Detail oboru

Teleinformatics

FEKTZkratka: PKA-TLIAk. rok: 2019/2020

Program: Electrical Engineering and Communication

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

2. kolo (podání přihlášek od 01.07.2019 do 31.07.2019)

  1. Analýza a 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 různých tříd.

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

  2. 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.

  3. 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.

  4. Časově-prostorová analýza a syntéza zvukového pole

    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. Časově-prostorová syntéza naopak umožňuje percepčně založenou reprodukci 3D zvukového pole pro filmovou a mutimediální produkci, virtuální a rozšířenou realitu nebo 360-stupňová videa. Cílem disertační práce výzkum a vývoj metod snímání zvukového pole pomocí mikrofonních polí a jejich následné syntézy pro specifické reprodukční systémy.

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

  5. 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.

  6. Elektrické fantomy emulující impedance přírodních materiálů

    Práce je zaměřena na návrh a popis analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány elektrické impedanční vlastnosti vzorků přírodních materiálů. Tyto fantomy jsou založeny na využití fraktálního počtu, přičemž při jejich realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky s fraktálním řádem impedance (prvky s tzv. konstantní fází impedance) a jejich vhodné transformace a kombinace. Budou zkoumány metody měření impedancí emulovaných materiálů. Součástí práce bude i návrh podkladů pro výrobu vzorků fantomů ve vybrané technologii.

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

  7. Elektrické fantomy popisující fraktální impedanční chování reálných systémů

    Téma se zaměřuje na problematiku syntézy a popisu analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány a v čase uchovány elektrické vlastnosti systémů/vzorků analyzovaných především metodou impedanční spektroskopie. Popis těchto fantomů je založen na využití fraktálního počtu, kdy při jejich fyzické realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky fraktálního řádu a jejich vhodné transformace a kombinace, což je oblast, která dosud nebyla dostatečně prozkoumána. Význam takových fantomů pro budoucí výzkum spočívá v možnosti explicitně porovnat vhodnost vlastních měřicích technik využívaných pro charakterizaci materiálů.

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

  8. 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.

  9. Návrh chytré komunikační sítě – Smart Grid

    Cílem je vytvořit návrh optimalizované chytré komunikační sítě (Smart Grid) spojené s Internetem věcí (Internet of Things – IoT) se zaměřením na chytrá města popřípadě domácnosti. Využití moderních senzorů a ostatních prvků. Optimalizace přenosu a spolehlivosti M2M (Machine-To-Machine) a pokročilý návrh komunikační infrastruktury. Zefektivnění bezdrátových komunikačních protokolů s přihlédnutím k protokolům drátovým. Rozpracování myšlenek Průmyslu 4.0 (Industry 4.0). Předpokládají se mobilní sítě po 5G a LTE, PLC, Ethernet, NB-IoT, SigFox,,LoRaWAN. Využití simulačního nástroje Network Simulator 3 (NS3) a dalších prostředí.

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

  10. 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.

  11. Nelineární modelování pro elektroakustické aplikace

    Tématem studia je výzkum modelů nelineárních systémů v elektroakustických aplikacích, zejména reproduktorů a mikrofonů, založených na stavovém popisu. Cílem disertační práce je návrh modelů vybraných elektroakustických systémů, který by zohledňoval maximum fyzikálních jevů, které se podílejí na jeho nelineárním chování, a jejich implementace pro zpracování digitálního zvukového signálu v reálném čase optimalizovaná s ohledem na výpočetní výkon systému, ve kterém je model implementován. Tyto modely budou využity pro modelování systémů v reálném čase, jejich ekvalizaci a kompenzaci nežádoucích vlastností, zejména pro měřicí účely a lepší popis jejich parametrů. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s Université du Maine Le Mans a firmami zabývajícími se vývojem SW pro zpracování zvukových signálů.

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

  12. 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.

  13. 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.

  14. Post-kvantové kryptografické protokoly

    Téma je zaměřeno na analýzu, návrh a optimalizaci moderních post-kvantových kryptografických protokolů, které nabízí bezpečnou alternativu vůči stávajícím protokolům založených na problémech diskrétního logaritmu a faktorizace. Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.

    Školitel: Malina Lukáš, Ing., Ph.D.

  15. 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.

  16. Rezistivně-kapacitní 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. Součástí bude zejména návrh RC-PRP realizujících impedanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Budou analyzovány různé druhy implementací a výrobních technologií RC-PRP. Pro vybranou technologii budou zpracovány výrobní podklady. Práce zahrnuje i návrh a ověření aplikací RC-PRP v elektronických obvodech, zejména realizujících obvodové funkce fraktálního řádu.

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

  17. Využití strojového učení při modelování zvukových 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 zvukových systémů. Cílem disertační práce je nalezení algoritmů optimalizace parametrů digitálních hudebních efektů, algoritmů simulujících akustiku prostorů a dalších s využitím strojového učení a modelů slyšení pro trénování neuronových sítí. Výzkum bude zaměřen jednak na statickou optimalizaci parametrů systému podle analogové předlohy a jednak na dynamickou změnu parametrů v reálném čase na základě vlastností zpracovávaného zvukového signálu. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s firmami zabývajícími se vývojem SW pro zpracování zvukových signálů.

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

  18. 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.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2019 do 15.05.2019)

  1. Metody dosažení optimálních kvalitativních parametrů komunikačních sítí

    Téma je zaměřeno na výzkum v oblasti metod vedoucích k dosažení optimálních kvantitativních parametrů pro jednotlivé typy datového provozu v komunikačních sítích. V oblasti mobilních sítí se jedná o výzkum související s technikou označovanou jako 5G network slicing, která souvisí s virtualizací síťových prostředků, dynamickou úpravou konfigurace sítě a alokací dostupných prostředků na základě aktuálních požadavků konkrétní služby. Předpokládá se analytické řešení a simulace v k tomu účelu vhodném prostředí.

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

  2. Výzkum komunikační infrastruktury systémů 5G v pásmu milimetrových vln

    Výzkum a vývoj v oblasti mobilních systémů 5. generace si klade za cíl splnění neustále se zvyšujících požadavků na přenosové rychlosti, zpoždění, kvalitu služeb (Quality of Service; QoS) či kvalitu zážitků (Quality of Experience; QoE). Dosažení všudypřítomné konektivity a přenosových rychlostí v řádu jednotek Gb/s bude docíleno díky zcela novým síťovým strukturám, progresivním technologiím a podstatným změnám v kmitočtovém plánování. Cílem disertační práce bude výzkum komunikační infrastruktury pro datové přenosy využívající kmitočtové pásmo 6–100 GHz tzv. pásmo milimetrových vln. Hlavním úkolem doktoranda bude tedy nejprve analyzovat současný stav v této oblasti a následně navrhnout optimální řešení komunikační infrastruktury pro přenos dat v rámci sítí 5. generace.

    Školitel: Mašek Pavel, Ing., Ph.D.

  3. Výzkum komunikační infrastruktury systémů 5G v pásmu milimetrových vln

    Výzkum a vývoj v oblasti mobilních systémů 5. generace si klade za cíl splnění neustále se zvyšujících požadavků na přenosové rychlosti, zpoždění, kvalitu služeb (Quality of Service; QoS) či kvalitu zážitků (Quality of Experience; QoE). Dosažení všudypřítomné konektivity a přenosových rychlostí v řádu jednotek Gb/s bude docíleno díky zcela novým síťovým strukturám, progresivním technologiím a podstatným změnám v kmitočtovém plánování. Cílem disertační práce bude výzkum komunikační infrastruktury pro datové přenosy využívající kmitočtové pásmo 6–100 GHz tzv. pásmo milimetrových vln. Hlavním úkolem doktoranda bude tedy nejprve analyzovat současný stav v této oblasti a následně navrhnout optimální řešení komunikační infrastruktury pro přenos dat v rámci sítí 5. generace.

    Školitel: Mašek Pavel, Ing., Ph.D.

  4. Výzkum nových metod analýzy prostorové informace v digitálních obrazech

    Téma je zaměřeno na výzkum nových metod pro analýzu prostorové informace obsažené v digitálních obrazech, tedy v jejich časových nebo prostorových sekvencích, případně vyplývající z geometrie dané scény.

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


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DBM1AAdvanced methods of processing and analysis of imagesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DTK2AApplied cryptographyen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DET1AElectrotechnical materials, material systems and production processesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DFY1AJunctions and nanostructuresen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DEE1AMathematical Modelling of Electrical Power Systemsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DME1AMicroelectronic Systemsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DRE1AModern electronic circuit designen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DAM1ASelected chaps from automatic controlen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DVE1ASelected problems from power electronics and electrical drivesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DTE1ASpecial Measurement Methodsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DMA1AStatistics, Stochastic Processes, Operations Researchen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DJA6AEnglish for post-graduatescs4zimníVolitelný všeobecnýdrzkne
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DMA2ADiscrete Processes in Electrical Engineeringen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DME2AMicroelectronic technologiesen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DRE2AModern digital wireless communicationen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DTE2ANumerical Computations with Partial Differential Equationsen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DTK1AOptimization Methods and Queuing Theoryen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DET2ASelected diagnostic methods, reliability and qualityen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DAM2ASelected chaps from measuring techniquesen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DBM2ASelected problems of biomedical engineeringen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DEE2ASelected problems of electricity productionen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DFY2ASpectroscopic methods for non-destructive diagnostics en4letníVolitelný oborovýdrzkne
DVE2ATopical Issues of Electrical Machines and Apparatusen4letníVolitelný oborovýdrzkne
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DQJAAEnglish for the state doctoral examcs4celoročníPovinnýdrzkne