Detail oboru

Electronics and Communications

FEKTZkratka: PPA-ESTAk. rok: 2019/2020

Program: Electrical Engineering and Communication

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Poskytnout doktorské vzdělání absolventům magisterského vysokoškolského studia v oblasti elektroniky a komunikačních technologií. Prohloubit teoretické znalosti studentů ve vybraných částech vyšší matematiky a fyziky a dát jím též potřebné vědomosti a praktické dovednosti z aplikované informatiky a výpočetní techniky. Naučit je metodám vědecké práce.

Klíčové výsledky učení

Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti elektroniky a komunikací.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti elektroniky a komunikační techniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti elektroniky a sdělovací techniky schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů komunikačních systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní komunikační a měřicí techniku.

Profesní profil absolventů s příklady

Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti elektroniky a elektronických komunikací.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti elektroniky a komunikační techniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti elektroniky a sdělovací techniky schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů komunikačních systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní komunikační a měřicí techniku.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

2. kolo (podání přihlášek od 01.07.2019 do 31.07.2019)

  1. Aktivní prvky v perspektivních třídách pro telekomunikační aplikace

    Cílem projektu je řešení zesilovačů v perspektivních třídách E, F, G a dalších na mikrovlnných kmitočtech. Tyto třídy umožňují zlepšovat množství parametrů standardních obvodů, jako jsou účinnost, intermodulační odolnost a další, v závislosti na konkrétní aplikaci. Změny parametrů se dosahuje manipulací s harmonickými kmitočty budícího signálu. Práce se zaměří také na návrh vhodných výstupních obvodů, realizujících manipulaci harmonických kmitočtů. V průběhu práce bude potřeba obvody simulovat, provádět realizace vybraných konstrukcí i zavést vhodnou metodiku měření pro použití u těchto obvodů.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

  2. Analýza a modelování přenosu digitální televize druhé generace využívající techniku prostorové diverzity

    Druhá generace standardu pro terestrické digitální televizní (DVB-T2) vysílání umožňuje využít k vysílání a příjmu i techniky prostorové diverzity multiple-input single-output (MISO). Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize druhé generace (standardy DVB-T2/T2-Lite) využívající prostorovou diverzitní techniku MISO a v budoucnu MIMO. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace modelů pomocí experimentálního měření v laboratoři, případně i na reálných signálech. Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu.

    Školitel: Kratochvíl Tomáš, prof. Ing., Ph.D.

  3. Analýza a modelováníl sdíleného přenosového kanálu pro budoucí bezdrátové komunikační systémy

    Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu vlastností moderních a budoucích bezdrátových komunikačních systémů a jejich koexistenci ve sdíleném přenosovém kanálu. Při analýze se může jednat o systémy digitálních televizních služeb (např. DVB-T/T2, NGH), standardy mobilních komunikací (např. GSM/UMTS/LTE), bezdrátové komunikační služby (např. ZigBee, BT, WLAN, WPAN) a další. Předpokládá se definice statistického modelu reálného přenosového kanálu s proměnnými parametry a dále jeho verifikace při simulované koexistenci různých bezdrátových služeb. Cílem práce je nejen samotný model přenosového kanálu, ale i inovativní algoritmy pro separaci bezdrátových služeb, optimalizované pro vytvořený a ověřený model sdíleného kanálu.

    Školitel: Kratochvíl Tomáš, prof. Ing., Ph.D.

  4. Analýza hlasivkových pulzů

    Projekt je zaměřen na měření a analýzu hlasivkových pulzů u mluvčích na základě zpracování řečového signálu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování průběhu pulzů vytvářených hlasivkami při běžné řeči. Analýza získaných pulzů bude orientována na vybrané faktory použitelné pro lékařské diagnostické vyšetřování. Vývoj algoritmů bude vycházet z metod DSP použitelných jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích.

    Školitel: Sigmund Milan, prof. Ing., CSc.

  5. Analýza nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad

    Cílem projektu je rozpracovat způsoby popisu nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad a nalézt efektivní metody jejich řešení. V teoretické části budou kriticky hodnoceny stávající a hledány výpočetně efektivnější postupy, včetně aplikace vícerozměrné Laplaceovy transformace a souvisejících numerických metod. Pozornost bude zaměřena na využitelnost metod pro analýzu soustav s rozprostřenými parametry s nelinearitami. V experimentální části se předpokládá využití závislostí mezi jádry Volterrovy řady a X-parametry měřenými nelineárním vektorovým obvodovým analyzátorem. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

    Školitel: Brančík Lubomír, prof. Ing., CSc.

  6. Analýza planárních nanostruktur pomocí integrálních rovnic v časové oblasti

    Disertační práce se zaměřuje na vývoj fundamentálně nových výpočetních technik určených pro analýzu tranzientního elektromagnetického rozptylu z planárně vrstevnatých struktur s aplikacemi na (nano- and mikro-) integrované obvody. Správnost navržených výpočetních přístupů bude prokázána pomocí analytických řešení vybraných testovacích problémů.

    Školitel: Štumpf Martin, doc. Ing., Ph.D.

  7. Analýza stochastických změn parametrů propojovacích struktur

    Cílem projektu je rozpracovat metodiku analýzy stochastických změn parametrů propojovacích struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR). Předmětem práce bude jednak aplikace obyčejných SDR, vhodných pro popis modelů se soustředěnými parametry, jednak studium využitelnosti parciálních SDR, vhodných pro spojité modely založené na telegrafních rovnicích. Očekává se zobecnění některých navržených postupů pro analýzu hybridních elektronických soustav na základě stochastických algebro-diferenciálních rovnic (SADR). Efektivnost navržených metod bude vyhodnocena srovnáním se standardními statistickými přístupy jako je metoda Monte Carlo. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

    Školitel: Brančík Lubomír, prof. Ing., CSc.

  8. Aplikace elektronicky řiditelných bilineárních dvojbranů pro aproximaci funkčních bloků neceločíselného řádu

    Práce se zabývá syntézou/aproximací obvodových bloků (integrátor, derivátor, atd.) neceločíselného řádu obvodu za pomoci řetězců dílčích fázovacích a bilineárních přenosových sekcí celočíselného řádu, kde je možno elektronicky a nezávisle na sobě nastavovat polohu nuly a pólu přenosové funkce. Tato aproximace (platná v určitém kmitočtovém rozsahu) umožňuje do jisté míry docílit neceločíselného exponentu Laplaceova operátoru s a tím dovoluje konstrukci např. tzv. polovičního integrátoru (1/s^0.5). Práce je zaměřena více do teorie obvodů, ale dílčí výsledky budou ověřovány experimentálně a hledány vhodné praktické aplikace a aplikace v inteligentních komponentách fyzické vrstvy komunikačních systémů.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  9. Aplikace elektronicky řiditelných bilineárních dvojbranů pro aproximaci funkčních bloků neceločíselného řádu

    Práce se zabývá syntézou/aproximací obvodových bloků (integrátor, derivátor, atd.) neceločíselného řádu obvodu za pomoci řetězců dílčích fázovacích a bilineárních přenosových sekcí celočíselného řádu, kde je možno elektronicky a nezávisle na sobě nastavovat polohu nuly a pólu přenosové funkce. Tato aproximace (platná v určitém kmitočtovém rozsahu) umožňuje do jisté míry docílit neceločíselného exponentu Laplaceova operátoru s a tím dovoluje konstrukci např. tzv. polovičního integrátoru (1/s^0.5). Práce je zaměřena více do teorie obvodů, ale dílčí výsledky budou ověřovány experimentálně a hledány vhodné praktické aplikace a aplikace v inteligentních komponentách fyzické vrstvy komunikačních systémů.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  10. Autentizace GNSS založená na nedokonalostech rádiového front-endu

    V řadě aplikací se jak lidé, tak stroje spoléhají na pravdivost údajů z geolokačních systémů. Můžeme se však na tyto údaje vždy spolehnout a jsme si jisti, že nejsou podvržené? Téma projektu je zaměřeno do oblasti ověření autentičnosti přijímaných signálů na základě analýzy nedokonalostí vysílače a vlastností kanálu. Funkčnost takovýchto metod byla dostatečně demonstrována na zařízeních typu mobilní telefon nebo IoT, v případě GNSS je ale situace komplikovanější (SNR, korelační zpracování, vlastnosti HW). Projekt je vhodný pro studenta se zájmem o metody zpracování signálů.

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

  11. Automatická detekce alkoholu z hlasu

    Projekt je zaměřen na detekci alkoholu u mluvčích na základě analýzy telefonního řečového signálu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování okamžité konzumace alkoholu v míře, která ještě není v hlasu slyšitelná, ale již ovlivňuje jednání mluvčích. Vývoj algoritmů bude zaměřen na robustní metody DSP použitelné jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích. Praktické uplatnění hotového produktu je očekáváno u bezpečnostních agentur a pojišťovacích společností.

    Školitel: Sigmund Milan, prof. Ing., CSc.

  12. Časoprostorová charakteristika optického přenosového kanálu

    Předmětem vědeckého projektu je výzkum časových a prostorových vlastností optického přenosového kanálu pro optické bezkabelové spoje. Výzkum bude zaměřen na nestacionaritu a nehomogenitu atmosféry ovlivňující přenos signálu. Budou analyzovány a modelovány atmosférické jevy ovlivňující parametry optického svazku. Experimentální práce bude zaměřena na získání dat ukazujících na míru nestacionarity a nehomogenity atmosférického přenosového prostředí. Následnou syntézou bude vytvořen model optického kanálu pro horizontálně dělenou trasu.

    Školitel: Wilfert Otakar, prof. Ing., CSc.

  13. Distribuovaný přijímací systém pro družicovou komunikaci

    Projekt je zaměřen na studium synchronizovaných distribuovaných SDR přijímačů a jejich aplikaci pro družicovou komunikaci. Systém by měl umožnit příjem více signálů najednou a následné zpracování dat. Cílem je zvýšit úspěšnost nezarušeného příjmu, využít zisk přijímacího systému a redundanci přijímacích stanic. Systém je určen pro příjem dat z experimentálních družic v UHF pásmu.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

  14. Elektronicky řiditelné oscilátory vyšších a neceločíselných řádů

    Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů základního a mezifrekvenční pásma. Úkolem je zjistit, jaké vlastnosti a aplikační možnosti nabízí obvody vyšších řádů než 3 či obvody popsané diferenciálními rovnicemi neceločíselných řádů. Pozornost bude soustředěna zejména na kmitočtovou laditelnost, fázové a modulové relace mezi generovanými amplitudami a vhodnou stabilizaci amplitudy. Součástí práce je detailní popis generace signálů pomocí lineárních a nelineárních matematických operací, které jsou umožněny použitím analogových obvodových prvků s konstantním fázovým posuvem mezi budicí veličinou a odezvou.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  15. Elektronicky řiditelné oscilátory vyšších a neceločíselných řádů

    Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů základního a mezifrekvenční pásma. Úkolem je zjistit, jaké vlastnosti a aplikační možnosti nabízí obvody vyšších řádů než 3 či obvody popsané diferenciálními rovnicemi neceločíselných řádů. Pozornost bude soustředěna zejména na kmitočtovou laditelnost, fázové a modulové relace mezi generovanými amplitudami a vhodnou stabilizaci amplitudy. Součástí práce je detailní popis generace signálů pomocí lineárních a nelineárních matematických operací, které jsou umožněny použitím analogových obvodových prvků s konstantním fázovým posuvem mezi budicí veličinou a odezvou.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  16. Chytrá koexistence bezdrátových komunikačních systémů

    V současné době existuje velký počet bezdrátových komunikačních systémů, které v budoucnosti budou sdílet mezi sebou čím dál tým víc společných RF pásem. Proto, řízená koexistence těchto systémů bude nevyhnutná. Téma doktorské práce je zaměřeno na výzkum metod a prostředků pro tzv. chytrou koexistenci bezdrátových systémů, provozovaných v širokém kmitočtovém pásmu. Techniky jako kognitivní rádio, skenovaní RF spektra či strojové učení (Machine Learning) v této oblasti jsou perspektivním směrem. Práce by se mala zaměřit na analýzu stávajících metod a jejich optimalizace případně rozšíření tak, aby správně vyhodnotili interferující signál, typ rušícího systému a parametry charakterizující systém. Na základě získaných informací se mají navrhnout změny, které minimalizují případnou interferenci koexistujících systémů. Předpokládá se verifikace teoretických výsledků pomocí měření na reálných RF signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách (např. pomocí softwarového rádia SDR-USRP). Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

    Školitel: Polák Ladislav, doc. Ing., Ph.D.

  17. Koexistence bezdrátových sítí LPWAN a WLAN ve sdílených frekvenčních pásmech

    V blízké budoucnosti se počítá s využitím sítí Low Power Wide Area (LPWAN) v širokém kmitočtovém pásmu. Tým pádem různě technologie LPWAN (např. LoRa, Ingenu), původně navrhnuté pro sub-GHz pásmo, mohou byt použité v RF pásmech, kde se využívají technologie WLAN (např. IEEE 802.11, 802.15.4k/g). Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů mezi bezdrátovými službami sítí LPWAN a službami WLAN ve sdíleném radiofrekvenčním pásmu. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného nebo rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je ověření definovaných koexistenčních scénářů a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů (např. v MATLABu). Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných RF signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách (např. pomocí softwarového rádia SDR-USRP). Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz těchto bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

    Školitel: Polák Ladislav, doc. Ing., Ph.D.

  18. Komunikace s využitím OTFS a NOMA technik pro 5G/6G

    Pro budoucí komunikační systémy se jako perspektivní jeví např. technologie NOMA (Non Orthogonal Multiple Access) nebo OTFS (Orthogonal Time Frequency and Space Modulations). Téma práce je orientováno na výzkum metod zpracování signálů v RF transceiver využívajících těchto přístupů, s důrazem na jejich odolnost vůči nedokonalostem RF front-endů (nelinearity zesilovače, I/Q nesymetrie, fázový šum…).

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

  19. Metody mnohonásobného přístupu a tvarování svazku pro budoucí mobilní sítě

    Stále rostoucí nároky na vysokorychlostní přenosy v mobilních sítích vedou k využívání stále vyšších kmitočtových pásem. V oblasti milimetrových vln je k dispozici dostatečná šířka pásma, ale extrémně zde narůstají ztráty šířením. Krátká vlnová délka, však umožňuje realizovat velmi malé antény a sdružovat je do řad, které nabízejí velký zisk a mohou ztráty šířením výrazně eliminovat. Cílem projektu je výzkum a vývoj algoritmů pro adaptivní tvarování svazků v kombinaci s masívním MIMO systémem, které by byly schopny optimálně kombinovat oba přístupy v závislosti na stavu přenosového kanálu a požadavků uživatelů. Součástí projektu je i studie možné hardwarové implementace navržených algoritmů a metody řízení anténních řad.

    Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

  20. Metody pro přibližnou symbolickou analýzu

    Projekt je zaměřen na výzkum a aplikaci nových metod pro symbolickou a semi-symbolickou analýzu lineárních nebo linearizovaných elektronických obvodů. Cílem je návrh metod pro tzv. přibližnou symbolickou analýzu rozsáhlých soustav založenou na topologickém přístupu, který respektuje fyzikální poměry uvnitř obvodu a který má potenciál poskytovat snadno interpretovatelné výsledky. Předpokládá se využití vyvinutých metod v procesu návrhu a testování integrovaných obvodů. Součástí projektu bude i implementace navržených algoritmů a jejich zahrnutí do programu SNAP.

    Školitel: Kolka Zdeněk, prof. Dr. Ing.

  21. Metody rozšiřování ladících rozsahů elektronicky řiditelných obvodů

    Se stále se snižujícím napájecím napětím se zhoršuje schopnost ovládat např. ladící rozsah filtru a docílit stejného pásma přeladění jako ve stávajících systémech s běžným napájecím napětím. Hlavním úkolem práce bude hledání řešení (obvodových struktur) a metod elektronického řízení aplikací (např. filtry a oscilátory) pracujících jako komponenty moderních komunikačních systémů, které umožní vhodně kombinovat řídící schopnosti řiditelných aktivních součástek nebo docílit změnu charakteru závislosti ladící charakteristiky na řídícím parametru (parametrech) aplikace či aktivního prvku tak, aby se při stále stejném rozsahu řídící veličiny podstatně vylepšil rozsah přeladění aplikace. Verifikace zamýšlených metod bude probíhat simulacemi v PSpice a Cadence IC6 (CMOS technologie AMIS 0.35 um nebo TSMC 0.18 um) i experimentálně.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  22. Metody rozšiřování ladících rozsahů elektronicky řiditelných obvodů

    Se stále se snižujícím napájecím napětím se zhoršuje schopnost ovládat např. ladící rozsah filtru a docílit stejného pásma přeladění jako ve stávajících systémech s běžným napájecím napětím. Hlavním úkolem práce bude hledání řešení (obvodových struktur) a metod elektronického řízení aplikací (např. filtry a oscilátory) pracujících jako komponenty moderních komunikačních systémů, které umožní vhodně kombinovat řídící schopnosti řiditelných aktivních součástek nebo docílit změnu charakteru závislosti ladící charakteristiky na řídícím parametru (parametrech) aplikace či aktivního prvku tak, aby se při stále stejném rozsahu řídící veličiny podstatně vylepšil rozsah přeladění aplikace. Verifikace zamýšlených metod bude probíhat simulacemi v PSpice a Cadence IC6 (CMOS technologie AMIS 0.35 um nebo TSMC 0.18 um) i experimentálně.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  23. Mikrovlnné struktury na syntetických substrátech

    Projekt je zaměřen na výzkum mikrovlnných struktur realizovaných na syntetických substrátech. Hlavní pozornost by měla být soustředěna na návrh substrátů s požadovanou prostorovou distribucí elektromagnetických vlastností. Pro návrh by měly být využity popř. rozvíjeny i optimalizační algoritmy. Navržené substráty by měly být využity pro vytvoření nových konceptů mikrovlnných obvodů a antén.

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

  24. Modelování interakce pulsních vlnových polí s vysoce kontrastními tenkými vrstvami

    Analýza šíření vlnových polí v časové oblasti je klíčové v elektromagnetismu (s aplikacemi na hustě vrstevnaté struktury integrovaných obvodů a jejich signálovou a EMC/EMI analýzu) i v elastodynamice (s aplikacemi v oblasti průzkumu zemního plynu a ropy). Výzkum v rámci disertační práce se proto zaměří na vývoj efektivních výpočetních modelů pro analýzu odezev pulsního vlnového pole s tenkými a vysoce kontrastními konfiguracemi se zahrnutím jejich relaxačních vlastností (např. plazmonové/meta-materiálové tenké vrstvy).

    Školitel: Štumpf Martin, doc. Ing., Ph.D.

  25. Modely kanálů pro budoucí generace mobilních sítí

    Neustále se zvyšující počet komunikačních zařízení na danou plochu a zvyšování kvality služeb vyžaduje přidělování stále širšího kmitočtového spektra. Kmitočtový rozsah milimetrových vln (MMW) mezi 30 a 300 GHz přitahuje stále větší pozornost jako možný kandidát pro příští generace širokopásmových mobilních sítí. Specifická omezení šíření MMW signálu, mimořádně velká šířka pásma a časově proměnné prostředí způsobené mobilními uživateli připojenými k páteřní síti pohybujícími se v členitých městských prostředích vytvářejí zcela nové požadavky pro vývoj širokopásmových komunikačních systémů využívajících pokročilé technologie pro eliminaci nežádoucích časově proměnných vlastností kanálu. Cílem projektu je měření a modelování širokopásmových nestacionárních MMW kanálů mezi mobilními uživateli a infrastrukturou především v časové a prostorové doméně s cílem analyzovat vlivy prostředí a povětrnostních podmínek a dále posoudit možnost využití pokročilých technik, jako je tvarování svazku nebo prostorové multiplexování pro tzv. „massive MIMO“ systémy.

    Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

  26. Moderní mikrovlnné systémy pro kosmickou komunikaci

    V současné době jsou k disposici nové zajímavé MIO na bázi GaN, diskrétní prvky a nové materiály, které umožňují řešení mikrovlnných částí pozemního i kosmického segmentu satelitních systémů na nových principech. Jedná se zejména o anténní ozařovače s integrovanými nízkošumovými zesilovači, výkonové zesilovače, kvadraturní frekvenční konvertory, lokální oscilátory s malým fázovým šumem, frekvenční filtry, frekvenční syntezátory, modulátory a demodulátory. Součástí projektu bude studie možností využití, rozbor parametrů a konkrétní návrhy jednotlivých částí satelitního komunikačního řetězce.

    Školitel: Kasal Miroslav, prof. Ing., CSc.

  27. Nové aktivní bloky a koncepty pro zpracování elektrických a neelektrických veličin

    Integrované obvody mají velkou důležitost při zpracování signálů ze senzorů elektrických i neelektrických veličin, protože umožní výrazným způsobem redukovat velikost celého zařízení včetně senzoru, mívají nižší spotřebu a díky tomu vysokou využitelnost např. v biomedicíně (analýza krve – indikace přítomnosti různých chemických látek, měření a modelování impedancí různých organických látek, apod.), mechanice (posuv/vzdálenost registrována změnou kapacity), atd. Téma zahrnuje studium možností využití komerčních i integrovaných analogových stavebních bloků (zesilovače, převodníky, generátory, klopné obvody, atd.), studium stávajících druhů senzorů různých veličin stejně jako stanovení doporučení a požadavků na aktivní rozhraní pro zpracování těchto signálů a zpracování metodiky měření. Součástí práce je návrh řetězce pro zpracování signálů s využitím integrovaných buněk vlastního návrhu nebo hotových návrhů na pracovišti (technologie ON Semiconductor/AMIS 0.35 um nebo TSMC 0.18 um) patřící dnes k moderním komponentám fyzické vrstvy komunikačních systémů.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  28. Nové aktivní prvky kombinující více způsobů elektronického řízení a jejich aplikace

    Téma je zaměřeno na studium nových principů elektronického řízení v rámci interní architektury aktivního obvodového prvku. Jedná se zejména o rozšíření možností stávajících prvků, jako jsou proudové konvejory, transkonduktory, proudové a napěťové zesilovače, apod. Tyto prvky většinou disponují pouze jedním externě nastavitelným parametrem. Cílem studenta by bylo najít dosud nepublikované možnosti řízení vhodných parametrů v rámci jednoho či jednodušší kombinace několika základních prvků. Tento prvek bude nejprve modelován na nejjednodušší úrovni ideálních řízených zdrojů, poté vznikne jeho behaviorální reprezentace (emulátor) na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. Dále budou zkoumány možnosti využití navržených prvků ve vhodných aplikacích a inteligentních obvodových strukturách.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  29. Nové aktivní prvky kombinující více způsobů elektronického řízení a jejich aplikace

    Téma je zaměřeno na studium nových principů elektronického řízení v rámci interní architektury aktivního obvodového prvku. Jedná se zejména o rozšíření možností stávajících prvků, jako jsou proudové konvejory, transkonduktory, proudové a napěťové zesilovače, apod. Tyto prvky většinou disponují pouze jedním externě nastavitelným parametrem. Cílem studenta by bylo najít dosud nepublikované možnosti řízení vhodných parametrů v rámci jednoho či jednodušší kombinace několika základních prvků. Tento prvek bude nejprve modelován na nejjednodušší úrovni ideálních řízených zdrojů, poté vznikne jeho behaviorální reprezentace (emulátor) na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. Dále budou zkoumány možnosti využití navržených prvků ve vhodných aplikacích a inteligentních obvodových strukturách.

    Školitel: Šotner Roman, doc. Ing., Ph.D.

  30. Perspektivní metody pro přesné určování polohy v bezdrátových sítích

    V současné době existuje řada metod pro určování polohy osob nebo senzorů v sítích. V budoucnosti se předpokládá, že díky novým perspektivním bezdrátovým technologiím (např. IoT komunikace a protokoly, komunikace v pásmě milimetrových vln) bude potřeba stávající techniky vylepšit případně doplnit účinnějšími. Aplikace tzv. strojového učení (Machine Learning) v této oblasti je perspektivním směrem. Téma doktorské práce je zaměřeno na výzkum metod a prostředků (SW a HW) pro přesné určování polohy senzorů a osob. Práce by se mala zaměřit na analýzu stávajících metod a jejich optimalizace pro budoucí bezdrátové technologie, používané v širokém kmitočtovém pásmu. Je předpokládáno využití poznatků strojového učení a jejich aplikace pro upřesnění určování polohy. Předpokládá se verifikace teoretických výsledků pomocí měření v laboratorních a reálných podmínkách (indoor a outdoor prostředí).

    Školitel: Polák Ladislav, doc. Ing., Ph.D.

  31. Pokročilé modely EMC filtrů

    Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti jedno-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením, analyzovat nejhorší možné případy (nejmenší vložný útlum) při použití těchto druhů filtrů a analyzovat různé měřicí systémy (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vložného útlumu. Dosažené výsledky by měly být podpořeny řadou širokopásmových měření vlastností zkoumaných filtrů. Součástí projektu by mělo být i vytvoření vhodných matematických modelů, které budou respektovat parazitní vlastnosti odrušovacích filtrů.

    Školitel: Dřínovský Jiří, Ing., Ph.D.

  32. Pokročilé signálové zpracování pro technologie LPWA

    Nová generace sítí Low Power Wide Area (LPWA) počítá nejen velkým počtem připojených tzv. IoT zařízení, ale aj rozšířením vlastností dosavadních technologií, které LPWA sítě používají pro různé aplikační scénáře (tzv. use cases). V blízké budoucnosti se počítá rozšířením oblastí, kde se LPWA sítě dají využít. To bude vyžadovat pokročilé techniky signálového zpracování, které dokážu rozšířit možnosti fyzické vrstvy (PHY layer) různých LPWA technologií tak, aby adekvátně reagovali na potřeby trhu a uživatelů. Téma doktorské práce je zaměřeno na výzkum v oblasti signálového zpracování v LPWA technologiích (např. LoRa, INGENU) se zaměřením na různé aplikační scénáře a kmitočtové oblasti. Práce by se mala zaměřit například na možnost využití nových typů modulací, na zvýšení šířky pásma a datového toku a to tak, aby se základní vlastnosti LPWA technologií (např. komunikace na velkou dálku, vysoká energetická efektivita, odolnost proti rušení) se příliš nezměnili. Cílem práce je ověření vlastností navržených řešení a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů (např. v MATLABu). Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných RF signálech v laboratorních podmínkách (např. pomocí softwarového rádia SDR-USRP). Výsledky práce by mimo jiné mněli přinést kompromis pro požadavky na rozsah a rychlost přenosu dat.

    Školitel: Polák Ladislav, doc. Ing., Ph.D.

  33. Pravděpodobnostní modely pro komunikaci autonomních vozidel

    Autonomní dopravní prostředky se, zejména při začlenění do běžného provozu, budou muset vyrovnat s nepředvídatelným chováním neautonomních objektů (chodců, neautonomních vozidel). Pro zajištění bezpečnosti provozu je v rámci sítí 5G plánováno využití tzv. URLLC komunikace (Ultra Reliable Low Latency Communications). Náplní studia bude výzkum pravděpodobnostních modelů (gausovské procesy, markovovy řetězce, časoprostorové bodové procesy, apod.) a analýza jejich vhodnosti pro modelování komunikace mezi autonomními dopravními prostředky.

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

  34. Pravděpodobnostní modely pro komunikaci autonomních vozidel

    Autonomní dopravní prostředky se, zejména při začlenění do běžného provozu, budou muset vyrovnat s nepředvídatelným chováním neautonomních objektů (chodců, neautonomních vozidel). Pro zajištění bezpečnosti provozu je v rámci sítí 5G plánováno využití tzv. URLLC komunikace (Ultra Reliable Low Latency Communications). Náplní studia bude výzkum pravděpodobnostních modelů (gausovské procesy, markovovy řetězce, časoprostorové bodové procesy, apod.) a analýza jejich vhodnosti pro modelování komunikace mezi autonomními dopravními prostředky.

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

  35. Příjem vemi slabých radiofrekvenčních signálů

    Příjem mikrovlných signálů přicházejících z kosmického prostoru je charakteristický velmi nízkým poměrem Eb/N0. Jedná se většinou o signály s fázovým nebo frekvenčním klíčováním nosné nebo subnosné. Pro eliminaci AWGN se s rostoucí vzdáleností redukuje přenosová rychlost, a tím i šířka pásma kanálu. To klade vysoké požadavky na frekvenční stabilitu celého systému, která musí být řešena zavěšením na atomový normál a také přesná kompenzace Dopplerova posuvu. Základním požadavkem je dosažení nízké ekvivalentní šumové teploty systému, související s optimálním ozářením parabolického zrcadla. Součástí projektu je i metodologie měření citlivosti pomocí extraterestrických zdrojů šumu.

    Školitel: Kasal Miroslav, prof. Ing., CSc.

  36. Senzorové sítě pro dopravní prostředky

    Jedním ze způsobů snižování ceny a spotřeby automobilů, letadel a dalších dopravních prostředků je náhrada drahé a poměrně těžké kabeláže propojující desítky až stovky senzorů a akčních členů s řídící jednotkou vozidla bezdrátovou sítí. Mnohacestné šíření signálů v silně zarušeném prostředí a koordinace vzájemné komunikace vyžaduje použití speciálních technik a algoritmů zpracování signálů. Cílem projektu je návrh a optimalizace senzorové „multi-hop“ sítě. Budou zkoumány vhodné modulace, metody ekvalizace, korekce chyb, apod. na fyzické vrstvě a vhodné přístupové techniky, metody alokace systémových prostředků a koordinace přenosu dat na vyšších vrstvách.

    Školitel: Prokeš Aleš, prof. Ing., Ph.D.

  37. Stanovení limitů pro kvalitativní přenosové parametry optických bezkabelových komunikací

    Práce je zaměřená na studium atmosférické turbulence, která je významným faktorem ovlivňujícím vlastnosti optického záření v celém jeho spektru. Práce sestává s detailní analýzy turbulentního prostředí, studia horizontálních a vertikálních modelů atmosféry a návrhu vlastní metodiky kvantifikace míry turbulence s ohledem na potřeby optické bezkabelové komunikace. Hlavním cílem práce je stanovení maximální dosažitelné přenosové rychlosti v optickém bezkabelovém spoji. Zkoumat se bude závislost přenosové rychlosti na míře atmosférické turbulence a vlnové délce optické nosné pro různé typy optických svazků s ohledem na použité modulační a kódovací techniky. Součástí práce je analýza chybovosti optického spoje při provozu v turbulentním prostředí. Projekt má z velké části experimentální charakter.

    Školitel: Hudcová Lucie, doc. Ing., Ph.D.

  38. Širokopásmová vektorová měření

    Cílem projektu je studium problematiky a návrh širokopásmového vektorového měřicího systému pro oblast mikrovlnných kmitočtů. Dosavadní širokopásmové systémy popsané v literatuře jsou určeny především pro oblast nižších kmitočtů a z technologických důvodů není možná jejich aplikace výše. Výzkum zamýšleného širokopásmového systému bude orientován zejména na metody mikrovlnných šestibranů, s čímž souvisí potřeba podrobného rozboru a návrhu přesných kalibračních sad a dalších metod potřebných pro úspěšnou funkci systému. Předmětem výzkumu bude též studium vlastností a modelování chování měřicích systémů při změně parametrů prostředí, časová stabilita a další vlastnosti.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

  39. Vliv dynamických environmentálních jevů na kvalitu služeb v bezdrátových sítích

    Bezdrátové komunikační systémy jsou typické svou citlivostí na vlivy okolního prostředí – například změny vlastností sítě při změně podmínek šíření (teplota, vlhkost, vegetace, sluneční aktivita), rádiového prostředí (interference, vícecestné šíření), zatížení (mnohonásobný přístup a kapacita) a interferencí od okolních buněk. Každý z těchto dynamických jevů je charakteristický pomalejšími či rychlejšími změnami stavu. Při vyhodnocení kvality služeb a kvality zážitku v bezdrátových sítích obvykle vliv uvedených jevů neuvažujeme, protože se mění o několik řádů pomaleji, než je interval potřebný pro získání jednoho vzorku měření. Bez důkladného porozumění tohoto procesu není možné spojit měření získaná v dlouhém období, např. záznamy crowdsourcingových měření napříč několika roky. Cílem experimentální části projektu je navrhnout vhodnou metodiku pro získání dostatečně velkého množství měřicích pozorování charakterizujících vybraný rádiový spoj nebo vybranou lokalitu v buňkové síti. Analytická část práce se zaměří na využití dalších datových zdrojů (data ze satelitního snímání Země, data o počasí, dopravní informace) k formulování modelů vlivu na vybraný typ bezdrátového systému s cílem maximalizovat přesnost predikce kvality služeb v daném čase a místě.

    Školitel: Slanina Martin, doc. Ing., Ph.D.

  40. Vyhodnocení kvality služeb v mobilních sítích s využitím crowdsourcingu

    Měření kvalitativních parametrů mobilních buňkových sítí na straně uživatele se obvykle provádí prostřednictvím měřicích kampaní, kdy je provádí velké množství měření na předem vytipovaných lokalitách s využitím specializovaných měřicích zařízení. Výsledky takových analýz mají pouze takovou vypovídací schopnost, jak vhodně navržená je nejen metodika měření, ale zejména volba měřicích lokací a frekvence měření. Protože provozní parametry sítí jsou značně ovlivněny okamžitou zátěží, je určení skutečné přenosové rychlosti dosažené uživatelem na základě klasických testů prakticky nemožné. Koncept crowdsourcingu je založen na získání měření od samotných uživatelů, kteří prostřednictvím aplikace ve svém mobilním zařízení získají vzorek měření a odešlou jej automaticky ke zpracování experimentátorem. Výsledek je však zatížen dalšími okolnostmi, jako je například tarif uživatele a další, díky čemuž je obtížné vyhodnotit skutečnou výkonnost sítě. Projekt je zaměřen na výzkum metod takto prováděných měření s cílem porozumět hranicím a výhodám každého přístupu a umožnit tak zvýšení přesnosti a vypovídací schopnosti výsledků získaných klasickým přístupem.

    Školitel: Slanina Martin, doc. Ing., Ph.D.

  41. Využití FPGA pro akceleraci algoritmů deep learning

    Algoritmy v oblasti deep learning využívají extrémně velkých datových setů a jejich početní náročnost je proto značná. Pro akceleraci výpočtů se běžně používají GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units). Méně rozšířeny jsou prozatím FPGA, přestože umožňují mnohem větší flexibilitu hardwarové konfigurace a lepších energetických nároků. Hlavními cíly Ph.D. projektu bude posouzení využití FPGA pro akceleraci algoritmů hlubokého učení, ověření časových a energetických nároků se zaměřením na jeden typ aplikací, např. v oblasti computer vision.

    Školitel: Frýza Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2019 do 15.05.2019)

  1. Pasivní lokalizace experimentálních satelitů na nízkých drahách

    Projekt je zaměřen na studium aktuální situace v oblasti experimentálních satelitů, jejich signálů, modulací a dalších vlastností důležitých pro pasivní lokalizaci. Součástí práce bude analýza zdrojů chyb v měřícím systému, zejména vliv atmosféry a parametrů použitých SDR přijímačů. Následné měření pomocí více SDR přijímačů umožní získat experimentální data pro implementaci metody lokalizace a hledání optimálních řešení pro získání vysoké přesnosti, rozlišení a dalších parametrů systému.

    Školitel: Urbanec Tomáš, Ing., Ph.D.

  2. Širokopásmová linearizace RF zesilovačů

    Téma projektu je orientováno do oblasti linearizace RF zesilovačů pomocí předzkreslení vstupního signálu. Cílem je navrhnout linearizátor pracující s velkou šířkou pásma RF signálu v řídu stovek MHz.

    Školitel: Maršálek Roman, prof. Ing., Ph.D.

  3. Využití deep learning pro zpracování obrazu

    Téma Ph.D. projektu je zaměřeno na zjištění možností technik hlubokého strojového učení k analýze a extrakci dat z obrazových signálů. Algoritmy v oblasti deep learning využívají extrémně velkých datových setů a jejich početní náročnost je proto značná. Pro akceleraci výpočtů se běžně používají GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units). V oblasti obrazových dat bude pozornost soustředěna především na extrakci atributů z obličejů, rukou a celkového pohybu pro identifikaci znaků predikujících věk a jiné charakteristiky související se zdravím.

    Školitel: Frýza Tomáš, 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