Issued topics of Doctoral Study Program:
- Linear circuits with active elements operating in current and mixed modes
Cílem práce je výzkum a návrh nových lineárních analogových obvodů (kmitočtových filtrů, oscilátorů, zesilovačů) pracujících s proudovými či smíšenými signály. Budou využity stávající metody návrhu (metoda autonomního obvodu, syntetické prvky s imitancí vyššího řádu) a budou hledány rovněž nové návrhové postupy. Jako aktivní prvky budou využívány především proudové sledovače, proudové operační zesilovače či proudové a napěťové konvejory. Snahou bude dosáhnout co nejvyšších kmitočtů zpracovávaných signálů.
- Non-linear circuits with active elements operating in current and mixed mode
Práce je zaměřena na výzkum a návrh nových typů nelineárních analogových obvodů pracujících s proudovými či smíšenými signály. Jedná se o duální obvody ke klasickým nelineárním obvodům pracujícím v napěťovém módu, jako jsou např. přesné usměrňovače, diodové funkční měniče či logaritmické zesilovače. Snahou bude odstranit negativní vlastnosti těchto obvodů způsobené napěťovými aktivními prvky. V nově navrhovaných obvodech budou využívány především proudové sledovače, proudové operační zesilovače či proudové a napěťové konvejory.
- Geographical routing in wireless sensor networks
Bezdrátové senzorové sítě jsou rychle rozvíjející se technologií, která zasahuje do různých oblastí. Příkladem může být vojenství (monitorování bitevního pole) a životní prostředí (požáry, povodně). Náplní vědecké práce doktoranda bude výzkum geografického směrovaní v těchto sítích. Geografické směrování pracuje se znalostí pozice jednotlivých senzorů a používá se pro předání informace na zvolenou fyzickou pozici. Funkce geografického směrování bude ověřována v rozsáhlé experimentální bezdrátové senzorové síti (přibližně 500 senzorových uzlů). Bližší informace o bezdrátových senzorových sítích lze nalézt na adrese www.dinesgroup.org.
- Realistic movement modelling of pedestrial and vehicular mobile end-stations
Podpora mobility koncových stanic se stává klíčovým požadavkem u všech novějších bezdrátových síťových technologií. Optimalizace procesů spojených s efektivním předáváním mobilních stanic a nastavení parametrů těchto procesů vyžaduje pokročilé modelování příslušných síťových technologií, které zohledňuje jak vlastnosti reálného prostředí, tak i realistické chování pohybujících se uživatelů.
Tato disertační práce je zaměřena na druhý požadavek modelování a jejím konkrétním cílem je navrhnout algoritmus, který věrohodně modeluje chování pomalu a rychle se pohybujících mobilních koncových stanic v sítích typu Mobile Ad-hoc Network (MANET), např. na základě mapového podkladu. Pro dosažení uvedeného záměru je nutné, aby se doktorand seznámil a následně porovnal nejrozšířenější algoritmy, určené pro modelování pohybu síťových prvků. Dále bude nutné podrobně prostudovat vlastnosti síťových technologií umožňující vybudování ad-hoc sítí a identifikovat klíčové požadavky na podporu mobility koncových stanic v takové infrastruktuře. Třetí částí řešení práce bude analýza chování reálných uživatelů. Pro tento účel bude nutné navrhnout vhodný způsob sledování mobilních stanic, v rámci požadované přesnosti identifikovat směr a rychlost jejich pohybu a příslušné změny těchto parametrů. Současně bude nutné navrhnout a implementovat měřicí metodu, která jednoznačně určí parametry přechodu stanic od obsluhující bázové stanice k cílové bázové stanici. Na základě takto získaných informací pak lze navrhnout potřebné modifikace metod modelující pohyb stanic tak, aby respektovaly realistické chování uživatelů a podávaly přesnější odhad o datových tocích v sítích MANET.
- Noise analysis signal of autoemission and Schottky cathodes
Práce je zaměřena na analýzu šumových signálů emitovaných z autoemisních a Schottkyho katod. Bude navžena metodika snímání signálu, navržena optimalizace poměru signál/šum a analyzována spektrální výkonnová hustota vytvořená emisním tokem elektronů do vakua. Výzkum bude prováděn pro proměnnou teplotu a intenzitu elektrického pole v okolí hrotu katody. Výsledky šumové spektroskopie budou orientovány na vytvoření metodiky nedestruktivního testování pouzitých polovodičových materiálů a katod.
- Symmetrical frequency filters with modern differential active elements
Cílem prací je na základě studia řešení symetrických pasivních kmitočtových filtrů a zapojení filtrů s operačními zesilovači se symetrickým výstupem, nalézt nová zapojení takovýchto filtrů s aktivními prvky, jako jsou plně diferenční operační zesilovače, plně diferenční OTA zesilovače, diferenční proudové zesilovače, diferenční transimpedanční zesilovače aj. Speciální zaměření bude na nové aplikace nového integrovaného proudového zesilovače s programovatelným přenosem. Součástí řešení jsou simulace vlastností pomocí počítačových metod a experimentální ověření vybraných zapojení.
- Frequency filters with higher-order synthetic elements
Cílem bude nalézt transformační dvojbrany pro syntetické prvky s imitancemi vyššího řádu. Přitom se budou využívat aktivní prvky, jako jsou operační napěťové či proudové zesilovače, napěťové sledovače, proudové prvky, proudové či napěťové konvejory, OTA zesilovače aj. Na základě těchto poznatků pak budou vyvíjena zapojení nejrůznějších typů kmitočtových filtrů 2. či vyššího řádu, nebo filtry stejnosměrné přesné.
- Advanced security methods of medical image data
Cílem je analýza současného stavu řešení ochrany lékařských obrazových dat u nás i ve světě. Analýza možností využití metod watermarkingu, případně steganografie. Metody zajištění autentičnosti a důvěryhodnosti těchto dat. Návrh a ověření aplikace principů ochrany na širokém spektru medicínských studií z různých modalit.
- Applications of Noise Source Identification Methods for Acoustic Field Analysis
Záměrem práce bude výzkum možností využití moderních metod identifikace zdrojů hluku kombinujících akustickou holografii v blízkém poli a beamforming pro analýzu akustických polí v aplikacích akustiky uzavřených prostorů, např. při analýze difúzních prvků, reliéfu poklesu energie dozvuku uzavřených prostorů apod. Součástí práce bude také porovnání výstupů těchto metod s tradičními simulačními metodami využívajícími statistické a vlnové akustiky a výzkum možností paralelizace těchto metod.
- Image processing for biometric systems
Téma je zaměřeno na výzkum nových metod detekce a identifikace osob a jejich činnosti pomocí analýzy specifických biologických nebo behaviorálních charakteristických znaků osob obsažených v obraze a video sekvencích, se zvláštním zaměřením na detekci a měření lidské postavy v obraze, dále pak na dynamickou analýzu lidské motoriky vedoucí buď k identifikaci osob, nebo k rozpoznání činnosti, případně k detailní analýze pohybu např. u sportovců. Výzkum by měl vyústit v návrh vlastní nové metody využitelné v systémech inteligentního videa.
- Transmission channel equalization in systems using FMT modulation
Práce bude věnována návrhu systému ekvalizace v alternativním systému vícetónové modulace Filtered MultiTone modulation (FMT). Cílem práce bude návrh a testování metod ekvalizace a metod návrhu koeficientů ekvalizérů v FMT systémech. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány jak v simulaci, tak v praktických realizacích.
- Softswitches in converged NGN networks
Práce bude věnována výzkum v oblasti integrace softswitchů do konvergovaných sítí nové generace. Jedním z cílů bude vazba na TDM sítě se signalizačním systémem číslo 7 prostřednictvím IP sítě. Cílem práce bude návrh, implementace a testování protokolárního řešení. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto signalizačních systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
- Fault tolerant system in hospital environment
Práce se bude věnována teorii systémů odolných proti poruchám při realizaci lékařských přístrojů s mikroprocesorovým řízením. Dílčí částí práce bude analýza možných řešení na základě teorie systémů odolných proti poruchám, analýza normalizační požadavků na odolnost lékařských přístrojů proti poruchám. Na základě těchto předpokladů budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány jak v simulaci, tak v praktických realizacích.
- Feature analysis of current-mode electronic frequency filters
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.
- Converters for mutual A/D and D/A conversions working in the current mode
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).
- Broadband data communication systems over metallic lines
Téma je zaměřeno na problematiku širokopásmových systémů přenosu dat po metalicých vedeních založených na technologiích využívajících vícetónových modulací (DMT, OFDM, ...). Do této skupiny patří například systémy komunikující po sdělovacích (xDSL) a energetických (PLC) vedeních.
- Optimization of Routing Principles with the aid of Neural Networks
Cílem výzkumu je užití umělých neuronových sítí v oblasti optimalizace směrovacích a přepínacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku, která bude obsahovat umělou neuronovou síť pro optimalizaci prioritního přepínání. Navržen bude také originální postup, jak danou problematiku modelovat matematicky a dále jak tento matematický model implementovat . Softwarová simulace systému, který lze využít pro řízení spojovacího pole určeného pro přepojování datových jednotek bude rozšířena o realizaci hardwarové implementace, např. pomocí programovatelných logických polí vývojového systému FPGA. Získané poznatky budou zobecněny a vztaženy jednak k teorii vysokorychlostních síťových prvků a jednak k teorii neuronových sítí. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a jazyk Visual C++.
- Automatic detection of wrong pronunciation
Disertační práce je zaměřena na analýzu řečového signálu s poruchami výslovností a automatickou detekci poruch výslovnosti v mluvené řeči. Součástí práce bude analýza jednotlivých poruch výslovnosti ve spolupráci s logopedickými odborníky, analýza vlivu poruch výslovnosti na sledované parametry řečového signálu a výběr nejvhodnějších parametrů pro automatizované vyhodnocení.
- Adaptive speech enhancement using sound intensive probe
Prvním krokem bude výzkum konstrukce a 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.
- Peer-to-peer network in overloaded locality
Nosnou myšlenkou je využít k přenosu dat peer-to-peer komunikaci mezi zařízeními v dané lokalitě. Simulovat se bude mobilní síť přetížená při hromadných akcích, jakými jsou výstavy, havárie, koncerty atp. V takovém případě se často stává, že lidé používají na mobilním internetu stejné služby - zpravodajství, Twitter, Facebook. Návrh sítě, která se bude sama organizovat a bude možné zajistit, aby přes síť mobilního operátora danou stránku nebo informaci stáhl pouze jeden uživatel v lokalitě, mezi ostatní by se pak obsah šířil ad-hoc sítí. S rostoucím počtem zařízení by pak de facto rostla přenosová kapacita sítě. Při rozšíření přenosů i přes jiná média nebo napříč operátory bude možné přenášet i hovory.
- Effective use of IP networks in crisis situations
Cílem je vytvořit efektivní strategii použití veřejných a neveřejných IP síti pro krizové řízení. Dále pak navrhnout takovou síť, která by dokázala kapacitně, ale také z hlediska odolnosti, zajistit krizovou komunikaci. Jednalo by se zejména o přenosy hlasu, dat, TV vysílání. Další částí by bylo navrhnout nové metody řízení komunikace po internetu - řídit toky informací atp. Výzkum by obsahoval také vliv topologie sítě na její stabilitu a bezpečnost, rychlost šíření virů, schopnost odolávat útokům atp. Jedním z cílů je navrhnout softwarového robota, který bude schopný monitorovat topologii sítě popřípadě internetu, dalším cílem je navrhnout systém pro výměnu souborů po internetu, ale bez jakéhokoli centrálního prvku. Systém by přitom měl být intuitivně použitelný. Řešení by mělo být bezpečné a umožnit anonymizovat odesilatele a příjemce dat. Finálním cílem je navrhnout vysoce odolnou síť vhodnou pro krizové situace a tento návrh podložit teorií.
- The precise voltage to frequency converters with modern circuit elements
Tématem práce je se zaměřit na přímé i nepřímé převodníky A/D. Rozebrat možnosti řešení těchto převodníků s proudovými a napěťovými konvejory, posoudit dosažitelnou rychlost a přesnost převodu a experimentálně ověřit zapojení, která mají předpoklady dosáhnout vysoké rychlosti a přesnosti převodu.
- The detection of specific points of face in teleroentgen photography for cephalometric tracing
V rentgenovém snímku profilu obličeje je zapotřebí na základě určité charakteristické specifikace nalézt body, pomocí kterých se počítá návrh pro léčbu v ortodoncii. K dispozici je soubor rtg obrázků pro testování. Výsledkem práce je nalézt metodu pro přesné nalezení zájmových bodů pro automatizované zpracování v kefalometrických analýzách.
- Segmentwise wavelet transform of video-sequences
V dnešní době existují metody, které umožňují bezchybný výpočet waveletové transformace signálu "segment po segmentu". Pro jednorozměrné signály to znamená umožnění jejich zpracování v reálném čase. Podobné algoritmy byly vyvinuty i pro obrazy, přestože nejsou prozatím dostatečně obecně formulovány.
Cílem dizertační práce by bylo přizpůsobit tyto stávající algoritmy pro zpracování videa (tzn. 3D signál) a navrhnout vhodnou paralelizaci celé úlohy, aby bylo dosaženo co nejkratšího výpočetního času. Navržené metody by pak mohly sloužit ke zpracování, analýze nebo kompresi videosignálu v reálném čase.
- Modelling traffic in wireless networks with support of QoS
Jako výsledek předchozích prací byl v minulosti navržen a ověřen pravděpodobnostní model umožňující předpovídat pravděpodobnost výhry soutěžení o médium v bezdrátových sítích při zohlednění odlišných přístupových parametrů kategorií služeb. Tento model však předpokládá maximální intenzitu provozu ve všech kategoriích přístupu, což nedopovídá charakteru provozu v reálných sítích. Je to zejména proto, že model nezohledňuje typické chování síťových služeb, resp. časovou proměnlivost aktuálních požadavků na síťové prostředky od různých typů přenosu jako jsou např. VoIP, HTTP, FTP, P2P apod.
|
