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.
- Physical topology discovery of large-scale IP networks
Znalost fyzické topologie IP sítí je stěžejní pro řadu aplikací pracujících s fyzickou polohou stanic. Příkladem může být vizualizace sociálně-demografických a marketingových dat na digitálních mapách. Práce doktoranda bude spočívat ve výzkum vhodného způsobu detekce fyzické topologie na základě měření parametrů komunikace v páteřních sítích. Vyhodnocována bude mimo jiné i dosahovaná přesnost pro stávající a nové metody. K tomuto účelu bude využita celosvětová experimentální síť PlanetLab (www.planet-lab.org). Tato experimentální síť umožňuje pracovat s velkým počtem serverů umístěných po celém světě. Bližší informace o této problematice lze nalézt na adrese www.dinesgroup.org.
- 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.
- Low-noise symmetrical amplifiers and frequency filters
Záměrem práce bude koncepce nízkošumových digitálně řízených symetrických napěťových nebo proudových zesilovačů pro zpracování zvukových signálů mikrofonních i linkových úrovní napětí. Součástí řešení budou obvody pro úpravu dynamiky signálu. Dále bude prováděn výzkum nízkošumových filtrů a kmitočtových korektorů pro zpracování akustických signálů.
- 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.
- Recognition of dangerous content in image data
Téma je zaměřeno na výzkum automatických metod detekce škodlivého nebo podezřelého obsahu obrazových dat na webových stránkách, internetových galeriích a v systémech inteligentního videa. Cílem je návrh nové komplexní metody pro klasifikaci objektů v obrazovém obsahu specifikovaného pomocí trénovací databáze. Navržené metody by měly být využitelné například jako rodičovská pojistka, nástroj správců fotogalerií, případně v systémech inteligentního videa například pro detekci násilného chování, zbraní, zakázaných symbolů a podobně.
- The segmentation of medical images
Téma je zaměřeno na zpracování statických, dynamických nebo třírozměrných obrazů, které jsou výstupem různých lékařských akvizičních technik, jako je zejména snímání řezů částí těla sejmutých pomocí magnetické rezonance či obrazový výstup ultrazvukového vyšetření. Cílem je zlepšení vlastností jednotlivých snímků, jejich segmentace, rozpoznání 2D objektů, kvantifikace různých parametrů objektů, jejich časová nebo prostorová analýza, případně konstrukce 3D modelu. Výsledkem práce bude návrh vlastní metody využitelné při řešení konkrétních diagnostických problémů ve spolupráci s lékaři.
- 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.
- More effective security of wireless networks
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.
- 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).
- 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.
- 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++.
- 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.
- Theory of mass service application for data network design and optimization
Náplní doktorské práce je studium problematiky modelování a následné analýzy struktur komunikačních sítí prostřednictvím teorie hromadné obsluhy a teorie grafů za účelem výkonnostní analýzy síťových struktur, návrhu nových sítí a optimalizace provozních parametrů sítí.
- 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.
|
