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.

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.

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.

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

1. Aktivní prvky v perspektivních třídách pro telekomunikační aplikace

   Cílem projektu je řešení zesilovačů, příp. násobičů v perspektivních třídách E, F, G a dalších na mikrovlnných kmitočtech. Tyto třídy umožňují zlepšovat množství parametrů standardních obvodů, jako jsou účinnost, intermodulační odolnost a další, v závislosti na konkrétní aplikaci. Změny parametrů se dosahuje manipulací s harmonickými kmitočty budícího signálu. V průběhu práce bude potřeba obvody simulovat, provádět realizace vybraných konstrukcí i zavést vhodnou metodiku měření pro použití u těchto obvodů.

   Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

2. Algoritmy zpracování signálů v kooperativních rádiových komunikacích

   Předložené téma je orientované do oblasti algoritmů zpracování signálů v kooperativních rádiových komunikacích. Cílem bude návrh optimálního algoritmu pro distribuované řešení vybraného problému v systémech bezdrátových lokálních/senzorových sítí. Jednotlivé prvky sítě v tomto případě řeší část problému a komunikují s okolními prvky bez nutnosti centralizovaného řízení. Možným příkladem aplikace je například decentralizované přidělování rádiových prostředků (části spektra) jednotlivým prvkům sítě. Téma je vhodné pro motivovaného studenta se zájmem o moderní metody teorie zpracování signálů.

   Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

3. Analýza vlastností více-fázových odrušovacích filtrů EMC

   Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti více-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.

   Školitel: Dřínovský Jiří, Ing., Ph.D.

4. Dynamická adaptace systému pro bezdrátový přenos streamovaného videa

   Optimalizace napříč síťovými vrstvami (Cross layer Optimization) je zcela jiný koncept, než klasický síťový model OSI. Díky zpětné vazbě, přenášené na rozhraních jednotlivých vrstev, je možné kompenzovat aktuální stav přenosového kanálu a přizpůsobit tak parametry systému, aby nedocházelo k výpadkům nebo ke ztrátám při přenosu. Cílem projektu je doplnění a propojení existujících a vytvoření nových vhod¬ných simulačních nástrojů, které umožní adaptaci přenosového systému na změnu podmínek přenosu. Cílovou aplikací je pak bezdrátový přenos streamovaného videa v systémech LTE a LTE-A, přičemž zdrojový kodér by měl být schopen přizpůsobit se jak aktuálním pod-mínkám přenosového kanálu tak kvalitě obrazu vyhodnocené v místě příjmu.

   Školitel: Prokopec Jan, Ing., Ph.D.

5. Efektivní metody fúze dat pro přesnou navigaci

   Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro přesnou navigaci především pro automobily s využitím fůze navigačních dat z několika nezávislých zdrojů: GNSS přijímače, inerciální systémy (elektronický kompas, akcelometr, odometr, radar, kamera atd.). Cílem výzkumu je hledání účinných fúzních algoritmů (rozšířený Kalmanův filtr, neuronové sítě) s využitím charakteristik senzorů pro získání velmi přesné polohy a orientace automobilu v prostoru. Aplikačním využitím výzkumu jsou automatické parkovací systémy a budoucí systémy automatického řízení vozidla bez řidiče.

   Školitel: Šebesta Jiří, doc. Ing., Ph.D.

6. Efektivní metody programování více-jádrových systémů

   Doktorská práce je zaměřena do oblasti programování systémů pro vysoký početní výkon. Přestože početní výkon procesorů/jednotek/DSP neustále stoupá, způsoby programování těchto nástrojů mnohdy nedokáží efektivně využít jejich značný potenciál. V současné době existují nástroje pro více či méně složitý vývoj paralelních aplikací jako jsou např. MPI, OpenMP, CUDA a další, které jsou primárně zaměřeny na aplikace s CPU, nebo GPU. Historie více jádrových signálových procesorů je mnohem kratší, než je tomu u CPU pro běžné využití, a možná právě proto nejsou nástroje i aplikace pro DSP tak propracovány (viz např. řada TMS320C66x firmy Texas Instruments). Náplní práce studenta bude také optimalizovat programové nástroje heterogenních systémů (především pro signálové procesory) a to z hlediska vytížení funkčních jednotek/jader, efektivní překlad a jejich propojení do komplexních systémů. Pozn.: Téma kooperuje s projektem Simula Research Laboratory (Oslo, Norsko), který zpracovává, vyhodnocuje a zobrazuje obrazová data z fotbalového utkání.

   Školitel: Frýza Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

7. Kognitivní rádio v pokročilých komunikačních systémech

   Požadavek na efektivní využití rádiového spektra vedl k vývoji kognitivního rádia, které umí alokovat volná kmitočtová pásma případně detekovat parametry signálu v pásmech obsazených. Na základě takto zjištěných informací pak může být kognitivní rádio za chodu rekonfigurováno (změna modulace, přenosového protokolu, šířky pásma, atd.) za účelem sdílení spektra bez rušivých interferencí s jinými signály. Cílem projektu je analýza a vývoj efektivních a spolehlivých algoritmů pro detekci spektra. Dominantně bude projekt zaměřen na porovnání současných metod detekce typických pro nekooperativní systémy, na jejich optimalizaci a vhodnou kombinaci pro specifické aplikace (mobilní komunikace, senzorové sítě, atd.). Rovněž se předpokládá i výzkum v oblasti kombinování těchto metod s technologiemi používaných u kooperativních systémů.

   Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

8. Metody přesného určování polohy v bezdrátových senzorických sítích

   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 pacienta nebo řidiče v automobilu, či přesná polohová identifikace tagů (aktivních i pasivních).

   Školitel: Šebesta Jiří, doc. Ing., Ph.D.

9. Modelování fyzické vrstvy pro M2M komunikaci

   Komunikace mezi zařízeními Machine2Machine úzce souvisí s pojmem Internet of Things. Téma práce je zaměřeno na výzkum v oblasti bezdrátové komunikace na malé vzdálenosti s nízkou energetickou náročností, velkou přenosovou rychlostí a protokoly vyšších vrstev optimalizovanými pro rychlé sestavení spojení. Řídící protokoly musí spolupracovat s fyzickou vrstvou a nastavovat parametry spojení podle podmínek na rádiovém rozhraní (Cross Layer Optimalizace). Cílem práce je vývoj algoritmů pro optimalizaci protokolů vyšších vrstev v závislosti na podmínkách fyzického rozhraní.

   Školitel: Prokopec Jan, Ing., Ph.D.

10. Modelování fyzické vrstvy standardu LTE Advanced

    Systém mobilních sítí čtvrté generace LTE Advanced je připravován s důrazem na poskytnutí vysokorychlostních bezdrátových služeb s maximální přenosovou rychlostí 1 Gbps. Systém bude poskytovat několik nových typů služeb, jako například Device2Device (Relays) komunikaci a další. Cílem práce je vytvoření komplexního modelu fyzické a linkové vrstvy standardu LTE Advanced (uplink a downlink přenos) s důrazem na implementaci různých režimů pro Device2Device komunikaci a vývoj nových modelů přenosových kanálů. Při vývoji simulátoru se předpokládá spolupráce s TU Vídeň.

    Školitel: Prokopec Jan, Ing., Ph.D.

11. Modely přenosového kanálu pro mikrovlnné a optické bezkabelové spoje

    Moderní vysokorychlostní bezdrátové komunikační prostředky předpokládají využití optických a mikrovlnných pásem. Jejich spolehlivost a dostupnost jsou velkou měrou ovlivněny stavem atmosféry (déšť, sněžení a mlha). V důsledku rozdílnosti použitých vlnových délek pak kombinace obou systémů v rámci jednoho spoje nabízí velmi spolehlivý komunikační prostředek, protože podle stavu atmosféry je možno volit spolehlivější přenosovou cestu. Cílem projektu je zkoumání a modelování přenosového kanálu z pohledu obou systémů, stanovení dostupnosti a přenosové kapacity kombinovaného spoje a volba algoritmu pro optimální rozdělení datového toku. Součástí projektu bude i řada měření na reálných systémech a statistické vyhodnocení změřených dat.

    Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

12. Modely UWB kanálu pro datovou komunikaci a určování polohy

    Technologie UWB (Ultra Wide-Band) je považována díky její širokopásmovosti za vhodný prostředek pro řadu aplikací z oblasti vysokorychlostních přenosů dat nebo určování polohy. Pro maximální využití této technologie jsou nezbytné znalosti o specifických vlastnostech kanálu v kmitočtovém pásmu od 3.1 GHz do 10.6 GHz. Cílem projektu je výzkum vlastností UWB kanálu a vytvoření jeho modelů pro aplikace z oblasti určování polohy a datových přenosů ve venkovních prostředích a vnitřních prostorách budov nebo dopravních prostředků. Využití těchto modelů se předpokládá pro aplikace senzorových sítí v dopravních prostředcích, pro multimediální přenosy v sítích WPAN, určování polohy automobilů na parkovišti nebo pro vzájemnou komunikaci dopravních prostředků (technologie Car-2-Car).

    Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

13. Moderní prostředky pro zpracování obrazových dat

    Doktorská práce je zaměřena do oblasti efektivního zpracování obrazových dat. Náplní práce je analýza stávajících algoritmů používaných v řetězci od snímání obrazové scény, až po interpretaci divákovi (klasické zobrazení, příp. 3-D TV, nebo free-point view). Cílem většiny systémů je zpracování dat v reálném čase; proto je nutná znalost početní náročnosti jednotlivých částí systému. Tento typ zpracování dat je v současnosti umožněn také pomocí tzv. heterogenních systémů (např. kombinace CPU, GPU, DSP) s vysokým stupněm paralelizace. Náplní práce tak bude také verifikace algoritmů na některou z uvedených platforem. Pozn.: Téma kooperuje s projektem Simula Research Laboratory (Oslo, Norsko), který zpracovává, vyhodnocuje a zobrazuje obrazová data z fotbalového utkání.

    Školitel: Frýza Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

14. Návrh měřicích systémů pro nestandardní bezodrazové komory EMC

    Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti nestandardních měřicích prostředí z pohledu měření elektromagnetického vyzařování. Na základě těchto pak navrhnout a ověřit různé kalibrační techniky pro dosažení obdobných výsledků jako v certifikovaných EMC zkušebnách. Analýza by měla zahrnovat různé typy prostředí od plně či částečně bezodrazových komor až po ryze stíněné či reverberační komory.

    Školitel: Dřínovský Jiří, Ing., Ph.D.

15. Nekoherentní měření vzdáleností objektů ve 3D prostoru v reálném čase

    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.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

16. Optimalizace přidělování rádiových prostředků v mobilních sítích LTE Advanced

    Standard mobilních sítí 4. generace LTE Advanced dosahuje teoreticky přenosovou rychlost až 1 Gbps na rádiovém rozhraní. Pro zajištění takto vysoké přenosové rychlosti se předpokládá využití technologie Carrier Aggregation pro slučování rádiových kanálů v různých frekvenčních pásmech s maximální celkovou šířkou přenosového kanálu 100 MHz. Cílem disertační práce je návrh algoritmů pro přidělování rádiových prostředků ve více frekvenčních pásmech současně. Bude se jednat zejména o metody odhadu parametrů časové a frekvenční selektivity rádiového kanálu a jejich následné využití pro optimalizaci přidělených rádiových prostředků ve vyšších vrstvách síťového modelu.

    Školitel: Prokopec Jan, Ing., Ph.D.

17. Technologie a metody přesného určování polohy v pásmech centimetrových a milimetrových vln

    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.

    Školitel: Šebesta Jiří, doc. Ing., Ph.D.

18. Využití sparsity v algoritmech rádiového přijímače

    Cílem tohoto výzkumného projektu je aplikovat perspektivní algoritmy založené na nerovnoměrném řídkém (sparse) vzorkování a zpracování signálů pro příjem a vysílání reálných rádiových komunikačních signálů. V těchto případech se předpokládá použití komplexních metod zpracování signálu a umožnění nedodržení klasického vzorkovacího teorému. Výsledkem projektu bude funkční vzorek vysílače/přijímače s implementací metod zpracování signálů v základním pásmu v signálovém procesoru nebo FPGA.

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

19. Zobrazovací metody využívající vektorový obvodový analyzátor

    Cílem projektu je problematika zobrazovacích systémů, využívajících pro svou činnost vektorový obvodový analyzátor. Práce se zabývá přehledem metod, vytvářejících 2D, až 4D zobrazovací systémy, dále studiem jejich vlastností, omezení a metodami jejich návrhu. V praktické části pak dojde na realizaci perspektivního systému v laboratoři a výzkum zpracování dat ze systému pro zobrazení. Praktické použití je směřováno např. ke georadaru, nebo mikrovlnné tomografii.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.