UREL FEKT :: Technická 12 :: Brno :: Tel: :: Fax: Témata doktorského studia pro rok 2014/15

Transkript

1 Témata doktorského studia pro rok 2014/15 ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA EST urel@feec.vutbr.cz

2 Analýza vícevodičových přenosových struktur metodami FDTD BRANČÍK, Lubomír, prof. Ing. CSc. Cílem projektu je rozpracovat metody analýzy přechodných jevů na obecných přenosových strukturách typu vázaných vícevodičových přenosových vedení pomocí metod FDTD (Finite-Difference Time-Domain). Přenosové struktury mohou být obecně nehomogenní, s frekvenčně závislými primárními parametry a při nenulových počátečních podmínkách. Řešení by mělo umožňovat zahrnout nejen nelineární zatěžovací prvky, ale také případnou nelinearitu vlastního přenosového vedení. Navržené metody by měly být přesnější, rychlejší a obecněji použitelné, než metody uváděné v dostupné literatuře. U zájemce se předpokládá znalost programování v prostředí Matlab. brancik@feec.vutbr.cz

3 Analýza stochastických změn parametrů propojovacích struktur BRANČÍK, Lubomír, prof. Ing. CSc. 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). U uchazeče se předpokládá zájem o matematiku a programování v prostředí Matlab. brancik@feec.vutbr.cz

4 Metody numerické inverzní Laplaceovy transformace pro elektrotechniku BRANČÍK, Lubomír, prof. Ing. CSc. Cílem projektu je rozpracování nových či inovovaných numerických postupů pro výpočet inverzní Laplaceovy transformace (NILT) funkcí jedné i více proměnných, které by vykazovaly dostatečnou přesnost a univerzálnost pro účely počítačové simulace v elektrotechnice. Metody jsou ve světě stále velmi žádány nejen v elektrotechnice, ale i dalších vědních disciplinách, ve kterých je třeba řešit soustavy obyčejných či parciálních diferenciální rovnic. Inverzní Laplaceova transformace více proměnných, ve spojení s teorií Volterrových řad, nalézá své uplatnění i při řešení soustav slabě nelineárních. Součástí projektu je i hledání efektivních postupů algoritmizace vyvíjených metod. U zájemce se předpokládá znalost programování v prostředí Matlab. brancik@feec.vutbr.cz

5 Pokročilé modely EMC filtrů DŘÍNOVSKÝ, Jiří, Ing. Ph.D. 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. drino@feec.vutbr.cz

6 Návrh měřicích systémů pro nestandardní bezodrazové komory EMC DŘÍNOVSKÝ, Jiří, Ing. Ph.D. Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti nestandardních měřicích prostředí z pohledu měření elektromagnetického vyzařování. Na základě těchto pak navrhnout a ověřit různé kalibrační techniky pro dosažení obdobných výsledků jako v certifikovaných EMC zkušebnách. Analýza by měla zahrnovat různé typy prostředí od plně či částečně bezodrazových komor až po ryze stíněné či reverberační komory. drino@feec.vutbr.cz

7 Tools for Codes Optimizing on Modern Processors FRÝZA, Tomáš, doc. Ing., Ph.D. This topic describes novel techniques and tools for optimizing codes on modern architectures, while the main focus is on the low-level approach. High-level programming languages are commonly used in microprocessor techniques for the reduction of development time and a simple portability. But in several domains, the low-level development process could bring better results (smaller, faster code). The goal of the topic could be the development of an assembly code generator, containing both: the universal hardware modelling and the mapping of required application (e.g. vector mathematical functions, routines for multiplying matrices, transform coding, cryptology functions, etc.). Output would be in the particular instruction set (e.g. x86 processor family with its extensions list MMX, SSE,...). The generated low-level code should be optimized and comparable to the general libraries (e.g. MKL Math Kernel Library, VML Vector Mathematical Functions Library, etc.). fryza@feec.vutbr.cz

8 Nové techniky zpracování signálů v mobilních systémech 5G HANUS, Stanislav, prof. Ing. CSc. Nové způsoby zpracování signálů a další nové techniky připravované pro budoucí systémy mobilních komunikací 5G. Porovnání připravovaných mobilních systémů 5G se stávajícími systémy 4G a 3G. Zaměření na systémy WWAN, WMAN, WLAN i WPAN. hanus@feec.vutbr.cz

9 Komprimační metody obrazových signálů s využitím 3D-DCT HANUS, Stanislav, prof. Ing. CSc. V rámci studia je třeba prostudovat možnosti komprimace obrazového signálu pomocí transformace 3D-DCT. Na základě získaných poznatků následně stanovit optimální komprimační postup, vhodný pro implementaci do vhodného signálového procesoru. Výsledkem práce bude ověření možnosti komprimace obrazových signálů pomocí 3D-DCT v reálném čase. hanus@feec.vutbr.cz

10 A/D převodníky využívající nelineární MOS kondenzátory HORSKÝ, Pavel, doc. Dr. Ing. Práce by měla být zaměřena na možnosti použití nelineárních kondenzátorů v analogově digitálních převodnících a jejich případnou linearizaci. Jedná se o nelineární kondenzátory tvořené hradlovou kapacitou MOS tranzistorů které jsou dostupné ve všech CMOS technologiích a nevyžadují žádné přídavné výrobní kroky. V práci se nejprve zaměřte na studium citlivosti různých typů A/D převodníků na nelinearitu kapacity použitých kondenzátorů. Součástí práce je návrh a realizace vybraného převodníku ve formě testovacího integrovaného obvodu, důkladné změření parametrů a srovnání teoretických závěrů s naměřenými hodnotami. Pavel.Horsky@onsemi.com

11 Programově definované rádio pro kosmickou rádiovou komunikaci KASAL, Miroslav, prof. Ing. CSc. V současných komunikačních systémech je podstatná část zpracování signálu řešena digitálně. Programově definované rádio (Software Defined Radio) je založeno na využití relativně univerzálního hardware řízeného programem pro optimální zpracování daného signálu. Cílem tohoto projektu bude hledání a ověření vhodných algoritmů pro přijímací část terestrického segmentu družicových komunikačních systémů kasal@feec.vutbr.cz

12 Moderní mikrovlnné systémy pro družicovou komunikaci KASAL, Miroslav, prof. Ing. CSc. V současné době jsou k disposici zajímavé mikrovlnné integrované obvody, 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. kasal@feec.vutbr.cz

13 Příjem velmi slabých radiofrekvenčních signálů KASAL, Miroslav, prof. Ing. CSc. Příjem signálů kosmických sond je charakteristický velmi nízkým poměrem E b /N 0. Jedná se většinou o signály s fázovým 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. 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. kasal@feec.vutbr.cz

14 Simulace a emulace nelineárních systémů a mem-systémů KOLKA, Zdeněk, prof. Dr. Ing. Cílem projektu je vývoj a aplikace metod pro simulaci základních obvodových mem-prvků (memristor, memkapacitor, atd.). Při použití klasických simulačních algoritmů, jaké jsou implementované např. v programech typu Spice, dochází u těchto nově objevených prvků ke vzniku zásadních numerických chyb. Téma doktorské práce je zaměřeno na revizi stávajících a výzkum nových metod simulace zejména s ohledem na potlačení chyb. Navržené algoritmy budou využity i pro hybridní emulátory mem-prvků, což jsou klasické elektronické obvody s mikroprocesorem, které napodobují činnost mem-prvků. kolka@feec.vutbr.cz

15 Modelování optického atmosférického kanálu pro fotonické přenosy KOLKA, Zdeněk, prof. Dr. Ing. Téma doktorské práce je zaměřeno na využití optických bezdrátových spojů v plně fotonických sítích, které jsou určené pro vysokorychlostní datovou komunikaci nebo přenos ultrastabilních signálů bez nutnosti elektro-optického převodu. Atmosféra vnáší do přenosového kanálu náhodný útlum a zpoždění, které je nutné vhodným způsobem kompenzovat. Součástí projektu je teoretické i experimentální studium atmosférického optického kanálu, modelování jeho vlastností a návrh a ověření kompenzačních technik. U případného zájemce se předpokládá zájem o experimentální činnost a praktickou realizaci přenosových systémů. kolka@feec.vutbr.cz

16 Analýza a modelování přenosu mobilní digitální televize KRATOCHVÍL, Tomáš, doc. Ing. Ph.D. Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů mobilní digitální televize se zaměřením na nový standard DVB-T2 Lite a NGH (Next Generation Handheld). Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu a modulace s nastavitelnými parametry jednotlivých bloků a verifikace modelu pomocí experimentálního měření. Model přenosového kanálu by měl být navržen tak, aby umožňoval modelování vícecestného šíření, útlumových poměrů a selektivních úniků. Cílem práce je stanovení vlivu parametrů modulátoru a modelu přenosového kanálu na dosaženou chybovost a kvalitu přenosu kratot@feec.vutbr.cz

17 Kvalita obrazu a služeb v širokopásmových multimediálních sítích a systémech budoucnosti KRATOCHVÍL, Tomáš, doc. Ing. Ph.D. Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování signálů v širokopásmových multimediálních sítích a systémech budoucnosti, kde se předpokládají systémy s ultra vysokým rozlišením (UHDTV) a vysokým dynamickým rozsahem (HDR). Tyto systémy budou umožňovat vysoce účinnou zdrojovou kompresi obrazu, zvuku a dat a také jejich vysoce účinný přenos, a to jak při volném vysílání (např. DVB-T2), tak ve službách placené televize (např. IPTV). Cílem práce je analýza a vyhodnocení kvality obrazu a služeb v těchto systémech na základě objektivních metrik a subjektivních testů a dále také multikriteriální analýza vnímané kvality. kratot@feec.vutbr.cz

18 Koexistence digitálních vysílacích sítí a mobilních služeb ve sdílených frekvenčních pásmech KRATOCHVÍL, Tomáš, doc. Ing. Ph.D. Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu kritických koexistenčních scénářů mezi službami digitálních televize (např. DVB-T/T2, NGH) a bezdrátovými službami mobilních komunikací (např. GSM/UMTS/LTE). Tyto služby se při nevhodné volbě kmitočtů ve sdílených frekvenčních pásmech mohou vzájemně rušit a způsobovat kritické interference. Předpokládá se definice kolizních scénářů a tvorba doporučení pro volbu vhodných frekvenčních kanálů. Cílem práce je analýza koexistence služeb, tvorba simulačních modelů a jejich verifikace pomocí měření na reálných signálech digitální televize a mobilních bezdrátových služeb. kratot@feec.vutbr.cz

19 Směrové antény pro pásmo milimetrových vln LÁČÍK, Jaroslav, Ing. Ph.D. Projekt je zaměřen na výzkum nových konceptů antén pro pásmo milimetrových vln. Pozornost by měla být zaměřena na rozvoj nových technologií a využití nových materiálů pro návrh antén. Další pozornost by měla být soustředěna i na obvody, které na anténu bezprostředně navazují. Navržené koncepty antén by měly nalézt uplatnění v oblasti směrových spojů pro perspektivní kmitočtová pásma. lacik@feec.vutbr.cz

20 Šíření rádiových vln v blízkosti lidského těla LÁČÍK, Jaroslav, Ing. Ph.D. Projekt je zaměřen na popis šíření rádiových vln v blízkosti lidského těla. Hlavní pozornost by měla být soustředěna na výzkum vlivu lidského těla na šíření rádiových vln a využití získaných poznatků pro vytvoření modelů šíření vln ve vybraných kmitočtových pásmech. Výstupy projektu by měly nalézt uplatnění v oblasti návrhu bezdrátových komunikačních systémů pracujících na lidském těle. lacik@feec.vutbr.cz

21 Zpracování signálů v systémech UW-OFDM MARŠÁLEK, Roman, doc. Ing. Ph.D. Téma je orientováno do oblasti komunikací s více nosnými. Unique Word- OFDM (UW-OFDM) představuje nový přístup v oblasti zpracování signálů představený teprve před několika lety, který se zdá být vhodným kandidátem pro fyzickou vrstvu bezdrátových i kabelových komunikačních systémů nových generací (5G). Cílem doktorské práce bude navrhnout nové metody zpracování signálů pro UW-OFDM, navrhnout rozšíření tohoto konceptu o víceuživatelský přístup a srovnat UW-OFDM s alternativními přístupy. Předpokládá se úzká spolupráce s JKU Linz v Rakousku. marsaler@feec.vutbr.cz

22 Pokročilé metody zpracování signálů pro odhad parametrů rádiového kanálu MARŠÁLEK, Roman, doc. Ing. Ph.D. Toto doktorské téma je orientováno do oblasti odhadu parametrů časově proměnného rádiového kanálu. V takových kanálech je pak i impulzní odezva časově proměnná. Cílem bude zejména prozkoumat možnost použití vybraných pokročilých metod zpracování signálů jako například metodu Basis Expansion Model (BEM) a optimalizovat jejich parametry (bázové funkce apod.) pro specifické rádiové kanály (například komunikační kanály ve vozidlech). marsaler@feec.vutbr.cz

23 Algoritmy zpracování signálů v kooperativních rádiových komunikacích MARŠÁLEK, Roman, doc. Ing. Ph.D. Předložené téma je orientované do oblasti algoritmů zpracování signálů v kooperativních rádiových komunikacích. Cílem bude návrh optimálního algoritmu pro distribuované řešení vybraného problému v systémech bezdrátových lokálních/senzorových sítí. Jednotlivé prvky sítě v tomto případě řeší část problému a komunikují s okolními prvky bez nutnosti centralizovaného řízení. Možným příkladem aplikace je například decentralizované přidělování rádiových prostředků (části spektra) jednotlivým prvkům sítě nebo decentralizovaná autentizace RF vysílačů. Téma je vhodné pro motivovaného studenta se zájmem o moderní metody teorie zpracování signálů. marsaler@feec.vutbr.cz

24 Lokalizace a kvantifikace chaotických jevů v elektronických systémech PETRŽELA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma je zaměřeno na modelování komplexních analogových systémů z hlediska možnosti vzniku a evoluce řešení známého jako deterministický chaos. Tento typ chování není vázán pouze na přirozeně nelineární systémy, ale také lineární obvody obsahující alespoň jeden aktivní prvek. Prvním krokem při analýze takového dynamického systému je modelování na obvodové úrovni, následuje odvození matematického modelu a jeho detailní geometrický (zobrazení vektorového pole a invarientních variet) a numerický rozbor (stanovení strukturální stability pomocí Ljapunovských exponentů, výpočet bifurkačních diagramů a oblastí přitažlivosti). Předopkládá se, že výsledkem výzkumu budou obecné teoretické závěry se zřejmým dopadem na praktické využití zkoumaných systémů (filtry, směšovače, atd.) petrzelj@feec.vutbr.cz

25 Analogové elektronické obvody obsahující prvky s fraktální dynamikou PETRŽELA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma je zaměřeno do několika dílčích oblastí - návrh dvojpólů, dvojbranů a vícebranů, u nichž relace mezi odezvou a budicí veličinou obsahuje derivaci nebo integrál necelistvého řádu a nalezení takových aplikací, jejichž základní vlastnosti jsou umožněny právě existencí prvků s dynamikou necelistvého řádu. Velice výhodné mohou být tyto prvky nejen při využití v přirozeně lineárních obvodech (přeladitelné oscilátory, rekonfigurovatelné filtry), ale především v nelineárních systémech (směšovače, modulátory, demodulátory). Pozornost bude zaměřena i na výzkum možností generace nekonvenčních spojitých signálů založených na definovaných fázových posuvech mezi harmonickými signály, které zajistí nové typy asymptotických fázovačů s jedním nebo dvěma fraktálními obvodovými prvky. petrzelj@feec.vutbr.cz

26 Využití Monte Carlo simulací pro frekvenční a časově-frekvenční analýzu dat POMĚNKOVÁ, Jitka, doc. RNDr. Ph.D. Výzkum bude zaměřen na analýzu a posouzení kvality odhadu spektrogramu/skalogramu prostřednictvím Monte Carlo simulací a formulaci doporučení pro práci s metodami odhadu časově-frekvenční struktury dat. Cílem bude posoudit navrženou skupinu metod z hlediska její schopnosti co nejlépe odhadnout spektrogram, metody vzájemně porovnat a na základě dosažených výsledků formulovat doporučení pro práci s metodami. Metody budou aplikovány nejprve na simulovaný signál. Následně bude provedena aplikace na reálné datové soubory. V této souvislosti budou zkoumány aplikace v různých oblastech (analýza komunikačních a radarových signálů, ekonometrických a biomedicínských dat) a to i z hlediska vhodnosti metody vzhledem k rozsahu datového souboru. pomenka@feec.vutbr.cz

27 Modely kanálů pro datovou komunikaci a lokalizaci PROKEŠ, Aleš, prof. Ing. Ph.D. Současné trendy využití perspektivních technologií z oblasti elektroniky v automobilovém průmyslu zahrnují mimo jiné aplikace bezdrátových senzorových sítí, lokalizačních technik na krátkou vzdálenost nebo datových (multimediálních) přenosů v rámci vozidla, mezi vozidly nebo mezi vozidlem a okolní infrastrukturou (technologie Car2X). Úspěšnost zavedení těchto technik závisí mimo jiné na dokonalé znalosti přenosového prostředí a volbě vhodné bezdrátové technologie. K nejperspektivnějším z nich patří technologie UWB (Ultra Wide-Band). Cílem projektu je výzkum vlastností vhodných kanálů, vytvoření jejich modelů pro aplikace změřené na určování polohy a datové přenosy ve venkovních prostředích a vnitřních prostorách dopravních prostředků a návrh optimální koncepce komunikačních a lokalizačních systémů zaručujících spolehlivou činnost. prokes@feec.vutbr.cz

28 Softwarově definované rádio pro senzorové sítě a lokalizaci PROKEŠ, Aleš, prof. Ing. Ph.D. Bezdrátové senzorové sítě stejně jako metody lokalizace objektů patří k perspektivním oblastem výzkumu současných výrobců dopravních prostředků. Tyto technologie vyžadují mnohdy použití složitých algoritmů pro zpracování signálů přenášených v nestacionárních širokopásmových kanálech se silnou úrovní rušení a mnohacestným šířením, což mnohdy naráží na problémy s jejich implementací. Cílem projektu je výzkum robustních algoritmů pro určování polohy objektů na krátkou vzdálenost a pro spolehlivý přenos dat ve výše uvedeném typu kanálů. Součástí projektu je implementace navržených algoritmů do reálného systému (na bázi FPGA nebo DSP) s cílem odhalit technologické limity a implementační omezení. prokes@feec.vutbr.cz

29 Pravděpodobnostní neuronové sítě pro modelování stochastických polí RAIDA, Zbyněk, prof. Dr. Ing. V řadě inženýrských aplikací je prostředí, v němž pracují bezdrátové komunikační systémy, natolik proměnlivé, že rozložení elektromagnetických polí nelze popsat deterministicky. Typicky je jedná o vnitřní prostory dopravních prostředků či o interakci polí s lidským tělem. V rámci disertační práce bychom měli realizovat rozsáhlá měření polí uvnitř osobního automobilu a na povrchu lidského těla. Výsledky měření by měly být statisticky zpracovány a statistická data by měla být využita k trénování umělých neuronových sítí. Natrénovaná neuronová síť by měla být schopna odhadnout, s jakou pravděpodobností má v daném místě elektromagnetické pole zadanou intenzitu. r raida@feec.vutbr.cz

30 Antény a obvody pro sklízení energie RAIDA, Zbyněk, prof. Dr. Ing. Rozvoj bezdrátových senzorových sítí je podmíněn autonomním napájením jednotlivých senzorů. Proto je intenzivní pozornost věnována rozvoji systémů, které elektromagnetickou energii sbírají ze svého okolí. Základem je vhodná širokopásmová všesměrová anténa, efektivní usměrňovací obvody a nabíjecí baterie. V rámci práce bychom měli navrhnout koncepci systému pro sklízení energie a experimentálně ověřit jeho funkčnost. Plánovaný výzkum je součástí evropského projektu COST IC1301 Wireless Power Transmission (WiPE). Při řešení projektu tedy předpokládáme součinnost s ostatními členy řešitelského konsorcia. raida@feec.vutbr.cz

31 Detekce alkoholu z hlasu SIGMUND, Milan, prof. Ing. CSc. Projekt je zaměřen na detekci alkoholu u mluvčích na základě hlasového projevu. 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. sigmund@feec.vutbr.cz

32 Analýza hlasivkových pulzů SIGMUND, Milan, prof. Ing. CSc. Projekt je zaměřen na měření a analýzu hlasivkových pulzů u mluvčích na základě aktuálního hlasového projevu. 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. sigmund@feec.vutbr.cz

33 Zlepšení vnímané kvality v nových multimediálních systémech SLANINA, Martin, Ing. Ph.D. Projekt je zaměřen na základní výzkum v oblasti metod a postupů pro vylepšení vnímané kvality pro moderní a perspektivní multimediální systémy, se zaměřením na obrazová data. Vzhledem k tomu, že moderní multimediální systémy jsou díky vysokému rozlišení i snímkové rychlosti nekomprimovaných signálů velmi úzce spjaty s nevratnou změnou obrazové informace při ztrátovém kódování, je vhodné provést dodatečné zpracování dekomprimovaných dat tak, aby vnímaná kvalita byla co nejvyšší. Takové zpracování může obsahovat např. lokální doostření, úpravu jasu, kontrastu, barevných tónů, atp. Lze očekávat, že v různých uvažovaných aplikačních oblastech (UHDTV, 3DTV, HDR, mobilní TV) se budou vhodné postupy velmi lišit. slaninam@feec.vutbr.cz

34 Multimédia v heterogenních bezdrátových sítích SLANINA, Martin, Ing. Ph.D. Přestože koncepty a technologie pro budoucí mobilní sítě páté generace (5G) zatím nejsou pevně definovány, dá se předpokládat, že spíše než radikální změnu v architektuře sítě a jejím rádiovém rozhraní můžeme očekávat rozšíření možností rádiových rozhraní a jejich energetické zefektivnění, podporu nových scénářů využití a zejména kooperaci různých bezdrátových systémů při zajištění co nejlepší konektivity v dané lokalitě. V takovém heterogenním prostředí potom může docházet k poměrně značnému kolísání technických parametrů datového spojení. Cílem projektu je prozkoumat možnosti přenosu multimédií v takovém prostředí a najít a optimalizovat ty komponenty, které mají největší vliv na kvalitu služby. slaninam@feec.vutbr.cz

35 Metody přesného určování polohy v bezdrátových senzorických sítích ŠEBESTA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma práce je zaměřeno na výzkum metod a hardwarových prostředků pro přesné určování polohy senzorů v sítích. Cílem výzkumu je analýza stávajících metod a jejich optimalizace s aplikací v milimetrových pásmech (MMID), případně sub-milimetrových pásmech s UWB měřicími signály. Součástí tématu je efektivní spolupráce multi-senzorických systémů (protokoly, Kalmanova filtrace polohy). Cílovými aplikacemi tohoto výzkumu jsou systémy pro přesné polohování (robotických) strojů, určování polohy pacienta nebo řidiče v automobilu, či přesná polohová identifikace tagů (aktivních i pasivních). sebestaj@feec.vutbr.cz

36 Technologie a metody přesného určování polohy v pásmech centimetrových a milimetrových vln ŠEBESTA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro velmi přesná měření vzdálenosti a polohy objektů při využití rádiových (komunikačních) prostředků pro centimetrové a milimetrové vlny. Cílem práce je rozbor řešení efektivních metod a řešení systémů umožňujících pomocí vhodných deterministických signálů nebo signálů generovaných komunikačními zařízeními stanovit polohu objektu (přijímače, případně vysílače) s přesností jednotek až desítek cm. Dosažení požadovaných přesností vyžaduje aplikaci UWB signálů a modelování přenosového kanálu pro testovací signály. sebestaj@feec.vutbr.cz

37 Efektivní metody fúze dat pro přesnou osobní navigaci ŠEBESTA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro přesnou navigaci pro osoby s využitím fůze navigačních dat z několika nezávislých zdrojů: GNSS přijímače, inerciální systém (elektronický kompas, akcelometr, gyroskop atd.). Cílem výzkumu je hledání účinných fúzních algoritmů (rozšířený Kalmanův filtr, neuronové sítě) s využitím charakteristik senzorů pro získání velmi přesné polohy člověka v prostoru i v případě výpadku dat (např. výpadek GNSS signálu uvnitř budov). Aplikačním využitím výzkumu jsou systémy přesné osobní navigace pro záchranáře, pracovníky v kritických provozech atd. sebestaj@feec.vutbr.cz

38 Radary se syntetickou aperturou pro snímkování s vysokým rozlišením z nízkoletících objektů ŠEBESTA, Jiří, doc. Ing. Ph.D. Téma práce je zaměřeno na výzkum využití metod syntetické apertury (SAR) pro radarové snímkování zemského povrchu z nízkoletících objektů (vrtulník, male letadlo, drone) pro dosažení velmi vysokého rozlišení v řádu centimetrů. Cílem tohoto výzkumu je adaptace klasického přístupu SAR využívaného pro snímkování zemského povrchu z družic nebo stratosférických letadel na nízkoletící platformy. Vlastní výzkum zahrnuje rozbor technologických možností, optimalizaci architektury systému, návrh kmitočtového plánu a vhodných měřicích signálů a metod zpracování odraženého signálu s cílem dosažení vysokého rozlišení. sebestaj@feec.vutbr.cz

39 Elektronicky řiditelné oscilátory vyšších a neceločíselných řádů ŠOTNER, Roman, Ing. Ph.D. Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu. 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. sotner@feec.vutbr.cz

40 Elektronicky konfigurovatelné přenosové struktury ŠOTNER, Roman, Ing. Ph.D. Téma spočívá v syntéze a návrhu filtračních obvodů a dvojbranů obecně s možností externí elektronické změny typu kmitočtové odezvy i dílčích parametrů filtru. Důraz bude kladen na SISO struktury, kde není nutné přepojování vstupu nebo výstupu obvodu tak, jako bývá běžné u klasických multifunkčních filtrů. Tato vlastnost může být výhodná ve specifických aplikacích, kdy je mechanické přepínání vstupů a/nebo výstupů nežádoucí. Předpokládáno je využití stávajících aktivních prvků či je možné vyvinout prvky nové a vlastní. sotner@feec.vutbr.cz

41 Nové aktivní prvky kombinující více způsobů elektronického řízení a jejich aplikace ŠOTNER, Roman, Ing. Ph.D. 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 na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. sotner@feec.vutbr.cz

42 Pasivní lokalizace experimentálních satelitů na nízkých drahách URBANEC, Tomáš, Ing. Ph.D. Projekt je zaměřen na studium aktuální situace v oblasti experimentálních satelitů, jejich signálů, modulací a dalších vlastností důležitých pro pasivní lokalizaci. Následné měření pomocí více přijímačů umožní získat experimentální data pro implementaci metody lokalizace a hledání optimálních řešení pro získání vysoké přesnosti, rozlišení a dalších parametrů systému. urbanec@feec.vutbr.cz

43 Širokopásmová vektorová měření URBANEC, Tomáš, Ing. Ph.D. 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. urbanec@feec.vutbr.cz

44 Nekoherentní měření vzdáleností objektů ve 3D prostoru v reálném čase URBANEC, Tomáš, Ing. Ph.D. Projekt je zaměřen na problematiku měření vzdáleností podle časového zpoždění signálu přeneseného aktivním transpondérem měřeného objektu. Problematika zahrnuje výběr modulací, kódových posloupností a vhodných technik zpracování měření. V návaznosti na současné měření z více stanic pak je potřeba vyřešit synchronizaci jejich měření tak, aby bylo možné polohu určovat ve 3D prostoru. Práce zahrnuje simulaci problematiky v Matlabu a praktická měření přes aktuálně dostupné transpondéry družic. urbanec@feec.vutbr.cz

45 Zobrazovací metody využívající vektorový obvodový analyzátor URBANEC, Tomáš, Ing. Ph.D. Cílem projektu je problematika zobrazovacích systémů, využívajících pro svou činnost vektorový obvodový analyzátor. Práce se zabývá přehledem metod, vytvářejících 2D, až 4D zobrazovací systémy, dále studiem jejich vlastností, omezení a metodami jejich návrhu. V praktické části pak dojde na realizaci perspektivního systému v laboratoři a výzkum zpracování dat ze systému pro zobrazení. Praktické použití je směřováno např. ke georadaru, nebo mikrovlnné tomografii. urbanec@feec.vutbr.cz

46 Nové metody a technologie pro optické bezkabelové spoje WILFERT, Otakar, prof. Ing. CSc. Předmětem vědeckého projektu je výzkum nových metod a technologií pro atmosférické optické spoje založených na implementaci prvků vláknové optiky do systému komunikačního terminálu. Cílem projektu je analýza nestandardních atmosférických jevů a zvýšení spolehlivosti spojů pracujících v nestacionárním a nehomogenním atmosférickém přenosovém prostředí. V rámci projektu bude zkoumána optimální délka nosné vlny s ohledem na vlastnosti atmosféry a bezpečnost práce s laserem. wilfert@feec.vutbr.cz

47 Měření parametrů optických svazků WILFERT, Otakar, prof. Ing. CSc. Cílem projektu je navrhnout, zdůvodnit a ověřit metodu stanovení míry koherence optických svazků určených k přenosu informace v turbulentní atmosféře. Součástí projektu je návrh a realizace laserového vysílače s více svazky tvarujícími výsledný svazek s plochou charakteristikou. Bude potřebné vytvořit počítačový program s využitím metod Fourierovy Optiky pro modelování optických svazků, jejich skládání a šíření turbulentní atmosférou. Požaduje se experimentálně ověřit míru vzájemné interference svazků vytvářejících výslednou vysílací charakteristiku. wilfert@feec.vutbr.cz