr vhodné technologie. Proto je dalším cílem práce navrhnout a experimentálně ověřit metodiku hodnocení komunikačních technologií pro chytré sítě v energetice.
Operační systémy Linux jsou využívány pro poskytování velké škály služeb v Internetu, jako například velkokapacitní úložiště dat. Student bude analyzovat přístup k těmto službám. Na základě získaných poznatků bude proveden návrh optimalizace běhu síťových služeb v OS Linux.
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 potřeby elektronické komunikace.
Základním krokem pro analýzu obrazové informace zejména pro biomedicínské použití je tzv. segmentace v obraze. Cílem této práce je vytvoření metody založené na strojovém učení, s jejichž pomocí bude možné trénování segmentace na základě předlohy. S použitím masivně paralelního hardware bude možné dělat výrazně pokročilejší přístupy, než které je možné udělat pouze s pomocí konvenčních procesorů.
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.
Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, DVB-T, DVB-T2, 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). Práce bude věnována možnostem uplatnění vícetónových modulací v optických přenosových systémech.
Trendem v moderních datových sítích je přechod od prvků se specializovaným hardwarovým vybavením k prvkům založeným na univerzálním výkonném hardwaru a softwarovém vybavení, které dle dané konfigurace specifikuje konkrétní funkci daného prvku, přičemž za pomoci virtualizačních platforem lze danou funkční entitu v síti implementovat v distribuované formě. Náplní práce je výzkum možností virtualizace síťových entit a služeb, a návrh nových síťových aplikací.
Cílem práce je realizace neperiodických difrakčních struktur v optických vláknech založených na Braggových i Long Period (LP)mřížkách určených pro konstrukci senzorů a prvků upravujících optické spektrum. Práce bude využívat a navrhne úpravy stávajícího maskového expozičního systému výroby vláknových mřížek pro přípravu difrakčních struktur. Experimentálně budou ověřeny možnosti přípravy (LP) neperiodických struktur a zjištěné vlastnosti porovnány s možnostmi Braggových mřížek. V práci se předpokládá vytvoření návrhového modelu pro realizaci neperiodických struktur s žádanými spektrálními vlastnostmi. Budou navrženy, experimentálně ověřeny a porovnány způsoby ovládání vlastností neperiodických mřížek a rychlého vyhodnocení změn jejich spektrálních vlastností. Literatura: Kayshyap, R.: Fiber Bragg Gratings. AP, San Diego, 1999.ISBN 0-12-400560-8 Othonos, A, Kyriacos, K.: Fiber Bragg Gratings, fundamentaks and applications in telecommunications and sensing. AH, Norwood, 1999. ISBN0-89006-344-3
Školitel: Urban František, doc. Ing., CSc.
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.
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.
Parkinsonova nemoc je druhé nejčastěji se vyskytující neurodegenerativní onemocnění, které se projevuje různými motorickými i nemotorickými příznaky. Mezi ty motorické patří např. třes, poruchy chůze, špatná koordinace pohybů, časté pády, problémy se stabilitou, atd. Dnešní zařízení, jako chytré telefony, hodinky a náramky dokáží zaznamenávat informaci o pohybu, kterou je možné dále zpracovávat. Cílem této dizertační práce je výzkum parametrizačních metod signálů z gyroskopů a akcelerometrů, pomocí kterých by bylo možné sledovat efekt léčby, individualizovat ji a sledovat stav pacienta v čase.
Téma je zaměřeno na dolování informací z veřejně dostupných dat na sociálních sítích, jako například Facebook nebo Twitter. Tyto informace budou vyžity pro úpravu síťové komunikace z pohledu chování uživatelů v síti Internet. Příkladem může být prevence kybernetické kriminality.
Práce bude věnována výzkum v oblasti bezpečnosti IP telefonie. Bude zahrnovat analýzu protokolů, zajišťujících internetovou telefonii VoIP, známých útoků, návrh a ověření nových útoků. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení eliminace či minimalizace vlivu zkoumaných útoků na VoIP provoz. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti konvergovaných sítí, zejména problémy ochrany proti kybernetickým útokům. Jako perspektivní se jeví vývoj v oblasti 5G mobile, SDN a navazující přenosové technologie. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod obrany a ochrany, nebo metody nové. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti sítí, zkušenosti s prací s programy MATLAB nebo SCILAB, využívat se bude pravděpodobně alespoň jeden z jazyků VHDL, C, Java, evoluční algoritmy, v případě zájmu vývojový systém FPGA.
Téma je zaměřeno na návrh dvojbranů, zejména pak filtračních obvodů či např. oscilátorů s možností externí elektronické změny významných parametrů obvodu či v případě filtru i typu kmitočtové odezvy. Předpokládá se i návrh struktur s prvky neceločíselného řádu. Pro tyto účely budou využity především již existující aktivní prvky, popř. budou navrženy jejich modifikované varianty. Předkládají se simulace nejen s jednoduchými modely, ale i s modely na tranzistorové úrovni. Při experimentálním ověřování budou práce zaměřeny především na behaviorální modelování.
Některé předem známé vlastnosti signálu je možné využít k tomu, aby se zrychlilo měření při snímání obrazů magnetické rezonance. To platí i pro dynamické sekvence, např. při perfuzním zobrazování, kdy kontrastní látka v čase postupně mění prostorovou intenzitu. Tímto způsobem lze např. identifikovat onkologické problémy. Studium by se zaměřovalo na využití těchto vlastností a z nich plynoucích technických postupů. Spolupráce s Ústavem přístrojové techniky AVČR (MR skener). Možnost finančního přilepšení ke stipendiu.
Téma je zaměřeno na popis kryptografických modulů a zkoumání vlivu postranních kanálů na bezpečnost těchto modulů.
Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum metod pro měření a vyhodnocování datových parametrů heterogenních komunikačních sítí z hlediska přístupu koncového uživatele k síti internet a dalším službám.
: Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti managementu kybernetické/informační bezpečnosti. Výzkum bude zaměřen především na standardizaci ISO/IEC řady 27 000, metodiku COBIT®, knihovnu ITIL® a další relevantní frameworky. Po praktické stránce se bude práce zaměřovat na implementaci zkoumaných standardů, metodik, knihoven a jiných frameworků v prostředí Microsoft Server, za účelem prevence proti kybernetickým útokům. Na základě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod managementu kybernetické/informační bezpečnosti. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti managementu informační bezpečnosti / kybernetické bezpečnosti, sítí, kryptografie a v neposlední řadě zkušenosti s managementem a správou v prostředí MS Server 2012.
Přenosové parametry sítí NGA - Next Generation Access (přístupové sítě nové generace) jsou závislé na mnoha vlivech - na provozní zátěži, na struktuře přenášených služeb a mnoha dalších parametrech, které se v průběhu času mění. Různé IP služby přenášené po síti NGA jsou citlivé na změnu přenosových a kvalitativních parametrů infrastruktury NGA. Roste potřeba monitorování přenosových parametrů sítě NGA v průběhu času, v závislosti na místě/uzlu/prvku/segmentu sítě, v závislosti na přenášených službách a také v závislosti na přípojné (backhaul) síti a páteřní síti NGN (Next Generation Network). Cílem je zvolit vhodnou měřicí metodiku, navrhnout diagnostickou metodu a technické řešení, tzn. provedení vhodné diagnostické a měřicí techniky včetně sběru dat a vhonocení výsledků.
Rychlý rozvoj moderních bezdrátových technologií otevírá prostor pro nové služby a aplikace. Jednou z nejrychleji se rozvíjejících oblastí jsou tzv. chytré nositelnosti (chytré hodinky, brýle s rozšířenou realitou, sportovní doplňky, atd.), které jsou v úzkém spojení se svým uživatelem a poskytují mu dříve nemyslitelné funkce a služby. Chytré nositelnosti využívají jako komunikační kanál nejčastěji bezdrátové či mobilní technologie. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně nové odvětví, avšak velice rychle se rozrůstající, objevuje se celá řada problémů týkající se zejména zajištění požadované úrovně přenosové služby, bezpečného sdílení citlivých dat či uspokojení uživatelských požadavků. Dizertační práce se tedy bude zabývat návrhem a následným praktickým ověřením efektivní komunikační platformy, která bude brát v potaz všechny výše uvedené požadavky. Navržená platforma a související komunikační algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentálních podmínkách.
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).
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.
Parkinsonova nemoc (PN) je druhé nejčastější neurodegenerativní onemocnění, které je charakteristické různými motorickými a nemotorickými klinickými příznaky. Mezi ty motorické patří i hypokinetická dysartrie (HD), která se vyskytuje až u 90 % pacientů. HD obecně narušuje motorickou realizaci řeči a ovlivňuje oblast fonace, artikulace, prozodie, plynulosti řeči a faciokineze. Motorické a kognitivní funkce je možné u pacientů s PN hodnotit pomocí různých škál, např. UPDRS (Unified Parkinson's Disease Rating Scale), FOG (Freezing of Gait), MMSE (Mini–Mental State Examination), atd. Cílem této dizertační práce je výzkum nových metod parametrizace HD a metod statistického zpracování, pomocí kterých by bylo možné z řeči odhadovat hodnoty různých škál používaných při popisu PN, a predikovat jejich změnu v čase.
Snaha snižovat napájecí napětí a spotřebu elektronických zařízení s sebou přináší zvýšené nároky na analogové aktivní prvky a jimi realizované funkční bloky, které zpracovávají užitečné signály amplitudou blízké úrovni šumu. K potlačení šumu jsou s výhodou primárně využívány plně diferenční obvodová řešení. Náplň práce je soustředěna na návrh tzv. pseudo-diferenčních kmitočtových filtrů, které se ve srovnání s plně diferenčními řešeními vyznačují méně složitou obvodovou realizací, avšak další charakteristické parametry jsou zachovány.
Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.
Rozpoznávání materiálů se uplatňuje pro mnohá odvětví využívající například kontrolou jakosti surovin. Prvkového složení lze určit pomocí spektrometrie laserem indukovaného plazmatu (LIBS). Cílem disertační práce bude návrh metod zpracování signálu, které s využitím umělé inteligence bude na základě naměřeného spektra plasmatu bude predikovat druh materiálu a jeho složení.
Hypokinetická dysartrie (HD) je narušení motorické realizace řeči, která může postihovat různé oblasti, jako např. fonaci, artikulaci, prozodii, či plynulost. Pacienti s HD mohou mluvit monotónně, se sníženou intenzitou, s degradovanou kvalitou hlasu, špatným pauzováním, nedokonalou artikulací, dysprozodií, atd. V českém jazyce existuje škála pro mapování tíže dysartrie i kvalitativní posouzení jednotlivých dílčích deficitů. Díky tomu je možné poskytnout východisko k její cílené léčbě. Poruchy řeči lze detailně zmapovat pomocí Testu 3F, který dysartrii popisuje ve 3 doménách: F1 faciokineze, F2 fonorespirace, F3 fonetika. Výsledný dysartrický index DX určuje míru postižení dysartrií. Cílem této práce je výzkum řečových parametrů, které silně korelují s jednotlivými skóry 3F Testu, a pomocí kterých by bylo možné dysartrii objektivně hodnotit a sledovat v čase.
: 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.