Detail oboru

Teleinformatika

FEKTZkratka: PK-TLIAk. rok: 2018/2019

Program: Elektrotechnika a komunikační technologie

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Cílem studia je příprava špičkových vědeckých osobností, které budou zvládat řešení složitých vědeckých a technických úloh v oblasti informačních technologií v telekomunikacích. Cílem je naučit absolventy metodám vědecké práce, prohloubit teoretické znalosti v oblasti vyšší matematiky a fyziky a poskytnout studentům teoretické, experimentální a praktické znalosti v oboru teleinformatiky.

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

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Adaptivní metody zvýraznění řeči využívající intenzitní sondu

    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.

  2. Analýza a emulace fraktálních systémů

    Popis a realizace fraktálních systémů se stává středem pozornosti v řadě inženýrských oblastí, např. pro možnost in vivo neinvazivní měření a následnou analýzu. Cílem práce je popis a návrh metod a nástrojů vhodných pro analýzu reálných systémů pomocí fraktálního počtu a jejich modelování.

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

  3. Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

    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.

  4. Bezpečnost v konvergovaných sítích

    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.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  5. Časově-prostorová analýza zvukových polí

    Metoda časově-prostorové analýzy ukazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru intenzity zvuku formou prostorové impulsní odezvy. Aplikacemi této metody je např. analýza akustiky poslechových prostorů, odhad směru přicházejícího zvuku a další. Cílem této práce je modifikovat tuto metodu pro různá mikrofonní pole a nalézt objektivní metriky popisující zvukové pole využívající časově-prostorovou analýzu, např. kódování prostorové informace a objektivní hodnocení kvality poslechových prostorů.

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

  6. Efektivní využití IP sítí v krizových situacích

    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, TVvysílání. 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.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  7. Efektivní zpracování a vyhodnocení velkého objemu dat

    Práce je zaměřena na problematiku efektivního zpracování a vyhodnocení velkých objemů dat z optických senzorických systémů. Kromě účinného zpracování dat je práce zaměřena na optimalizaci spotřeby a objemu zařizení, škálovatelnost, a v neposlední řadě na rekonfiguratelnost - plná/parciální. Optické senzorické systémy nachází stále větší uplatnění jak ve výzkumu, tak především v průmyslu. Oproti klasickým senzorickým systémům nabízí řadu výhod a umožňují detekci událostí na vzdálenost až stovek kilometrů s přesností lokalizace v řádu desítek metrů.

    Školitel: Münster Petr, Ing., Ph.D.

  8. Elektronické obvody fraktálního řádu

    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, Ing., Ph.D.

  9. Fyzicky neklonovatelné funkce

    Téma práce je zaměřeno na výzkum v oblasti fyzicky neklonovatelných funkcí (FNF) a možností jejich využití v kryptografických protokolech. FNF představují funkce, které jsou pevně spojeny s danou hardwarovou strukturou, lze je snadno vyhodnotit, ale odpovědi jsou těžko predikovatelné. FNF představují alternativu ke klasickému bezpečnému ukládání tajných klíčů kryptosystémů.

    Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.

  10. Kvalitativní parametry komunikačních sítí

    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.

    Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.

  11. Lokalizace zařízení pomocí BLE rámců

    Uvnitř budov nebo v jiných prostředích, kde není možné provádět lokalizaci lidí nebo zařízení s využitím GPS, jsou pro lokalizaci využívány senzorické sítě. Jednou z možností je využití bezdrátové technologie Bluetooth Low Energy. Výsledkem práce by měla být analýza přesnosti lokalizace na rozmístění uzlů senzorické sítě, optimalizace rozmístění pro dané prostředí a optimalizace algoritmu lokalizace.

    Školitel: Sysel Petr, doc. Ing., Ph.D.

  12. Návrh metod detekce dat v xPON systémech

    Cílem je návrh metody, algoritmu k detekci dat v xPON sítích. Dále pak návrh vlastního algoritmu, který je možný implementovat do FPGA. Jedná se o detekci dat mezi jednotkami OLT a ONU. Bude poskytnuta vývojová platforma osazená vývojovou síťovou kartou XILINX a systém GPON G.984. Nutná znalost VHDL, FPGA, dále je přínosem znalost jazyka C, případně Python. Přehled v xPON sítích je nedílnou součástí.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  13. Návrh moderních IP sofistikovaných telematických systémů v dopravě

    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).

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  14. Nové metody analýzy dat v optických přístupových sítích

    Práce je zaměřena na problematiku analýzy dat v optických přístupových sítích, optimalizaci parametrů na jednotlivých úrovních komunikace mezi řídicí a koncovou jednotkou, a návrh databázových struktur pro ukládání a filtraci dat. Optické přístupové sítě jsou převážně realizovány dle standardů ITU, ve kterých přenos rámců probíhá na základě struktury (X)GTC. Vzhledem k tomu, že struktura přenosu dat je odlišná od struktury ISO OSI, není možné využít komerčně sotupné softwarové analyzátory.

    Školitel: Münster Petr, Ing., Ph.D.

  15. Optimalizace směrování ve vysokorychlostních konvergovaných sítích

    Cílem výzkumu je optimalizace směrovacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku s prioritním směrováním. 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 k teorii vysokorychlostních síťových prvků. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a Simulink a jazyky VHDL a Visual C++.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  16. Peer-to-peer síť v přetížené lokalitě

    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.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  17. Pokročilá klasifikace texturních příznaků

    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.

  18. Převodníky pro vzájemný převod A/D a D/A pracující v proudovém módu

    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).

    Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.

  19. RC prvky s rozloženými parametry a jejich využití v elektronických obvodech

    Práce je zaměřena na výzkum návrhu rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) a jejich využití v elektronických obvodech zejména s moderními aktivními prvky (konvejory, proudové zesilovače atd.). Součástí bude zejména návrh RC-PRP realizujících imitanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Snahou bude zlepšení vlastností oproti existujícím řešením imitančních prvků fraktálního řádu (zvýšení přesnosti, frekvenčního rozsahu, lepší integrovatelnost, možnost změny parametrů). Jako aplikace těchto prvků budou navrhovány kmitočtové filtry, oscilátory, syntetické imitanční prvky aj. Očekává se získání obvodových charakteristik, které nemohou být realizovány pomocí klasických prvků nebo pouze za cenu použití složitých struktur.

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

  20. Sekvenční stanovení kontur arteriální stěny

    Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových videosekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Prostorové změny krční tepny jsou vztaženy k diagnosticky relevantním parametrům popisujícím např. elasticitu tepenné stěny. Proto je hlavním cílem této práce nalezení časově proměnné kontury krční tepny v ultrazvukové videosekvenci pomocí rozšíření metody strojového učení nazývané Gaussian proces regression, ve které je hledaná funkce reprezentována náhodným procesem, který neumožňuje explicitní parametrickou reprezentaci. Cílené sekvenční rozšíření dané metody umožní spojité sledování detailního tvaru tepenné stěny po libovolně dlouhou dobu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

    Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.

  21. Senzorové aplikace optických vláken

    Náplní doktorského studia je výzkum problematiky vlivu okolních podmínek, jako je teplota, tlak, mechanické vibrace, apod. na přenosové vlastnosti optických vláken a návrh metod a technik pro jejich využití jako senzorů různých fyzikálních veličin.

    Školitel: Novotný Vít, doc. Ing., Ph.D.

  22. Vyhlazovací metody pro sledování pohybu arteriální stěny

    Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových sekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Cílem této práce je vývoj časově-rekursivních metod pro sledování klíčových bodů, umístěných na tepenné stěně, v ultrazvukové videosekvenci. Tyto metody budou založeny na skrytém Markovském modelu, který popisuje pohyb klíčových bodů, a vyhlazovacích metodách pro více-objektové sledování. Takto zvolený přístup umožní využít silné statistické závislosti mezi klíčovými body. Ve srovnání s aktuálně používanými metodami založenými na filtrování se při použití vyhlazovacích metod očekává vyžší přesnost získaných odhadů, na úkor vyžší výpočetní složitosti.

    Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.

  23. Využití strojového učení při modelování audio systémů

    Neuronové sítě a strojové učení jsou v oblasti zpracování zvukových signálů v současné době využívány při dolování dat, např. rozpoznání žánru, získávání hudebních informací z nahrávek apod., a při zpracování řeči, např. rozpoznávání slov, identifikaci mluvčího, rozpoznání emocí apod. Jejich potencionální využití je ale také v modelování analogových hudebních efektů, zvukových a akustických systémů apod. Toto téma je zaměřeno právě na oblast modelování audio systémů s důrazem na minimalizaci nutnosti ručního značení nahrávek pro trénování neuronových sítí.

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

  24. Zefektivnění zabezpečení sítí standardu IEEE 802.11

    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 (OMNET++, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DET1Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DEE1Matematické modelování v elektroenergeticecs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DME1Mikroelektronické systémycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DRE1Návrh moderních elektronických obvodůcs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DTK1Optimalizační metody a teorie hromadné obsluhycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DFY1Rozhraní a nanostrukturycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DTE1Speciální měřicí metodycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DMA1Statistika. stochastické procesy, operační výzkumcs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DAM1Vybrané kapitoly řídicí technikycs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DVE1Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonůcs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DBM1Vyšší metody zpracování a analýzy obrazůcs4zimníVolitelný oborovýdrzkano
DJA6Angličtina pro doktorandycs4zimníVolitelný všeobecnýdrzkano
DRIZŘešení inovačních zadánícs2zimníVolitelný všeobecnýdrzkano
DEIZVědecké publikování od A do Zcs2zimníVolitelný všeobecnýdrzkano
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DTK2Aplikovaná kryptografiecs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DMA2Diskrétní procesy v elektrotechnicecs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DME2Mikroelektronické technologiecs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DRE2Moderní digitální bezdrátová komunikacecs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DTE2Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemics4letníVolitelný oborovýdrzkano
DFY2Spektroskopické metody pro nedestruktivní diagnostikucs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DET2Vybrané diagnostické metody, spolehlivost, jakostcs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DAM2Vybrané kapitoly měřicí technikycs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DBM2Vybrané problémy biomedicínského inženýrstvícs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DEE2Vybrané problémy z výroby elektrické energiecs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DVE2Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojůcs4letníVolitelný oborovýdrzkano
DJA6Angličtina pro doktorandycs4letníVolitelný všeobecnýdrzkano
DCVPCitování ve vědecké praxics2letníVolitelný všeobecnýdrzkano
DRIZŘešení inovačních zadánícs2letníVolitelný všeobecnýdrzkano
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DQJAZkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškucs4celoročníPovinnýdrzkano