ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA - urel.feec.vutbr.cz fileparametrů přenosových struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR)

Ústav radioelektroniky Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně

UREL FEKT :: Purkyňova 118 :: 612 00 Brno :: Tel: 541 149 105 :: Fax: 541 149 244

wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz uurreell@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Témata doktorského studia pro rok 2012/13

ELEKTRONIKA

A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

►EST◄



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz bbrraanncciikk@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

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 funkcí jedné i více

proměnných, které by vykazovaly dostatečnou přesnost i rychlost pro účely počítačové simulace v elektrotechnice. Metody jsou ve světě stále velmi ţádány nejen v elektrotechnice, ale i v dalších vědních disciplinách, ve kterých je třeba řešit soustavy obyčejných či parciálních lineárních

diferenciální rovnic. Vícerozměrná inverzní Laplaceova transformace, ve spojení s aplikací Volterrových řad, nalézá své uplatnění i při řešení soustav slabě nelineárních. Součástí projektu je i hledání efektivních postupů

algoritmizace vyvíjených metod. U zájemce se proto předpokládá znalost programování (MATLAB).




Analýza přenosových struktur metodami FDTD


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 umoţňovat zahrnout nejen nelineární zatěţovací prvky, ale také případnou nelinearitu vlastního přenosového vedení. Navrţené metody by měly být

přesnější, rychlejší a obecněji pouţitelné, neţ metody uváděné v dostupné literatuře. U zájemce se předpokládá znalost programování v prostředí Matlab.




Analýza stochastických změn parametrů

propojovacích struktur


Cílem projektu je rozpracovat metodiku analýzy stochastických změn parametrů přenosových struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR). Předmětem práce bude jednak

aplikace obyčejných SDR, vhodných pro popis modelů přenosových struktur se soustředěnými parametry, jednak studium vyuţitelnosti teorie parciálních SDR, vhodné pro spojité modely zaloţené na telegrafních rovnicích. Navrţené

metody budou porovnány s obvyklými postupy analýzy (Monte Carlo, citlivostní analýza). U uchazeče se předpokládá zájem o matematiku a programování v prostředí Matlab.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ddrriinnoo@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Analýza vlastností

více-fázových odrušovacích filtrů EMC

DŘÍNOVSKÝ, Jiří, Ing. Ph.D.

Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti více-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením, analyzovat nejhorší moţné

případy činnosti takovýchto filtrů (nejmenší vloţný útlum) a analyzovat různé měřicí systémy (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vloţného útlumu. Dosaţené 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.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ddrriinnoo@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

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 dosaţených výsledků budou navrţeny a ověřeny různé kalibrační techniky, které by měly

dosahovat obdobných výsledků jako v certifikovaných EMC zkušebnách. Analýza by měla zahrnovat různé typy prostředí od plně či částečně bezodrazových komor aţ po ryze stíněné či reverberační komory.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ffeeddrraazz@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Optimalizace multistatických radarových systémů

FEDRA, Zbyněk, Ing. Ph.D.

Cílem projektu je řešení problematiky multistatických radarových systémů. Po analýze současných principů a realizací se předpokládá vytvoření simulačního prostředí pro testování a optimalizaci parametrů těchto systémů.

Mezi problémy, na které by se mělo řešení zaměřit, patří efektivní rozmístění jednotlivých prvků systému v prostoru (krajině) a optimalizace tohoto rozmístění s ohledem na terén, vícecestné šíření, přímou nebo nepřímou

viditelnost. Při řešení se předpokládá práce se systémem Matlab, vyuţití optimalizačních algoritmů (např. genetické algoritmy), případně vývoj

vlastního programu (C).




Metody separace a zpracování překrytých odpovědí

v přijímači multilateračního systému


Cílem projektu je navrhnout, ověřit a optimalizovat metodu rozkladu signálu v přijímači multilateračního signálu na sloţky pocházející od jednotlivých palubních odpovídačů letounů. Po prostudování multilateračního systému

a teoretickém rozboru metod rozkladu přijatého signálu pro zpracování a vyhodnocení překrytých (garblovaných) signálů bude následovat návrh, ověření a optimalizace algoritmu v prostředí MATLAB, včetně vyhodnocení

reálných dat. Optimalizace se zaměří především na spolehlivost a efektivitu algoritmu s důrazem na moţnosti implementace v signálovém (resp. ARM) procesoru v reálném čase.




Algoritmy pro komunikace s více nosnými


Téma studia je zaměřeno na komunikační systémy zaloţené na OFDM, CDMA a jejich kombinaci. Klíčovou částí je zaměření na modulační parametry těchto systémů a na jejich simulaci v různých přenosových podmínkách (kanálech).

V průběhu řešení se předpokládá testování komunikačního systému a případných nových návrhů jednotlivých bloků (rámcová synchronizace, odstranění frekvenčního ofsetu, odhad kanálu atd.) na existujícím simulačním prostředí, spolupracujícím s HW platformou USRP a případné rozšiřování toho

prostředí o nové bloky. Algoritmy se budou testovat v prostředí Matlab, implementace do simulátoru je v jazyce C++.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ffrryyzzaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Efektivní metody programování

více-jádrových systémů

FRÝZA, Tomáš, doc. Ing. Ph.D.

Doktorská práce je zaměřena do oblasti programování systémů pro vysoký početní výkon.

Přestoţe početní výkon procesorů/jednotek/DSP neustále stoupá, způsoby programování

těchto nástrojů mnohdy nedokáţí efektivně vyuţít jejich značný potenciál. V současné době

existují nástroje pro více či méně sloţitý vývoj paralelních aplikací jako jsou např. MPI,

OpenMP, CUDA a další, které jsou primárně zaměřeny na aplikace s CPU, nebo GPU. Historie

více jádrových signálových procesorů je mnohem kratší, neţ je tomu u CPU pro běţné vyuţití, a moţná právě proto nejsou nástroje i aplikace pro DSP tak propracovány (viz např.

řada TMS320C66x firmy Texas Instruments). Náplní práce studenta bude také optimalizovat

programové nástroje heterogenních systémů (především pro signálové procesory) a to z

hlediska vytíţení funkčních jednotek/jader, efektivní překlad a jejich propojení do

komplexních systémů. Pozn.: Téma kooperuje s projektem Simula Research Laboratory

(Oslo, Norsko), který zpracovává, vyhodnocuje a zobrazuje obrazová data z fotbalového

utkání.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ffrryyzzaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Moderní prostředky pro zpracování obrazových dat

FRÝZA, Tomáš, doc. Ing. Ph.D.

Doktorská práce je zaměřena do oblasti efektivního zpracování obrazových dat. Náplní práce je analýza stávajících algoritmů pouţívaných v řetězci od snímání obrazové scény, aţ po interpretaci divákovi (klasické zobrazení, příp.

3-D TV, nebo free-point view). Cílem většiny systémů je zpracování dat v reálném čase; proto je nutná znalost početní náročnosti jednotlivých částí systému. Tento typ zpracování dat je v současnosti umoţněn také pomocí tzv. heterogenních systémů (např. kombinace CPU, GPU, DSP) s vysokým

stupněm paralelizace. Náplní práce tak bude také verifikace algoritmů na některou z uvedených platforem. Pozn.: Téma kooperuje s projektem Simula Research Laboratory (Oslo, Norsko), který zpracovává, vyhodnocuje a

zobrazuje obrazová data z fotbalového utkání.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz hhaannuuss@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Modely fyzické vrstvy systému LTE

HANUS, Stanislav, prof. Ing. CSc.

Studium je zaměřeno na přenos signálu v systému LTE se zaměřením na jeho fyzickou vrstvu. Po vytvoření modelu fyzické vrstvy v programovém prostředí MATLAB je nutné pomocí simulací vyšetřit vliv rádiového prostředí (poměru

C/N, C/I apod.) na kvalitu přenosu (BER). Pozornost je nutno zaměřit i na vyšetřování koexistence systému LTE se systémy pracujícími ve stejném nebo blízkém kmitočtovém pásmu. Cílem práce je stanovit doporučení pro

provoz systému i celé sítě, aby kvalita přenosu byla co nejvyšší.




Modely fyzické vrstvy systému WiMAX


Studium je zaměřeno na přenos signálu v systému WiMAX se zaměřením na jeho fyzickou vrstvu. Po vytvoření modelu fyzické vrstvy v programovém prostředí MATLAB je nutné pomocí simulací vyšetřit vliv rádiového prostředí

(poměru C/N, C/I apod.) na kvalitu přenosu (BER). Pozornost je nutno zaměřit i na vyšetřování koexistence systému WiMAX se systémy pracujícími ve stejném nebo blízkém kmitočtovém pásmu. Cílem práce je stanovit doporučení pro provoz systému i celé sítě, aby kvalita přenosu byla co

nejvyšší.




Komprimační metody obrazových signálů

s využitím 3D-DCT


V rámci studia je třeba prostudovat moţnosti komprimace obrazového signálu pomocí transformace 3D-DCT. Na základě získaných poznatků bude nutno následně stanovit optimální komprimační postup, vhodný pro

implementaci do vhodného signálového procesoru. Výsledkem práce bude ověření moţnosti komprimace obrazových signálů pomocí 3D-DCT v reálném čase.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz hhoorrsskkyypp@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Přesná napěťová reference

pro automobilové aplikace

HORSKÝ, Pavel, doc. Dr. Ing.

Práce je zaměřena na hledání nových obvodových principů a optimalizaci stávajících řešení napěťových referencí vhodných pro pouţití v automobilo-

vém průmyslu. Specifikem obvodů pouţívaných v automobilovém průmyslu je poţadovaný široký teplotní rozsah (–50°C aţ +200°C) a nízká citlivost na rušivé signály pronikající mimo jiné z napájení a ze substrátu integrovaného obvodu. Součástí práce je realizace navrţené nové napěťové reference ve

formě testovacího integrovaném obvodu.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz kkaassaall@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Příjem velmi slabých radiofrekvenčních signálů

KASAL, Miroslav, prof. Ing. CSc.

Příjem signálů kosmických sond je charakteristický velmi nízkým poměrem Eb/N0. 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. Zajímavým a dosud málo probádaným se v této souvislosti jeví studium vlivu fázových šumů. Cílem projektu je najít odpovídající modely reálných systémů a experimentálně ověřit jejich platnost.




Programově definované rádio

pro kosmickou rádiovou komunikaci


V současných komunikačních systémech je podstatná část zpracování signálu řešena digitálně. Programově definované rádio (Software Defined Radio) je zaloţeno na vyuţití relativně univerzálního hardware řízeného programem pro

optimální zpracování daného signálu. Cílem tohoto projektu bude hledání a ověření vhodných algoritmů pro přijímací část terestrického segmentu druţicových komunikačních systémů.




Moderní mikrovlnné systémy

pro družicovou komunikaci


V současné době jsou k disposici zajímavé mikrovlnné integrované obvody, diskrétní prvky a nové materiály, které umoţňují 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 moţností vyuţití, rozbor parametrů a konkrétní návrhy jednotlivých částí satelitního komunikačního řetězce.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz kkoollkkaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Algoritmy pro symbolickou analýzu obvodů

KOLKA, Zdeněk, prof. Dr. Ing.

Cílem projektu je vývoj a aplikace nových metod pro symbolickou a semi-symbolickou analýzu lineárních systémů. Cílem je výzkum metod pro přibliţnou symbolickou analýzu rozsáhlých soustav, jeţ jsou zaloţeny na

topologickém přístupu, které respektují fyzikální poměry uvnitř obvodu a které mají potenciál poskytovat snadno interpretovatelné výsledky. Předpokládá se vyuţití navrţených metod v procesu návrhu integrovaných

obvodů. Součástí projektu bude i implementace navrţených algoritmů a jejich zahrnutí do programu SNAP.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz kkoollkkaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Komunikační techniky

pro heterogenní prostředí

KOLKA, Zdeněk, prof. Dr. Ing.

Cílem projektu je výzkum a implementace vhodných širokopásmových komunikačních technik pro heterogenní prostředí (technologie PLC, ISM radio, GPRS, optika, aj.) s předpokladem vysokého stupně rušení. Cílem je

návrh metod, které umoţní kombinaci různých přenosových prostředků se zajištěním vysoké míry spolehlivosti a robustnosti. V rámci projektu se předpokládá implementace navrţených technik (např. s pouţitím FPGA).

Výzkum bude podporován společným projektem s průmyslem v oblasti dopravní infrastruktury.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz kkrraattoott@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Analýza a modelování přenosu digitální televize

ve standardu DVB-T2

KRATOCHVÍL, Tomáš, doc. Ing. Ph.D.

Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů pozemní digitální televize v novém standardu DVB-T2 (Digital Video

Broadcasting – 2nd Generation Terrestrial). Zaměření práce je cíleno na perspektivní techniky zpracování přenosu s rotovanou konstelací, MISO/MIMO příjem, mobilní verzi DVB-T2 Lite apod. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu a modulace s nastavitel-

nými parametry jednotlivých bloků a jeho programová realizace (Matlab). Model přenosového kanálu by měl být navrţen tak, aby umoţňoval modelo-vání vícecestného šíření, útlumových poměrů a selektivních úniků. Cílem

práce je stanovení vlivu parametrů modulátoru a modelu přenosového kanálu na dosaţenou chybovost a kvalitu přenosu.




Analýza a modelování přenosu digitálního rozhlasu

ve standardech DAB/DMB


Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů digitálního rozhlasu pro příjem na přenosné a mobilní přijímače ve

standardech DAB (Digital Audio Broadcasting) a DMB (Digital Multimedia Broadcasting). Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu a modulace s nastavitelnými parametry jednotlivých bloků a jeho programová realizace (Matlab). Model přenosového

kanálu by měl být navrţen tak, aby umoţňoval modelování vícecestného šíření, útlumových poměrů a selektivních úniků. Cílem práce je stanovení vlivu parametrů modulátoru a modelu přenosového kanálu na dosaţenou

chybovost a kvalitu přenosu a multimediálních sluţeb.




Kvalita obrazu a datových služeb Internetové TV


Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování a přenosu signálů digitální televize v sítích Internetové TV (Internet TV, Online TV, Web Television, IPTV apod.). Tyto standardy umoţňují zdrojovou kompresi obrazu,

zvuku a dat a jejich přenos přes IP síť - a to jak při volném vysílání, tak ve sluţbách placené televize. Téma práce rovněţ souvisí s připojením přijímačů (set-top boxů) do sítě IP, stahováním dat a přenosu s obnovením chybných paketů. Cílem práce je analýza a vyhodnocení vlivu přenosových parametrů

přenosového systému Internetové TV na dosaţenou chybovost a kvalitu obrazových a datových sluţeb při přenosu přes IP síť.




Vysílací sítě pro zemské digitální televizní

a rozhlasové vysílání


Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu parametrů jedno- (SFN) a vícefrekvenčních (MFN) vysílacích sítí pro přenos zemské digitální televize a rozhlasu podle standardů DVB-T/H/T2 a DAB/DMB. Při této analýze je

nutné zaměřit se na úlohy výpočtu kritérií pro pokrytí mnoţinou vysílačů uţitečného signálu a signálů rušících. Analýza dále předpokládá modifikaci relativního časování v rámci sítí, stanovení ochranných poměrů, posouzení

výsledků pokrytí a optimalizaci konfigurace sítě. Cílem práce je stanovení vlivu jednotlivých parametrů SFN a MFN vysílacích sítí na poţadované pokrytí a stanovení poţadavků na vysílače v síti, které splňují poţadované parametry.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz llaacciikk@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Mikrovlnné struktury na bázi vlnovodu integrovaného

do substrátu

LÁČÍK, Jaroslav, Ing. Ph.D.

V současné době se technologie obvodů integrovaných do substrátu jeví jako velmi vhodné řešení pro vývoj mikrovlnných komponent. Tento projekt je

zaměřen na výzkum antén a pasivních obvodů na bázi vlnovodu integrovaného pro pásmo centimetrových a milimetrových vln. Hlavní pozornost by měla být soustředěna na návrh původních anténních zářičů a jejich navázání na vlnovod integrovaný do substrátu. Další pozornost by měla

být soustředěna i na pasivní obvody, které na anténu bezprostředně navazují a na přechody mezi vlnovodem integrovaným do substrátu a standardními vedeními a vlnovody.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz lluukkeess@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Analýza energetických materiálů pomocí nukleární

kvadrupólové rezonanční spektroskopie NQR

LUKEŠ, Zbyněk, Ing. Ph.D.

Dizertační práce je zaměřena na vývoj metodiky detekce organických materiálů na principu kvadrupólové rezonance v oblasti krátkovlnných

pásem. Práce se zabývá návrhem a optimalizací anténní jednotky, která umoţňuje automatické ladění antén do rezonance, návrhem přepínačů při detekci rezonancí látek, zpracováním detekovaného signálu a interpretací výsledků. Při návrhu bude zkoumána magnetická i elektrická sloţka

elektromagnetického pole, vliv různých přístupů na úroveň detekovaného signálu. Práce bude součástí projektu s průmyslovým partnerem.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz mmaarrssaalleerr@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Algoritmy zpracování signálů

v kooperativních rádiových komunikacích

MARŠÁLEK, Roman, doc. Ing. Ph.D.

Předloţené téma je orientováno 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. Moţným příkladem aplikace je například

decentralizované přidělování rádiových prostředků (části spektra) jednotlivým prvkům sítě. Téma je vhodné pro motivovaného studenta se zájmem o moderní metody teorie zpracování signálů.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz mmaarrssaalleerr@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Využití sparsity v algoritmech rádiového přijímače

MARŠÁLEK, Roman, doc. Ing. Ph.D.

Cílem tohoto výzkumného projektu je aplikovat perspektivní algoritmy zaloţené na nerovnoměrném řídkém (sparse) vzorkování a zpracování signálů pro příjem a vysílání reálných rádiových komunikačních signálů.

V těchto případech se předpokládá pouţití komplexních metod zpracování signálu a umoţnění nedodrţení klasického vzorkovacího teorému. Výsledkem projektu bude funkční vzorek vysílače/přijímače s implementací metod zpracování signálů v základním pásmu v signálovém procesoru nebo FPGA.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ppeettrrzzeelljj@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Smíšená analogově-digitální syntéza

nelineárních dynamických systémů

PETRŢELA, Jiří, Ing. Ph.D.

Projekt se zaměřuje do oblasti obvodové syntézy silně nelineárních dynamických systémů. Syntéza bude zaloţena na znalosti popisu systému

soustavou diferenciálních rovnic, kde nelineární přenosové funkce nebo celé bloky výsledného oscilátoru budou řešeny digitálním zpracováním signálu pomocí FPGA. Součástí práce je nejen experimentální ověření navrţených struktur, ale rovněţ teoretické studium jejich vlastností a odlišností od plně

analogové ekvivalentní realizace. Výhodou pro zájemce je alespoň základní znalost Matlabu, Mathcadu, Orcad, Pspice a práce v prostředí Eagle.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ppoommeennkkaajj@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Využití Monte Carlo simulací pro frekvenční

a časově-frekvenční analýzu dat

POMĚNKOVÁ, Jitka, doc. RNDr. Ph.D.

Výzkum je zaměřen na analýzu a posouzení kvality odhadu spektrogramu / scalogramu prostřednictvím Monte Carlo simulací a formulaci doporučení pro

práci s metodami odhadu časově-frekvenční struktury dat. Cílem bude posoudit navrţenou skupinu metod z hlediska její schopnosti co nejlépe odhadnout spektrogram, metody vzájemně porovnat a na základě dosaţe-ných výsledků formulovat doporučení pro práci s metodami. Metody budou

aplikovány nejprve na simulovaný signál. Následně bude provedena aplikace na reálné datové soubory. Zkoumány budou aplikace v různých oblastech (komunikační a radarové signály, ekonometrická a biomedicínská data).



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz pprrookkeess@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Modely přenosového kanálu

pro mikrovlnné a optické bezkabelové spoje

PROKEŠ, Aleš, prof. Ing. Ph.D.

Moderní vysokorychlostní bezdrátové komunikační prostředky předpokládají vyuţití optických a mikrovlnných pásem. Jejich spolehlivost a dostupnost jsou

velkou měrou ovlivněny stavem atmosféry (déšť, sněţení a mlha). V důsled-ku rozdílnosti pouţitých vlnových délek pak kombinace obou systémů v rámci jednoho spoje nabízí velmi spolehlivý komunikační prostředek, protoţe podle stavu atmosféry je moţno volit spolehlivější přenosovou cestu. Cílem projek-

tu je zkoumání a modelování přenosového kanálu z pohledu obou systémů, stanovení dostupnosti a přenosové kapacity kombinovaného spoje a volba algoritmu pro optimální rozdělení datového toku. Součástí projektu bude i

řada měření na reálných systémech a statistické vyhodnocení změřených dat.




Modely UWB kanálu pro datovou komunikaci

a určování polohy


Technologie UWB (Ultra Wide-Band) je povaţována díky její širokopásmovosti za vhodný prostředek pro řadu aplikací z oblasti vysokorychlostních přenosů dat nebo určování polohy. Pro maximální vyuţití této technologie jsou nezbytné znalosti o specifických vlastnostech kanálu v kmitočtovém pásmu od 3.1 GHz do 10.6 GHz. Cílem projektu je výzkum vlastností UWB kanálu a vytvoření jeho modelů pro aplikace z oblasti určování polohy a datových přenosů ve venkovních prostředích a vnitřních prostorách budov nebo dopravních prostředků. Vyuţití těchto modelů se předpokládá pro aplikace senzorových sítí v dopravních prostředcích, pro multimediální přenosy v sítích WPAN, určování polohy automobilů na parkovišti nebo pro vzájemnou komunikaci dopravních prostředků (technologie Car-2-Car).




Kognitivní rádio

v pokročilých komunikačních systémech


Poţadavek na efektivní vyuţití rádiového spektra vedl k vývoji kognitivního rádia, které umí alokovat volná kmitočtová pásma či detekovat parametry signálu v pásmech obsazených. Na základě takto zjištěných informací pak můţe být kognitivní rádio za chodu rekonfigurováno (změna modulace, přenosového protokolu, šířky pásma) za účelem sdílení spektra bez rušivých interferencí s jinými signály. Cílem projektu je analýza a vývoj efektivních a spolehlivých algoritmů pro detekci spektra. Projekt bude zaměřen na porovnání současných metod detekce typických pro nekooperativní systémy, na jejich optimalizaci a vhodnou kombinaci pro specifické aplikace (mobilní komunikace, senzorové sítě). Předpokládá se i výzkum v oblasti kombinování těchto metod s technologiemi pouţívanými u kooperativních systémů.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz pprrookkooppeecc@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Optimalizace přidělování rádiových prostředků

v mobilních sítích LTE Advanced

PROKOPEC, Jan, Ing. Ph.D.

Standard mobilních sítí 4. generace LTE Advanced dosahuje teoreticky přenosovou rychlost aţ 1 Gbps na rádiovém rozhraní. Pro zajištění takto

vysoké přenosové rychlosti se předpokládá vyuţití technologie Carrier Aggregation pro slučování rádiových kanálů v různých frekvenčních pásmech s maximální celkovou šířkou přenosového kanálu 100 MHz. Cílem disertační práce je návrh algoritmů pro přidělování rádiových prostředků ve více

frekvenčních pásmech současně. Bude se jednat zejména o metody odhadu parametrů časové a frekvenční selektivity rádiového kanálu a jejich následné vyuţití pro optimalizaci přidělených rádiových prostředků ve vyšších vrstvách

síťového modelu.




Koexistence bezdrátových standardů

ve sdílených pásmech


Mobilní zařízení zpracovávají signály velkého mnoţství bezdrátových standardů. Vlivem parazitních vlastností zařízení můţe docházet k vzájemným interferencím mezi standardy a tím k degradaci kvality sluţeb.

Cílem práce je analýza a vyhledání potenciálních zdrojů interferencí mezi standardy, zejména kombinačních kmitočtů vznikajících na nelinearitách. Tyto parazitní kmitočty mohou vznikat nejen na zařízeních komunikačních

systémů (např. vyšší harmonické na výstupu základnové stanice), ale i v místě přijmu (vznik rušení na nelinearitě anténního zesilovače set-top boxu).




Modelování fyzické vrstvy pro M2M komunikaci


Komunikace mezi zařízeními Machine2Machine úzce souvisí s pojmem Internet of Things. Téma práce je zaměřeno na výzkum v oblasti bezdrátové komunikace na malé vzdálenosti s nízkou energetickou náročností, velkou

přenosovou rychlostí a protokoly vyšších vrstev optimalizovanými pro rychlé sestavení spojení. Řídící protokoly musí spolupracovat s fyzickou vrstvou a nastavovat parametry spojení podle podmínek na rádiovém rozhraní (Cross Layer optimalizace). Cílem práce je vývoj algoritmů pro optimalizaci

protokolů vyšších vrstev v závislosti na podmínkách fyzického rozhraní.




Dynamická adaptace systému

pro bezdrátový přenos streamovaného videa


Optimalizace napříč síťovými vrstvami (Cross Layer Optimization) je zcela jiná neţ klasický síťový model OSI. Díky zpětné vazbě, přenášené na rozhra-ních jednotlivých vrstev, je moţné kompenzovat aktuální stav přenosového

kanálu a přizpůsobit tak parametry systému, aby nedocházelo k výpadkům nebo ke ztrátám při přenosu. Cílem projektu je doplnění a propojení existujících a vytvoření nových simulačních nástrojů, které umoţní adaptaci

přenosového systému na změnu podmínek přenosu. Cílovou aplikací je pak bezdrátový přenos streamovaného videa v systémech LTE a LTE-A, přičemţ zdrojový kodér by měl být schopen přizpůsobit se aktuálním podmínkám přenosového kanálu i kvalitě obrazu vyhodnocené v místě příjmu.




Modelování fyzické vrstvy standardu

LTE Advanced


Systém mobilních sítí čtvrté generace LTE Advanced je připravován s důrazem na poskytnutí vysokorychlostních bezdrátových sluţeb s maximální přenosovou rychlostí 1 Gbps. Systém bude poskytovat několik nových typů

sluţeb, jako například Device2Device (Relays) komunikaci a další. Cílem práce je vytvoření komplexního modelu fyzické a linkové vrstvy standardu LTE Advanced (uplink a downlink přenos) s důrazem na implementaci

různých reţimů pro Device2Device komunikaci a vývoj nových modelů přenosových kanálů. Při vývoji simulátoru se předpokládá spolupráce s TU ve Vídni.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz rraaiiddaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Anténní řady

pro pásmo (sub)milimetrových vln

RAIDA, Zbyněk, prof. Dr. Ing.

Systémy pro terahertzové zobrazování vyţadují vytváření polí anténních prvků, jejichţ vzájemná vazba je co nejmenší. Anténní prvky snímají prostorové vzorky rozloţení elektromagnetického pole, z nichţ lze následně

rekonstruovat objekty, jimiţ elektromagnetická vlna prochází. Disertační práce se zaměřuje na návrh a modelování takových anténních polí. Realizace a měření antén bude probíhat ve spolupráci s Technickou univerzitou

v Darmstadtu.




Nelineární rekonstrukce obrazů

pro mikrovlnné biomedicínské zobrazování


Mikrovlnné zobrazování je relativně novou alternativou k rentgenovému vyšetřování. Aby bylo moţné z mikrovlnných měření vytvořit tomografické obrazy, je třeba řešit nelineární inverzní problém. Inverzní úlohy bývají

dominantně řešeny gradientními a newtonovskými metodami. Projekt je zaměřen na potenciální vyuţití globálních optimalizačních technik k řešení inverzního problému.




Numerická syntéza elektromagnetických struktur


Při návrhu mikrovlnných struktur je zapotřebí vytvořit věrohodný numerický model syntetizované struktury, tento model vhodně parametrizovat a násled-ně najít mnoţinu optimálních hodnot stanovených parametrů. Aby byl proces

syntézy efektivní, je třeba vhodně kombinovat hrubé a jemné modely syntetizované struktury, aplikovat globální a lokální metody optimalizace, měnit domény analýzy. Obecný postup syntézy by měl být vyuţit pro návrh antén pracujících na kmitočtu 60 GHz v interiéru osobního automobilu.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz rriieess@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Ekonomické řízení prostředků

RIES, Michal, Dr. techn.

Aby bylo moţné dosáhnout rozumného kompromisu mezi subjektivní kvalitou a náklady na přenos, je nutné zavést ekonomické řízení přenosových prostředků pro video sluţby. Při tomto řízení je nutné brát v úvahu

samotného uţivatele jako určující faktor. Práce realizuje následující cíle:

1. Studie aktuálního stavu poznání v oblasti technických podmínek pro poskytování video sluţeb s přidanou hodnotou.

2. Určení celkové kvalitativní přijatelnosti video sluţeb.

3. Zavedení ekonomického řízení přenosových prostředků.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz rriieess@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Problematika provádění subjektivního hodnocení

v crowdsourcing doméně

RIES, Michal, Dr. techn.

Modelování reálných podmínek v laboratoři je často neefektivní a drahé. Cílem disertační práce je návrh nových metod hodnocení kvality záţitku (QoE) pro multimediální sluţby, vnímání QoE uţivatelem v jeho přirozeném

prostředí. V této práci by měla byt prozkoumaná problematika provádění subjektivního hodnocení v crowdsourcing doméně a důleţitost správného filtrování nespolehlivých uţivatelů z celkových výsledků. Dalším cílem je

navrhnout statisticky efektivní metody pro zvýšení spolehlivosti QoE studií s různými přístupy.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ssiiggmmuunndd@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Automatické vyhledávání klíčových slov

ve zvukových souborech

SIGMUND, Milan, prof. Ing. CSc.

Projekt je zaměřen na rychlé vyhledávání zájmových témat ve zvukových souborech podle klíčových slov přímo v signálové podobě akustických souborů. S narůstající nabídkou akustických souborů obsahujících různé

odvysílané pořady rozhlasových stanic se stále více stává aktuální problematika vyhledávání jednotlivých klíčových slov a frází. Jedná se o podobnou situaci jako vyhledávání klíčových slov v textových souborech. Prohledávání zvukových souborů je zaloţeno na metodách rozpoznávání

obrazců.




Určování emočních stavů mluvčích


Projekt je zaměřen na rozpoznávání mluvčích a jejich stavů na základě

hlasového projevu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování okamţitých emočních stavů z hlasu zejména takových, které negativně ovlivňují jednání osob, jako jsou únava, deprese a stres. Vývoj algoritmů

bude zaměřen na robustní metody DSP pouţitelné jak v reálném čase, tak pro analýzu zaznamenané řeči. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečových signálů zaznamenaných v reálných situacích.




Analýza hlasivkových pulzů


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 běţné řeči. Analýza získaných pulzů bude orientována na vybrané faktory pouţitelné pro

lékařské diagnostické vyšetřování. Vývoj algoritmů bude vycházet z metod DSP pouţitelných jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz ssllaanniinnaa@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Nové algoritmy pro kódování videosekvencí

SLANINA, Martin, Ing. Ph.D.

V současné době je moţné kromě neustálého vylepšování kodeků zaloţených

na předpovědi bloků a transformačním kódování rozdílových bloků vysledovat počátek uplatnění zcela nových přístupů kódování videosekvencí. Příkladem takového přístupu můţe být distribuované kódování videa (distributed video

coding), kdy je vyuţit jednoduchý kodér s nízkou výpočetní náročností a kvalitativního vylepšení obrazu se dosáhne díky statistické analýze dat na straně přijímače. Projekt si klade za cíl prozkoumat moţnosti nových kódovacích algoritmů a navrhnout moţnosti praktického vyuţití jejich principů

v reálných aplikacích.




Škálovatelné kódování videosekvencí


S rostoucí rozmanitostí koncových zařízení, která jsou schopna přijmout,

dekódovat a prezentovat komprimovaný digitální obrazový signál, se intenzivně hledají takové techniky, které zajistí co moţná nejefektivnější přenos a kódování videa pro celou širokou škálu zařízení s rozdílnými

poţadavky na bitovou rychlost a kvalitu přijímaného obsahu. Řešením mohou být škálovatelné kodeky, které umoţní sníţení bitové rychlosti a kvality bitového toku pouhým vyřazením části přenášených dat. Cílem projektu je zejména optimalizace samotného procesu výběru dílčích bitových toků s niţší

kvalitou a integrace technik škálovatelného kódování do nových kodeků.




Analýza kvality 3D videa v různých podmínkách


Systémy pro stereoskopické snímání a zobrazování si v poslední době

vyslouţily velkou oblibu v oblasti digitální spotřební elektroniky i kinematografie. Přestoţe jsou takové systémy ve velké míře vyuţívány, prozatím chybí efektivní nástroje pro spolehlivou analýzu jejich výkonnosti

zejména s ohledem na co nejlepší kvalitu subjektivně vnímanou pozorovatelem. Cílem projektu je prozkoumat souvislosti mezi objektivně měřitelnými vlastnostmi videosekvencí, zobrazovačů či jiných dílčích komponentů pro zobrazování 3D videa a subjektivně vnímanou kvalitou a

přirozeností prezentace. V ideálním případě by mohla být vyvinuta kvalitativní metrika pro 3D video, prozkoumávající vzájemné souvislosti mezi obrazem pro levé a pravé oko a odhadující viditelnost případných artefaktů.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz sseebbeessttaajj@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

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).




Technologie a metody přesného určování polohy

v pásmech centimetrových a milimetrových vln


Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro velmi přesná měření

vzdálenosti a polohy objektů při vyuţití rádiových (komunikačních) prostředků pro centimetrové a milimetrové vlny. Cílem práce je rozbor řešení efektivních metod a řešení systémů umoţňujících pomocí vhodných

deterministických signálů nebo signálů generovaných komunikačními zařízeními stanovit polohu objektu (přijímače, případně vysílače) s přesností jednotek aţ desítek cm. Dosaţení poţadovaných přesností vyţaduje aplikaci

UWB signálů a modelování přenosového kanálu pro testovací signály.




Efektivní metody fúze dat pro přesnou navigaci


Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro přesnou navigaci především

pro automobily s vyuţitím fůze navigačních dat z několika nezávislých zdrojů: GNSS přijímače, inerciální systémy (elektronický kompas, akcelometr, odometr, radar, kamera atd.). Cílem výzkumu je hledání účinných fúzních

algoritmů (rozšířený Kalmanův filtr, neuronové sítě) s vyuţitím charakteristik senzorů pro získání velmi přesné polohy a orientace automobilu v prostoru. Aplikačním vyuţitím výzkumu jsou automatické parkovací systémy a budoucí systémy automatického řízení vozidla bez řidiče.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz uurrbbaanneecc@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Zobrazovací metody využívající

vektorový obvodový analyzátor

URBANEC, Tomáš, Ing. Ph.D.

Projekt se zabývá problematikou zobrazovacích systémů, vyuţívajících pro svou činnost vektorový obvodový analyzátor. Zobrazovací systémy tedy

vyuţívají informace o amplitudě i fázi měřeného signálu. Práce se zabývá analýzou metod pro 2D aţ 4D zobrazovací systémy, analýzou jejich vlastností a omezení, metodami jejich návrhu. Perspektivní systém bude realizován v laboratoři, zkoumáno bude zpracování dat ze systému pro zobrazení.

Zobrazovací systém by měl být prakticky vyuţitelný u geo-radaru nebo v mikrovlnné tomografii.




Aktivní prvky v perspektivních třídách

pro telekomunikační aplikace


Projekt je zaměřen na metodiku návrhu zesilovačů a násobičů pracujících v perspektivních třídách E, F, G a dalších na mikrovlnných kmitočtech. Tyto třídy umoţňují zlepšovat parametry standardních obvodů, jako jsou účinnost,

intermodulační odolnost a další. Změny parametrů se dosahuje manipulací s harmonickými kmitočty budícího signálu. V průběhu práce bude potřeba obvody simulovat, realizovat vybrané konstrukce a zavést vhodnou metodiku

jejich měření.




Nekoherentní měření vzdáleností objektů

ve 3D prostoru v reálném čase


Projekt je zaměřen na problematiku měření vzdáleností podle časového zpoţdění 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 moţné polohu určovat ve 3D prostoru. Práce zahrnuje simulaci problematiky

v MATLABu a praktická měření přes aktuálně dostupné transpondéry druţic.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz wwiillffeerrtt@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Analýza a optimalizace rozložení intenzity

ve svazku optického bezkabelového spoje

WILFERT, Otakar, prof. Ing. CSc.

Projekt je zaměřen na výzkum optimálního rozloţení optické intenzity vyzařovaného svazku podléhajícího změnám jak při samotném šíření volným

prostorem, tak při průchodu atmosférou. Součástí projektu je návrh laserového vysílače tvarujícího svazek s plochou charakteristikou vyuţitím speciálních optických prvků a optických vláken. V projektu bude potřebné vytvořit počítačový program pro modelování optických svazků, jejich skládání

a šíření. Poţaduje se experimentálně ověřit míru vzájemné interference svazků vytvářejících výslednou vysílací charakteristiku.




Modely optické bezkabelové komunikace


Optická bezkabelová komunikace patří k moderním a perspektivním komunikačním technologiím. Kvalita optického přenosu je daná speciálními vlastnostmi optických svazků a charakteristikou prostředí, ve kterém se

svazek šíří. Projekt je zaměřen na zkoumání vlivu atmosféry na optický spoj poţadovaných parametrů. Součástí projektu je vytvoření modelu atmosféry v dané lokalitě umístění spoje a modelu samotné komunikační linky. Syntézou obou modelů vzniká komplexní model optické bezkabelové komunikace

ukazující na optimální volbu parametrů linky potřebné pro návrh spoje poţadované kvality v dané lokalitě.




Měření parametrů optických svazků


Předmětem projektu je výzkum vlivu koherence a polarizace optických svazků s danou délkou vlny na kvalitu přenosu optického signálu v turbulentní atmosféře. Turbulentní atmosféra vyvolává fluktuaci přijímaného

optického výkonu a zhoršuje chybovost spoje. Cílem projektu je navrhnout, zdůvodnit a ověřit metodu měření koherence a polarizace optického svazku tak, aby bylo moţno zkoumat závislost kvality přenosu na těchto parametrech. Součástí projektu je návrh a realizace testovacího optického

vysílače s volitelným optickým zdrojem.



wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz uurreell@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

Důležité termíny:

Do 20. 5. 2012 elektronická přihláška

21. 6. 2012 (31. 8. 2012) přijímací zkoušky

Detailní pokyny:

http://www.feec.vutbr.cz/dokumenty/vnitrnipr/rd1143.pdf

Documents

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA - urel.feec.vutbr.cz fileparametrů přenosových struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR)