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.

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.

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.

prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

2. kolo (podání přihlášek od 04.07.2016 do 20.07.2016)

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 tříd různých geomorfologických pochodů, které se podílely na formování analyzovaných zrn.

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

2. Analýza sociálních sítí

   Téma je zaměřeno na dolování informací z veřejně dostupných dat na sociálních sítích, jako například Facebook nebo Twitter. Tyto informace budou vyžity pro úpravu síťové komunikace z pohledu chování uživatelů v síti Internet. Příkladem může být prevence kybernetické kriminality.

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

3. Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

   Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.

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

4. Anonymní Internet

   Anonymní sítě (darknets) jsou překryvné sítě dostupné pomocí nestandardních komunikačních protokolů a aplikací, jako je například Tor (The onion router), I2P (Invisible Internet Project) a Freenet. Jejich účelem je poskytnout anonymitu uživatelům a uloženým informacím. Náplní tématu bude analyzovat hrozby v anonymních sítích a zabývat se prevencí těchto útoků.

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

5. Bezpečnost a optimalizace sítí typu peer-to-peer

   Sítě typu peer-to-peer jsou častým prostředkem pro přenos dat v Internetu mezi velkým počtem uživatelů. Tyto sítě se potýkají s několika problémy, kterými jsou především zajištění bezpečnosti na všech komunikujících stanicích a optimální síťové topologie. Příkladem peer-to-peer sítí jsou BitTorrent, Bitcoin a Skype.

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

6. Bezpečnost operačních systémů Linux

   Téma se zabývá bezpečností síťových operačních systémů s otevřeným zdrojovým kódem. Náplní práce bude analyzovat hrozby a útoky na tyto operační systémy. Student se bude zabývat návrhem metod pro prevenci těchto útoků.

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

7. Dedikované operační systémy Linux

   V současné době je trendem nasazovat klasické operační systémy na dedikovaná zařízení, která mají omezené výpočetní prostředky a je zde požadována pouze omezená sada základních funkcí. Téma je zaměřeno na optimalizaci použití operačního systému Linux na těchto zařízeních, kterým je například Raspberry Pi.

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

8. Doplňování chybějících dat do audiosignálů moderními prostředky

   Potřeba doplnit chybějící úsek audiosignálu je zajímavou úlohou s praktickým využitím (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 by se zaměřovalo na vylepšení těchto metod moderními prostředky zpracování signálů, které by současné metody kvalitativně posunulo dál i pro rekonstrukci nestacionárních úseků. Práce by neměla opomenout psychoakustickou stránku problému. Spolupráce s akademií věd ve Vídni, možnost cestování, potenciálně možnost mzdy od ledna 2017.

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

9. Komunikační platforma pro M2M služby v bezdrátových sítích 5. generace

   Současné bezdrátové sítě začínají čelit výraznému nárůstu specifického typu datových přenosů generovaných automatizovanými zařízeními a systémy bez interakce člověka. Tento typ mobilních dat bude však ještě dominantnější v mobilních sítích budoucích generací (5G sítě). Z tohoto důvodu je třeba provést důkladnou analýzu všech specifik a požadavků na provoz těchto Machine-to-Machine (M2M) služeb v mobilní síti. Bude třeba navrhnout metodiku pro optimální nastavení parametrů mobilní sítě tak, aby nebylo konzumováno neúměrné množství síťových zdrojů na jedné straně a aby se zamezilo jejich plýtvání na straně druhé. Současně musí být brána v úvahu také energetická náročnost těchto spojení celková garance kvality přenosu.

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

10. Metody založené na konceptu blokových částic

    Částicový filtr (particle filter) je výpočetně realizovaná technika pro sekvenční bayesovský odhad v libovolných negaussovských scénářích. Blokový částicový filtr je další varianta částicových filtrů s výrazně redukovanou složitostí. Cílem tohoto tématu je vyvinout distribuovanou verzi blokového částicového filtru a zkoumat použití blokových částicových technik v Belief Propagation procházení zpráv a/nebo v bayesovkých filtrech založených na náhodných konečných sadách, jako např. PHD (Probability Hypothesis Density) filtr nebo multi-Bernoulli filtr.

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

11. Návrh a analýza moderních IoT komunikačních prvků pracujících v pásmu milimetrových vln

    Rychlý nárůst použití bezdrátových technologií vyžaduje stále širší využití frekvenčního spektra. Spolu s tím vzrůstá potřeba vyšší propustnosti se stále širším radiovým kanálem. Díky tomu se objevují rádiové technologie pracující na ultra-vysokých frekvencích (tzv. pásmo milimetrových vln). Tato oblast spektra s sebou přináší řadu výhod, zejména v podobě vysokých přenosových rychlostí, avšak také velké množství výzev a doposud nevyřešených problémů. Dizertační práce se tedy bude zabývat návrhem a analýzou moderních komunikačních prvků pracujících v pásmu milimetrových vln, u nichž se očekává budoucí nasazení v oblasti Internet of Things (IoT) či chytrých nositelností. Hlavním úkolem doktoranda bude tedy nejprve analyzovat současný stav v této oblasti a následně navrhnout optimální řešení bezdrátového komunikačního modulu s vysokým potenciálem nasazení v aplikacích jako jsou rozšířená realita či eHealth.

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

12. Návrh a ověření nových algoritmů pro řízení rádiových zdrojů v mobilních sítích budoucích generací

    S rostoucím množstvím mobilního datového provozu je potřeba vysoce efektivních algoritmů pro řízení rádiových zdrojů v mobilních sítích příštích generací stále zřetelnější. Mimo to, schopnost automatizované správy síťových parametrů je důležitým prvkem budoucích mobilních sítí, zejména kvůli jejich rostoucí složitosti. Komplexní heterogenní struktura budoucích mobilních sítí (obsahující např. femto buňky či komunikaci využívající současně více rádiových přístupových technologií), definuje nové výzvy v oblasti správy takových sítí. S rostoucí velikostí sítě a její složitostí se zvyšuje i množství zdrojů, které jsou potřebné ke správě sítě. V návaznosti na to bude hlavním úkolem disertační práce zmapovat současný stav a následně navrhnout nové algoritmy pro řízení rádiových zdrojů v mobilních 4G sítích. Navržené algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentální LTE sítě.

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

13. Návrh zabezpečení distribuovaných systémů

    Cílem je analýza aspektů bezpečnosti v rámci distribuovaných systémů a jejich algoritmů s důrazem na možná bezpečnostní rizika. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh nových technik zabezpečení uvažovaných systémů a jejich optimalizace. Optimalizace představuje návrh mechanizmů na zeefektivnění výpočtů popřípadě návrh technik na minimalizaci nebo odstranění negativních vlivů, které ovlivňují činnost distribuovaných systémů. Předpokládá se návrh matematických nástrojů na popis nově vzniklých mechanizmů. Navržená řešení bude nutno ověřit simulací, popřípadě experimentálně.

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

14. Nové metody analýzy nekompletní prostorové informace v digitálních obrazech

    Téma je zaměřeno na výzkum nových metod pro analýzu nekompletní 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.

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. Simulace a emulace mem-systémů

    Práce je zaměřena na možnosti simulace a emulace obecných mem-systémů (především memristorů, dále pak memkapacitorů a meminduktorů) v SPICE simulátorech, vhodných pro různé typy využití. Analyzovány budou modely a emulátory různého typu (numerické, analytické, behaviorální, fraktálního řádu) a při využití analogové i digitální techniky. Při syntéze je vhodné použít i metody automatizovaného návrhu a ověřování. Pozornost je třeba věnovat i experimentálnímu ověření vybraných řešení především v oblasti analogového zpracování signálů.

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

17. Síťové služby operačních systémů Linux

    Operační systémy Linux jsou využívány pro poskytování velké škály služeb v Internetu, jako například velkokapacitní úložiště dat. Student bude analyzovat přístup k těmto službám. Na základě získaných poznatků bude proveden návrh optimalizace běhu síťových služeb v OS Linux.

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

18. Trénovatelná segmentace s využitím masivního paralelismu

    Základním krokem pro analýzu obrazové informace zejména pro biomedicínské použití je tzv. segmentace v obraze. Cílem této práce je vytvoření metody založené na strojovém učení, s jejichž pomocí bude možné trénování segmentace na základě předlohy. S použitím masivně paralelního hardware bude možné dělat výrazně pokročilejší přístupy, než které je možné udělat pouze s pomocí konvenčních procesorů.

    Školitel: Burget Radim, doc. Ing., Ph.D.

19. Vysokofrekvenční analogové obvody na tranzistorové úrovni

    Disertační práce je zaměřena na výzkum nových diferenčních i nediferenčních analogových struktur s minimálním počtem tranzistorů. Cílem práce je návrh řešení (např. kmitočtových filtrů, oscilátorů, atd.) s vysokými pracovními kmitočty v pásmu nad 100 MHz. Funkčnost navržených zapojení bude ověřována modelováním a případně i experimentálním měřením.

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

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2016 do 15.05.2016)

1. 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.

2. 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.

3. Komprimované snímání pro zrychlení získávání dat dynamické magnetické rezonance

   Některé předem známé vlastnosti signálu je možné využít k tomu, aby se zrychlilo měření při snímání obrazů magnetické rezonance. To platí i pro dynamické sekvence, např. při perfuzním zobrazování, kdy kontrastní látka v čase postupně mění prostorovou intenzitu. Tímto způsobem lze např. identifikovat onkologické problémy. Studium by se zaměřovalo na využití těchto vlastností a z nich plynoucích technických postupů. Spolupráce s Ústavem přístrojové techniky AVČR (MR skener). Možnost finančního přilepšení ke stipendiu.

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

4. Management kybernetické bezpečnosti

   : Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti managementu kybernetické/informační bezpečnosti. Výzkum bude zaměřen především na standardizaci ISO/IEC řady 27 000, metodiku COBIT®, knihovnu ITIL® a další relevantní frameworky. Po praktické stránce se bude práce zaměřovat na implementaci zkoumaných standardů, metodik, knihoven a jiných frameworků v prostředí Microsoft Server, za účelem prevence proti kybernetickým útokům. Na základě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod managementu kybernetické/informační bezpečnosti. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti managementu informační bezpečnosti / kybernetické bezpečnosti, sítí, kryptografie a v neposlední řadě zkušenosti s managementem a správou v prostředí MS Server 2012.

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

5. Návrh a ověření zabezpečené komunikační platformy pro chytré nositelnosti v rámci ekosystému mobilních sítí 5. generace

   Rychlý rozvoj moderních bezdrátových technologií otevírá prostor pro nové služby a aplikace. Jednou z nejrychleji se rozvíjejících oblastí jsou tzv. chytré nositelnosti (chytré hodinky, brýle s rozšířenou realitou, sportovní doplňky, atd.), které jsou v úzkém spojení se svým uživatelem a poskytují mu dříve nemyslitelné funkce a služby. Chytré nositelnosti využívají jako komunikační kanál nejčastěji bezdrátové či mobilní technologie. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně nové odvětví, avšak velice rychle se rozrůstající, objevuje se celá řada problémů týkající se zejména zajištění požadované úrovně přenosové služby, bezpečného sdílení citlivých dat či uspokojení uživatelských požadavků. Dizertační práce se tedy bude zabývat návrhem a následným praktickým ověřením efektivní komunikační platformy, která bude brát v potaz všechny výše uvedené požadavky. Navržená platforma a související komunikační algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentálních podmínkách.

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

6. 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.

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

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