Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D.
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc.
doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.
doc. Ing. Radim Burget, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Ivan Baroňák, Ph.D.
doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D.
doc. Ing. Otto Dostál, CSc.

Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat teoretické znalosti získané jak studiem vybraných kurzů, tak vlastní tvůrčí činností. Tyto poznatky je schopný efektivně využít při následném návrhu vlastních a inovátorských řešení v rámci dalšího experimentálního vývoje a aplikačního výzkumu. Důraz je tak kladen na získání jak teoretických, tak i praktických dovedností, dále samostatnost v rozhodování, formulování vědecko-výzkumných hypotéz pro přípravu projektů základního až aplikovaného výzkumu, schopnost hodnocení výsledků a jejich prezentace ve formě vědeckých textů a prezentací před vědeckou komunitou.

Doktorský studijní program „Electronics and Information Technology“ (DPA-EIT) je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů, kteří budou mít hluboké znalosti principů a technik využívaných v komunikačních a datových drátových i bezdrátových sítích a s tím souvisejících oblastí jako je i vlastní sběr, zpracování a zpětná reprezentace užitečných uživatelských dat na úrovni aplikační vrstvy. Hlavní části studia tvoří oblasti teoretické informatiky a komunikační techniky. Absolvent má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení. Absolvent se orientuje v operačních systémech, počítačových jazycích a databázových systémech, jejich užití včetně návrhu vhodného software a uživatelských aplikací. Je schopen navrhovat nová technologická řešení komunikačních zařízení a informačních systémů určených pro pokročilý přenos informací.

Absolventi programu "Electronics and Information Technologies" se uplatňují zejména ve výzkumných, vývojových a projekčních týmech, v oblasti odborné činnosti ve výrobních nebo obchodních organizacích, v akademické sféře a v dalších institucích zabývajících se vědou, výzkumem, vývojem a inovacemi, ve všech oblastech společnosti, kde dochází k aplikaci a využití komunikačních systémů a přenosu informace datovými sítěmi.
Uplatnění naši absolventi nalézají zejména při analýze, návrhu, tvorbě nebo správě komplexních systémů pro přenos a zpracování dat, a také při programování, integraci, podpoře, údržbě nebo prodeji těchto systémů.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Hodnocení a kontrola plnění individuálního studijního plánu doktoranda probíhá v kontrolních termínech stanovených k danému akademickému roku:
• 1. ročník ke dni 30. června,
• 2. ročník ke dni 30. dubna při odevzdání přihlášky ke státní doktorské zkoušce,
• při zápisu do 4. ročníku studia,
• při odevzdání rozpracované disertační práce,
• při odevzdání přihlášky k obhajobě disertační práce.
Splněním ISP se rozumí získání minimálního počtu bodů ve studijní oblasti, v oblasti pedagogické praxe a v oblasti vědecké a odborné činnosti ve stanovených termínech kontroly. Dále musí doktorand získat ve stanoveném termínu celkový minimální počet bodů. Minimální počty bodů jsou stanoveny a sledovány v ISP doktoranda (Bodové hodnocení tvůrčích aktivit doktoranda a Celkové bodové hodnocení doktoranda).
Vzhledem k tomu, že se jedná o studijní program typu double-degree, student musí splnit také studijní povinnosti dané platnou smlouvou mezi Vysokým učením technickým v Brně a Tampere University of Technology. Mezi tyto dodatečné povinnosti patří zejména povinnost studia i na partnerské univerzitě ve výši minimálně 12 měsíců. Student (doktorand) má od začátku svého studia přiděleny dva školitele – na domácí i partnerské univerzitě, kteří společně koordinují studijní a vědecké aktivity studenta.
Pokud doktorand neplní řádně své povinnosti (tj. nezíská ve stanovených termínech požadovaný počet bodů), proděkan společně se školitelem doktoranda na základě doporučení oborové rady navrhnou snížení stipendia nebo odebrání stipendia anebo ukončení studia.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních především čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi v prezenční formě ve čtvrtém roce studia a doktorandi v kombinované formě v pátém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci by měl doktorand odevzdat do konce 4. roku v prezenční formě studia, respektive do konce 5. roku v kombinované formě studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. Analogové obvody obsahující prvky neceločíselného řádu

   Práce je zaměřena na modelování, simulace a experimentální ověřování struktur, u nichž relace mezi odezvou a budicí veličinou obsahuje derivaci nebo integrál necelistvého řádu (tzv. fraktální struktury či obvody). Úkolem je dále návrh vhodných aplikačních možností obvodů fraktálního řádu, např. kmitočtových filtrů, rekonfigurovatelných filtrů, přeladitelných oscilátorů či dalších obvodů. Pozornost je třeba věnovat i dalším možným způsobům realizace fraktálních obvodů, např. využití struktur s rozprostřenými parametry (RC-EDP), počítačovému modelování přírodních a biologických látek a struktur a také matematickému popisu.

   Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

2. Bezpečnost operačních systémů

   Vývoj operačních systémů reaguje na změny v oblasti kybernetické bezpečnosti. Téma je zaměřeno na analýzu různých operačních systémů z pohledu bezpečnosti, například na základě studia předchozích útoků. Cílem je návrh úpravy systémových služeb zvoleného operačního systému z pohledu předpokládaného nasazení.

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

3. Forenzní analýza operačních systémů

   Téma se zabývá forenzními metodami pro získání informací z úložných médií a z operační paměti (tzv. volatilní data). Současné metody budou aplikovány na příkladových studiích. Cílem je navrhnout postupy sběru dat, provést jejich automatizaci a ověřit jejich účinnost. V rámci tématu lze pracovat s různými typy zařízení a operačními systémy.

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

4. Forenzní analýza síťové komunikace

   Téma se zabývá forenzními metodami pro získání informací z předešlé síťové komunikace, která je zachycena pomocí logů v komunikačních systémech. Současné metody budou aplikovány na příkladových studiích. Cílem je navrhnout postupy sběru dat, provést jejich automatizaci a ověřit jejich účinnost. V rámci tématu lze kombinovat záznamy komunikace na různých zařízeních, včetně senzorů.

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

5. Metody pro měření základních i odvozených parametrů datových sítí

   Cílem této práce je výzkum v oblasti měření základních parametrů datových sítí založených především na Internet protokolu (IP), jako jsou propustnost vyhodnocovaná na různých ISO/OSI modelu, jednosměrné a obousměrné zpoždění a také v oblasti složených parametrů, jako jsou např. kvalita hlasových a video služeb. To souvisí s problematikou modelování chování sítí a uživatelů v různých situacích, dlouhodobými i krátkodobými jevy, popisem systémů hromadné obsluhy, a také vlastnostmi a chováním stěžejních internetových a měřících protokolů v počítačových sítích, stejně tak jako problematikou jejich možného nastavení a bezpečnosti. Na základě analýzy dostupných nástrojů a jejich vlastností, popř. vývoje nástrojů vlastních, je očekáván návrh řešení a přístupů pro lišících se podle typu měření. Cílem je následně navržené postupy ověřit v laboratorních podmínkách i v prostředí reálných sítí.

   Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

6. Metody pro optimalizaci ultraširokopásmových analogových integrovaných systémů na čipu s využitím parazitních jevů tranzistorů

   Disertační práce je zaměřena na výzkum optimalizačních metod ultraširokopásmových analogových systémů libovolného celistvého a neceločíselného řádu na tranzistorové úrovni integrovaných na čipu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti jednotek GHz. Vybraná nová obvodová řešení časových zpoždění, oscilátorů, kmitočtových filtrů druhého nebo vyššího řádu, simulátorů syntetických induktorů, atd. s potenciálem na využití v 6G komunikačních systémech budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením.

   Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

7. Operační systémy reálného času

   Systémy reálného času vyhodnocují v pravidelných intervalech vstupní veličiny a do určitého času reagují na danou událost. Vývoj v této oblasti je směřován k zajištění časových garancí při respektování hardwarové výbavy a dostupného software. Cílem studia je analyzovat požadavky na tyto systémy a navrhnout zajištění časových garancí pro zvolené aplikační použití.

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

8. Optimalizace PI/PD/PID regulátorů pomocí akumulačních prvků neceločíselného řádu

   Disertační práce bude věnována problematice modelovaní a řízení reálních procesů pomocí fraktálního kalkulu. Výzkum bude zaměřen na nové aproximační metody akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu. Cílem práce dále je s využitím dosavadních poznatků navrhnout řadu původních řešení emulátorů kondenzátoru a cívky libovolného neceločíselného řádu zejména pro optimalizaci parametrů a implementaci PID regulátorů s potenciálem na využití v průmyslu. Vybraná nová obvodová řešení emulátorů akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu a analogových proporčně-integračních/proporčně-derivačních/proporčně-integračně-derivačních (PI/PD/PID) regulátorů budou realizovány na čipu. Kvalita regulátorů bude hodnocena zejména na základě robustnosti a stability v simulačním prostředí Matlab/Simulink či experimentálním měřením.

   Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

9. Rezistivně-kapacitní prvky s rozloženými parametry - návrh, realizace a využití v elektronických obvodech

   Práce je zaměřena na výzkum metod návrhu rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) a využití těchto prvků v elektronických obvodech. Součástí bude zejména zpracování komplexní metodologie pro realizaci impedanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného, řádu pomocí RC-PRP. Budou vyvinuty návrhové metody pro získání parametrů RC-PRP v závislosti na požadované impedanční funkci, typu RC-PRP a výrobní technologii. K tomuto účelu bude využit symbolický impedanční popis RC-PRP, numerické optimalizační metody a charakteristické vlastnosti výrobních technologií. Specifika jednotlivých technologií budou vzájemně porovnána a pro vybrané technologie bude zpracován postup přípravy výrobních podkladů. Práce zahrnuje i návrh a ověření aplikací RC-PRP v elektronických obvodech, zejména realizujících obvodové funkce fraktálního řádu.

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

10. Sdílení velkých dat v Internetu

    Internet slouží jako nástroj pro sdílení velkých objemů dat. Tato data jsou poskytována v podobě repozitářů, které jsou replikovány a umísťovány na řadě geograficky různých míst. Cílem studia je provést analýzu distribuce dat z pohledu síťové komunikace a vzdálenosti. Výstupem bude návrh systému distribuce dat.

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

11. Výzkum analogových aktivních funkčních bloků pro biosenzory

    Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur nekonvenčních analogových aktivních funkčních bloků jako např. proudové či napěťové konvejory pomocí chemického popisu branových veličin. Cílem výzkumu je navrhnout nové struktury chemických konvejorů různé generace a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních veličin v biomedicínckých systémech. Vybrané systémy budou realizovány na čipu a ověřeno experimentálním měřením.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

12. Výzkum emulátorů akumulačních prvků neceločíselného řádu pro důvěryhodné modelování chování reálných systémů

    Disertační práce bude věnována problematice modelovaní akumulačních prvků neceločíselného řádu (-1; +1) pomocí fraktálního kalkulu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů výzkum původních důvěryhodných obvodových řešení emulátorů kondenzátoru a cívky s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou. Vybraná nová implementace emulátorů akumulačních prvků budou použity pro modelování různých odrůd a druhů zemědělských produktů a biomedicínských systémů (zrání ovoce či zeleniny, modelování sluchového aparátu, plic a jater člověka a savců, atd.) na základě dat získaných pomocí elektrické impedanční spektroskopie.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

13. Výzkum fraktálních přenosových funkcí vyšších řádů

    Problematika se věnuje definici tvarů přenosových funkcí fraktálního řádu vhodných jak pro kaskádní, tak i nekaskádní syntéze analogových kmitočtových filtrů. Pro jednotlivé typy aproximací, jako Butterworth, Bessel či Čebyšev, jsou pro definované tvary přenosových funkcí a jejich řády stanoveny koeficienty polynomů. Takto stanovené koeficienty jednak respektují primární parametr zvolené aproximace (např. max. plochost modulové charakteristiky, konstantní skupinové zpoždění apod.), avšak současně berou v potaz i další parametry navrhovaného kmitočtového filtru (tj. fázová charakteristika, skupinové zpoždění nebo odezva na jednotkový skok), které se u přenosových funkcí celočíselného řádu vnímají jako nutný důsledek výchozí aproximace. Výsledkem výzkumu jsou sady koeficientů definovaných přenosových funkcí, které využitím přítomných stupňů volnosti dovolují návrh kmitočtových filtrů splňující striktní požadavky na více parametrů kmitočtového filtru současně. Práce pokračuje v problematice, jak byla naší výzkumnou skupinou popsána zde: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/fca-2021-0030/html (Open Access)

    Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.

14. Výzkum vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů

    Disertační práce je zaměřena na výzkum původních řešení vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů libovolného neceločíselného řádu pomocí nekonvenčních aktivních funkčních bloků. Frekvenčně agilní filtrační systémy jsou specifickým typem rekonfigurovatelných analogových filtrů. Záměrem této práce je návrh nesymetrických i symetrických frekvenčně agilních filtrů třídy 1 až n. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním. Vybraná nová obvodová řešení budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2022 do 15.05.2022)

1. Elektronicky konfigurovatelné analogové obvody

   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.

   Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

2. Machine Learning-based Wireless Communication Systems

   We are facing large growth in IoT networks and data traffic. New service requirements become also more and more demanding: Higher data volumes, ultra-low latency, massive connectivity, higher reliability and lower power consumption. To meet these requirements and dynamicity of the network, next generation wireless networks push forward towards radically new approaches. Machine Learning techniques can help future networks to meet these requirements and dynamicity of the network. They have the potential to handle giant amount of information to outperform current application scenarios and deliver novel ones. The Ph.D. topic will aim at researching the path towards relevant Wireless AI by successfully integrating software-based solutions and hardware-oriented proof-of-concepts. In detail, doctoral student should focus on the emerging technology components like resource optimization in Radio Access Network (scheduling), intelligent traffic management mechanisms or learning at the edge of wireless networks.

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

3. 5G Mobility Network Data Ingestion into “As a Service” Management Platforms

   The Telecommunications Industry is rapidly migrating mobile networks to the 5G standard. At the same time, the IT Industry is moving applications out of local compute and storage nodes into the cloud, including Telecommunications company network management departments. As Telecom network management applications are moved to the cloud, there are concerns about the performance and scale of “As a Service” platforms performing network management functions. One specific area of concern is the ingestion of the massive amount of network data associated with modern 5G mobile networks. This thesis will focus on architectures and approaches to solving real-world performance and scale issues associated with 5G network data ingestion into “As a Service” platforms for Tier 1 Telecommunications service providers.

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