studijní program

Electronics and Information Technologies (Double-Degree)

Fakulta: FEKTZkratka: DPAD-EITAk. rok: 2020/2021

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0619D060001

Udělovaný akademický titul: Ph.D.

Jazyk výuky: angličtina

Akreditace: 8.10.2019 - 7.10.2029

Forma studia

Prezenční studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Rada studijního programu

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Elektrotechnika Bez tematického okruhu 100

Cíle studia

Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat teoretické znalosti získané jak studiem vybraných kurzů, tak vlastní tvůrčí činností. Tyto poznatky je schopný efektivně využít při následném návrhu vlastních a inovátorských řešení v rámci dalšího experimentálního vývoje a aplikačního výzkumu. Důraz je tak kladen na získání jak teoretických, tak i praktických dovedností, dále samostatnost v rozhodování, formulování vědecko-výzkumných hypotéz pro přípravu projektů základního až aplikovaného výzkumu, schopnost hodnocení výsledků a jejich prezentace ve formě vědeckých textů a prezentací před vědeckou komunitou.

Profil absolventa

Doktorský studijní program „Electronics and Information Technology“ (DPA-EIT) je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů, kteří budou mít hluboké znalosti principů a technik využívaných v komunikačních a datových drátových i bezdrátových sítích a s tím souvisejících oblastí jako je i vlastní sběr, zpracování a zpětná reprezentace užitečných uživatelských dat na úrovni aplikační vrstvy. Hlavní části studia tvoří oblasti teoretické informatiky a komunikační techniky. Absolvent má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení. Absolvent se orientuje v operačních systémech, počítačových jazycích a databázových systémech, jejich užití včetně návrhu vhodného software a uživatelských aplikací. Je schopen navrhovat nová technologická řešení komunikačních zařízení a informačních systémů určených pro pokročilý přenos informací.

Charakteristika profesí

Absolventi programu "Electronics and Information Technologies" se uplatňují zejména ve výzkumných, vývojových a projekčních týmech, v oblasti odborné činnosti ve výrobních nebo obchodních organizacích, v akademické sféře a v dalších institucích zabývajících se vědou, výzkumem, vývojem a inovacemi, ve všech oblastech společnosti, kde dochází k aplikaci a využití komunikačních systémů a přenosu informace datovými sítěmi.
Uplatnění naši absolventi nalézají zejména při analýze, návrhu, tvorbě nebo správě komplexních systémů pro přenos a zpracování dat, a také při programování, integraci, podpoře, údržbě nebo prodeji těchto systémů.

Podmínky splnění

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Hodnocení a kontrola plnění individuálního studijního plánu doktoranda probíhá v kontrolních termínech stanovených k danému akademickému roku:
• 1. ročník ke dni 30. června,
• 2. ročník ke dni 30. dubna při odevzdání přihlášky ke státní doktorské zkoušce,
• při zápisu do 4. ročníku studia,
• při odevzdání rozpracované disertační práce,
• při odevzdání přihlášky k obhajobě disertační práce.
Splněním ISP se rozumí získání minimálního počtu bodů ve studijní oblasti, v oblasti pedagogické praxe a v oblasti vědecké a odborné činnosti ve stanovených termínech kontroly. Dále musí doktorand získat ve stanoveném termínu celkový minimální počet bodů. Minimální počty bodů jsou stanoveny a sledovány v ISP doktoranda (Bodové hodnocení tvůrčích aktivit doktoranda a Celkové bodové hodnocení doktoranda).
Vzhledem k tomu, že se jedná o studijní program typu double-degree, student musí splnit také studijní povinnosti dané platnou smlouvou mezi Vysokým učením technickým v Brně a Tampere University of Technology. Mezi tyto dodatečné povinnosti patří zejména povinnost studia i na partnerské univerzitě ve výši minimálně 12 měsíců. Student (doktorand) má od začátku svého studia přiděleny dva školitele – na domácí i partnerské univerzitě, kteří společně koordinují studijní a vědecké aktivity studenta.
Pokud doktorand neplní řádně své povinnosti (tj. nezíská ve stanovených termínech požadovaný počet bodů), proděkan společně se školitelem doktoranda na základě doporučení oborové rady navrhnou snížení stipendia nebo odebrání stipendia anebo ukončení studia.

Vytváření studijních plánů

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních především čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi v prezenční formě ve čtvrtém roce studia a doktorandi v kombinované formě v pátém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci by měl doktorand odevzdat do konce 4. roku v prezenční formě studia, respektive do konce 5. roku v kombinované formě studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Analogové obvody obsahující prvky neceločíselného řádu

    Práce je zaměřena na modelování, simulace a experimentální ověřování struktur, u nichž relace mezi odezvou a budicí veličinou obsahuje derivaci nebo integrál necelistvého řádu (tzv. fraktální struktury či obvody). Úkolem je dále návrh vhodných aplikačních možností obvodů fraktálního řádu, např. kmitočtových filtrů, rekonfigurovatelných filtrů, přeladitelných oscilátorů či dalších obvodů. Pozornost je třeba věnovat i dalším možným způsobům realizace fraktálních obvodů, např. využití struktur s rozprostřenými parametry (RC-EDP), počítačovému modelování přírodních a biologických látek a struktur a také matematickému popisu.

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

  2. 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 (Softwarově definované sítě) 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. Forenzní analýza operačních systémů

    Téma se zabývá forenzními technikami pro získání důkazů z úložných zařízení a z operační paměti (tzv. volatilní data). Současné metody budou aplikovány na příkladových studiích. Cílem je navrhnout postupy analýzy, provést jejich automatizaci a nezávisle ověřit jejich účinnost.

    Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

  6. Fúze dat v decentralizovaných senzorových sítích

    Tzv. bayesovská multisenzorová datová fúze se zabývá kombinováním statistických informací z vícero typů senzorů s cílem zlepšit měření nějaké veličiny. Příkladem budiž fúze vícero způsobů snímání (například LIDAR a kamery) v autonomních vozidlech. Tato práce se bude soustředit na distribuované metody fúze, kde neexistuje centrální entita provádějící datovou fúzi a senzory mohou komunikovat jen a pouze s ostatními senzory ve svém blízkém okolí. Ačkoli již bylo navrženo několik přístupů k distribuované fúzi senzorů, prozatím neexistuje jednotný rámec, který řeší otázky jako šíření falešných údajů a out-of-sequence data v hustých senzorových sítích. Cílem této práce je vyvinout a studovat efektivní a robustní metody fúze senzorů, které řeší popsané problémy. (Spolupráce: Prof. Franz Hlawatsch, TU Vídeň, možnost cestování a stáží.)

    Školitel: Rajmic Pavel, doc. Mgr., Ph.D.

  7. Kompresivní sledování pohyblivého cíle senzorovou sítí

    Práce se bude zabývat situací, kdy existuje ad-hoc síť agentů (např. senzorů), kteří spolupracují s cílem sledovat jeden nebo více pohyblivých cílů distribuovaným způsobem. Termín "distribuované" zde znamená, že neexistuje žádná centrální jednotka pro sběr a zpracování všech informací a měření, ale jsou to jen a pouze agenti, kteří jsou vzájemně schopni komunikovat. Bude využito faktu, že informace statistického charakteru vyměňované mezi agenty mají tzv. řídké rozdělení pravděpodobnosti. Cílem této disertační práce bude rozvíjet a studovat, jak tato řídkost umožní pokles komunikačních nároků a v důsledku např. zvýšení životnosti sítě. (Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni, Prof. Franz Hlawatsch. Možnost cestování a stáží.)

    Školitel: Rajmic Pavel, doc. Mgr., Ph.D.

  8. Konvergované sítě s omezenou šířkou pásma

    Konvergované sítě s omezenou šířkou pásma vyžadují výzkum alternativ zvýšení jejich propustnosti. Jedná se o řešení problémů spojených s širokopásmovým datovým přenosem, který je ve své části omezen zúženým pásmem - problém úzkého hrdla. Seznamte se s existujícími možnostmi řešení a následně navrhněte, modelujte a na platformě NetCOPE implementujte systém nový. Uvažujte jak řešení založená na QoS, tak také na kompresních algoritmech a jejich kombinacích. Předpokládány jsou znalosti z oblasti IP sítí, QoS, modelování v Matlabu a Simulinku, programování v jazycích VHDL, popř. Verilog. Vámi navržený systém porovnejte s existujícími a specifikujte jeho přednosti.

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

  9. Kvantová distribuce klíčů v telekomunikačních sítích

    Dnešní digitální svět je závislý na bezpečnosti dat jak během komunikace, tak ale i při ukládání dat, například v elektronickém bankovnictví, elektronickém obchodování, elektronickém zdravotnictví nebo v elektronické veřejné správě. S nástupem kvantových počítačů hrozí riziko potenciálního narušení dnešních zabezpečení. Kvantová distribuce klíčů (QKD) poskytuje způsob distribuce a sdílení tajných klíčů, které jsou nezbytné pro kryptografické protokoly. Informace je zde kódována do jednotlivých fotonů. Integrace systémů QKD do stávající síťové infrastruktury využívané pro telekomunikace je aktuální výzvou. Mezi některé další hlavní výzvy patří zvýšení frekvence vysílání klíčů, zvětšení dosahu QKD, nebo snížení komplexnosti a robustnosti stávajících řešení.

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

  10. Metody pro měření základních i odvozených parametrů datových sítí

    Cílem této práce je výzkum v oblasti měření základních parametrů datových sítí založených především na Internet protokolu (IP), jako jsou propustnost vyhodnocovaná na různých ISO/OSI modelu, jednosměrné a obousměrné zpoždění a také v oblasti složených parametrů, jako jsou např. kvalita hlasových a video služeb. To souvisí s problematikou modelování chování sítí a uživatelů v různých situacích, dlouhodobými i krátkodobými jevy, popisem systémů hromadné obsluhy, a také vlastnostmi a chováním stěžejních internetových a měřících protokolů v počítačových sítích, stejně tak jako problematikou jejich možného nastavení a bezpečnosti. Na základě analýzy dostupných nástrojů a jejich vlastností, popř. vývoje nástrojů vlastních, je očekáván návrh řešení a přístupů pro lišících se podle typu měření. Cílem je následně navržené postupy ověřit v laboratorních podmínkách i v prostředí reálných sítí.

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

  11. Metody pro optimalizaci ultraširokopásmových analogových integrovaných systémů na čipu s využitím parazitních jevů tranzistorů

    Disertační práce je zaměřena na výzkum optimalizačních metod ultraširokopásmových analogových systémů libovolného celistvého a neceločíselného řádu na tranzistorové úrovni integrovaných na čipu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti jednotek GHz. Vybraná nová obvodová řešení časových zpoždění, oscilátorů, kmitočtových filtrů druhého nebo vyššího řádu, simulátorů syntetických induktorů, atd. s potenciálem na využití v 5G komunikačních systémech budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením. Výzkum bude probíhat i ve spolupráci s Prof. Khaledem N. Salamou ze Sensors Lab, King Abdullah University of Science and Technology, SA s možností absolvování placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  12. Moderní bezdrátové komunikační technologie pro průmyslové aplikace využívající chytré nositelnosti

    Hlavní cíle tohoto doktorského tématu jsou: Identifikace klíčových metrik (KPI) výkonu nově vznikajících průmyslových aplikací s využitím chytrých nositelností (např. Rozšířená realita); Výzkum a pokročilá teoretická / simulační analýza nových bezdrátových komunikačních technologií splňujících identifikované KPI; Návrh univerzální komunikační architektury vhodné pro vznikající průmyslové nositelné aplikace; Vývoj analytického modelu vybrané bezdrátové technologie pro analýzu jejího výkonu v různých průmyslových scénářích (vnitřní vs. venkovní, nízká vs. vysoká hustota nasazení atd.); Vývoj demonstrátoru implementujícího „vítěznou“ bezdrátovou technologii ve vybrané průmyslové nositelné aplikaci.

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

  13. Narušení soukromí a povědomí o ochraně soukromí

    Téma je zaměřeno na výzkum a vývoj nových řešení pro ochranu soukromí a zvýšení povědomí uživatelů v této oblasti. Student se nejprve zaměří na způsoby narušení uživatelského soukromí, jako je profilování uživatelů. Poté student navrhne vlastní řešením umožňující zvýšit povědomí uživatelů o tom, kolik informací je možné o nich zjistit na internetu, a tím zvýšit úroveň jejich soukromí. Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.

    Školitel: Ricci Sara, M.Sc., Ph.D.

  14. Nové distribuované a kvazi-distribuované optické vláknové senzorické systémy

    Práce se zaměřuje na problematiku návrhu, simulace a vývoje distribuovaných a kvazi-distribuovaných optických vláknových senzorických systémů. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, polymerová optická vlákna (POF), mikrostrukturální vlákna, vícejádrová vlákna, případně další speciální vlákna využívána jako senzor. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův, Brillouinův, nebo Rayleighův rozptyl), popřípadně změn parametrů přenášeného optického signálu (změna intenzity, fáze, polarizace, atd.), lze získat informace o teplotě, vibracích a dalších fyzikálních veličinách podél optického vlákna.

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

  15. Nové principy detekce anomálií s využitím metod strojového učení

    Princip detekce anomálií je široce používaný v mnoha oblastech, jako jsou finanční podvody, počítačové útoky a mnoho dalších. V rámci tohoto tématu se student doktorského studia zaměří na výzkum a vývoj nových principů a algoritmů detekce anomálií pomocí strojového učení. Navrhované mechanizmy budou aplikovány zejména na textová data (normální text, síťové syslogy atd.) s cílem automatizovaně provádět identifikaci anomálií ve velkých souborech dat. Konkrétní příklady dat, na kterých budou aplikovány vyvinuté algoritmy detekce anomálií, zahrnují e-maily, syslogy výkonu sítě, syslogy zabezpečení sítě a data symptomů pacienta. Jako upřednostňované výzkumné nástroje bude student uvažovat především koncepty strojového učení s učitelem a bez učitele a také techniky hlubokého učení. Vyvinuté algoritmy budou ověřeny pomocí numerických simulací a případně také implementací do experimentálních sítí.

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

  16. Optické vláknové zesilovače

    Pokračující růst telekomunikačních sítí je v současné době umožněn díky optickým vláknům. Společně s telekomunikačními systémy, optické zesilovače umožnily přenášet obrovské množství dat na vzdálenosti od kilometrů až po transoceanické vzdálenosti, což poskytuje kapacitu potřebnou pro současné a budoucí komunikační sítě. Optické zesilovače mají důležitou roli nejen v optických telekomunikacích, ale také v optických senzorech a mnoha dalších aplikacích. Dnes jsou běžné vláknové zesilovače dopované prvky vzácných zemin (např. Erbiem dopované vláknové zesilovače), Ramanovy zesilovače, nebo polovodičové zesilovače (SOA). Speciální typy zesilovačů, jako jsou parametrické zesilovače, nabízejí mnoho výhod, jsou však složité a drahé. Kromě samotných zesilovačů je třeba zvážit nové typy optických vláken (např. vícejádrová vlákna) a možnosti zesílení v těchto vláknech.

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

  17. Optimalizace PI/PD/PID regulátorů pomocí akumulačních prvků neceločíselného řádu

    Disertační práce bude věnována problematice modelovaní a řízení reálních procesů pomocí fraktálního kalkulu. Výzkum bude zaměřen na nové aproximační metody akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu. Cílem práce dále je s využitím dosavadních poznatků navrhnout řadu původních řešení emulátorů kondenzátoru a cívky libovolného neceločíselného řádu zejména pro optimalizaci parametrů a implementaci PID regulátorů s potenciálem na využití v průmyslu. Vybraná nová obvodová řešení emulátorů akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu a analogových proporčně-integračních/proporčně-derivačních/proporčně-integračně-derivačních (PI/PD/PID) regulátorů budou realizovány na čipu. Kvalita regulátorů bude hodnocena zejména na základě robustnosti a stability v simulačním prostředí Matlab/Simulink či experimentálním měřením. Výzkum bude probíhat i ve spolupráci s Prof. Khaledem N. Salamou ze Sensors Lab, King Abdullah University of Science and Technology, SA s možností absolvování placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  18. Paralelizace evolučních algoritmů

    Cílem práce je výzkum v oblasti paralelizace evolučních algoritmů. Paralelizace je nedílnou součástí ke zvýšení efektivnosti evolučních algoritmů a jejich možnému využití. Výzkum by měl navázat na současné poznatky a provést výzkum vlivu zvolených parametrů a designu na výkon. Výzkum by měl být soustředěn na ostrovní modely evolučních algoritmů. Dle zvoleného postupu nutná znalost některého z programovacích jazyků, dále skriptovacího jazyka Python či Matlab. Zvolené vývojové a testovací prostředí je ponecháno volné volbě. Výsledkem by měla být prezentace a ověření dosažených výsledků.

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

  19. Propagace rádiového signálu v pásmu milimetrových vln

    Hlavní cíle tohoto doktorského tématu jsou následující: Detailní analýza specifik sítí pracující v pásmu milimetrových vln (mmWave); Studium klíčových zdrojů mmWave v různých scénářích; Návrh propagačního modelu mmWave zohledňující přenosy v 3D prostoru a další specifika rádiového kanálu v pásmu ultra-vysokých frekvencích; Ověřit vyvinutý model pomocí simulací a / nebo experimentálních měření.

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

  20. Rekonstrukce trojrozměrných nekartézských dat z magnetické rezonance pomocí komprimovaného snímání

    Nekartézské metody akvizice v magnetické rezonanci (MR) přitahují pozornost kvůli řadě unikátních vlastností, které lze využít pro různé aplikace. Těmito vlastnostmi jsou např. akcelerace samotného snímání, snížená citlivost na pohybové artefakty a možnost zobrazení tkání s velmi krátkými T2 (např. Kortikální kosti, šlachy, vazy, menisky a myelin). Cílem doktorského studia bude: a) vyvinout metodu efektivní trojrozměrné rekonstrukce z UTE (ultra short echo-time) dat pro kvantitativní analýzy ultra krátkých T2 složek založených na nekonvexní optimalizaci, b) prozkoumat limity prostorového rozlišení při snižování počtu UTE projekcí v kontextu urychlování akvizice, c) provádět kvantitativní analýzy MR in vivo. Spolupráce s CEITEC MU, zpracování reálných dat zexperimentálního MR skeneru, školitel specialista Ing. Peter Latta, CSc. Možnost finanční podpory ze strany CEITEC.

    Školitel: Rajmic Pavel, doc. Mgr., Ph.D.

  21. Restaurace audiosignálů založené na kombinaci optimalizace a neuronových sítí

    Práce se bude zabývat moderními metodami restaurace audiosignálu, konkrétně se bude zaměřovat na úlohu doplnit chybějící úsek audiosignálu a na příbuznou úlohu nahrazení saturovaných vzorků. Problémy tohoto typu se v praxi běžně vyskytují (restaurace nahrávek, výpadky v hovorech VoIP apod.). Současné metody zvládají velmi kvalitní interpolaci signálů, které jsou v okolí chybějícího úseku stacionární a mají harmonický charakter. Studium se bude zaměřovat na metody, které kombinují přístupy úspěšné v posledních letech, a to optimalizační metody a trénované hluboké neuronové sítě (DNN). Práce neopomene psychoakustickou stránku problému. (Spolupráce s Acoustics Research Institute, Vídeň)

    Školitel: Rajmic Pavel, doc. Mgr., Ph.D.

  22. Sledování více objektů na základě obrazových dat

    Sledování více navzájem se pohybujících objektů v obrazovém signálu je jednou z úloh, která je v současnosti řešena řadou vědeckých pracovišť po celém světě. Stávající metody jsou koncipovány ve většině případů jako návrhy řešení konkrétních úloh v konkrétních podmínkách (např. sledování vozidel při průjezdu křivavou). Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro sledování více pro univerzální použití na základě vstupních parametrů definujících vlastnosti sledovaných objektů.

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

  23. Výzkum analogových aktivních funkčních bloků pro biosenzory

    Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur nekonvenčních analogových aktivních funkčních bloků jako např. proudové či napěťové konvejory pomocí chemického popisu branových veličin. Cílem výzkumu je navrhnout nové struktury chemických konvejorů různé generace a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních veličin v biomedicínckých systémech. Vybrané systémy budou realizovány na čipu a ověřeno experimentálním měřením. Výzkum bude probíhat i ve spolupráci s Prof. Khaledem N. Salamou ze Sensors Lab, King Abdullah University of Science and Technology, SA s možností absolvování placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  24. Výzkum emulátorů akumulačních prvků neceločíselného řádu pro důvěryhodné modelování chování reálných systémů

    Disertační práce bude věnována problematice modelovaní akumulačních prvků neceločíselného řádu (-1; +1) pomocí fraktálního kalkulu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů výzkum původních důvěryhodných obvodových řešení emulátorů kondenzátoru a cívky s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou. Vybraná nová implementace emulátorů akumulačních prvků budou použity pro modelování různých odrůd a druhů zemědělských produktů a biomedicínských systémů (zrání ovoce či zeleniny, modelování sluchového aparátu, plic a jater člověka a savců, atd.) na základě dat získaných pomocí elektrické impedanční spektroskopie. Výzkum bude rovněž prováděn ve spolupráci s prof. Khaledem N. Salamou z Sensors Lab, KSA, vědeckou a technologickou univerzitou krále Abdullaha, s možností placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  25. Výzkum metod parametrizace online písma u osob s grafomotorickými obtížemi

    Kombinace motorického plánování a exekuce, vizuálně-percepčních schopností, ortografického kódování, kinestetické zpětné vazby a vizuo-motorické koordinace je označována jako grafomotorické dovednosti. Děti, které nejsou schopny si tyto dovednosti osvojit a automatizovat, mívají tzv. grafomotorické obtíže (GD). Přestože je prevalence GD u dětí školního věku až 30 %, dodnes neexistuje nástroj, který by umožnil hodnotit tyto obtíže objektivně a komplexně. Cílem této dizertační práce je výzkum metod parametrizace online písma (tj. písma zaznamenaného pomocí digitalizačních tabletů), za účelem zlepšení diagnózy a hodnocení GD u dětí. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s psychology z Masarykovy univerzity a Akademie věd ČR.

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

  26. Výzkum optimalizace komunikačích parametrů létajících základnových stanic v 5G infrastruktuře

    Cílem práce je výzkum mechanizmů létajících základnových stranic jakožto součásti nastupujících bezdrátových sítí 5. generace (5G). Autonomní létající platformy (drony) jsou považovány za velice perspektivní způsob zvýšení kapacity moderních mobilních sítí, avšak současně představují celou řadu technických výzev. Úkolem studenta tedy bude provést detailní přehled stávajících komerčních i nekomerčních řešení a zaměřit se zejména na optimalizaci komunikačních parametrů létajících základnových stanic. Dílčí problematikou bude také řízení bezpečné komunikace mezi jednotlivými prvky flotily létajících UAV.

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

  27. Výzkum vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů

    Disertační práce je zaměřena na výzkum původních řešení vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů libovolného neceločíselného řádu pomocí nekonvenčních aktivních funkčních bloků. Frekvenčně agilní filtrační systémy jsou specifickým typem rekonfigurovatelných analogových filtrů. Záměrem této práce je návrh nesymetrických i symetrických frekvenčně agilních filtrů třídy 1 až n. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním. Vybraná nová obvodová řešení budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením. Řešení bude probíhat i ve spolupráci s Prof. Khaledem N. Salamou ze Sensors Lab, King Abdullah University of Science and Technology, SA s možností absolvování placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  28. Zpracování prostorového zvukového signálu pomocí mikrofonních polí malých rozměrů

    Mikrofonní pole malých rozměrů, osazená zejména MEMS mikrofony, se v současné době používají v řadě aplikací, např. hlasových asistentech, robotech nebo při monitoringu v senzorových sítích, zejména pro svoji schopnost prostorové filtrace zvukového signálu od hluku pozadí, ale mají potenciál i při využití v multimediálních aplikacích včetně rozšířené a virtuální reality. Problémem je ovšem limitace jejich rozměrů s ohledem na schopnost prostorové filtrace na nízkých vzorkovacích kmitočtech. Cílem disertační práce je využití nových metod prostorové filtrace zvukového signálu snímaného polem mikrofonů za účelem dalšího zmenšení rozměrů polí a zvýšení rozlišení a přesnosti filtrace. Práce bude zaměřena nejen na výzkum vhodných algoritmů zpracování signálů pole, ale také na jeho mechanickou konstrukci umožňující úpravu akustických vlastností mikrofonů, zejména tvarování směrových charakteristik. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s Fakultou dopravní ČVUT a Université du Maine Le Mans.

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

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Libovolný ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DPA-NWNNext-generation of Wireless Networksen4PovinnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-RE1Modern Electronic Circuit Designen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-ME1Modern Microelectronic Systemsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-TK1Optimization Methods and Queuing Theoryen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-MA1Statistics, Stochastic Processes, Operations Researchen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-JA6English for post-graduatesen4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DPA-EIZScientific Publishing A to Zen2VolitelnýdrzkK - 26 / S - 26ano
DPA-RIZSolving of Innovative Tasksen2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
Libovolný ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DPA-IMLInformation Representation and Machine Learningen4PovinnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-TK2Applied Cryptographyen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-MA2Discrete Processes in Electrical Engineeringen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-RE2Modern Digital Wireless Communicationen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DPA-JA6English for post-graduatesen4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DPA-CVPQuotations in a Research Worken2VolitelnýdrzkP - 26 / K - 26ano
DPA-RIZSolving of Innovative Tasksen2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
Libovolný ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DPA-QJAEnglish for The State Doctoral Examen4PovinnýdrzkK - 3 / - 3ano