Státnicové okruhy magisterského programu Elektronika a komunikace (EK)

Společný základ (pro všechny specializace)

  1. Architektury procesorů, typy. Paměti, sběrnice. Adresový a vstupně/výstupní prostor, rekonfigurace systému. Interní periferie, rozšíření V/V prostoru. Přístrojové a komunikační sběrnice, multiprocesorová komunikace. (B2M37MAM)
  2. Programování procesoru, strojový kód, assembler, vyšší jazyky, přerušovací systém, pipeline. Programovací metody, multiprocesorové systémy, paralelizace programu. (B2M37MAM)
  3. Aplikace korelační, spektrální a kepstrální analýzy, odhad zpoždění mezi signály, redukce šumů a restaurace signálů. (B2M31DSP)
  4. Rozklad signálu na hlavní a nezávislé komponenty a jeho použití pro separaci signálů. Diskrétní vlnková transformace. (B2M31DSP)
  5. Protokoly náhodného přístupu k médiu v bezdrátových sítích, topologie sítě a přenos dat v Bluetooth, směrování v bezdrátových senzorových sítích, princip RFID. (B2M32BTSA)
  6. Princip komunikace v sítích WiFi, protokoly MQTT, LoRa, SigFox, IQRF, komunikační řetězec pro provoz služeb konceptu IoT, spolehlivost a bezpečnost bezdrátových a senzorových sítí. (B2M32BTSA)

Odborné okruhy specializace Elektronika

  1. Metodologie návrhu analogových a číslicových a smíšených integrovaných systémů, obvody ASIC, úrovně návrhové abstrakce. Technologické procesy výroby IO, CMOS proces, MEMS technologie, sub-mikronové technologie a její trendy (B2M34SIS)
  2. Aktivní a pasivní integrované elektronické prvky; návrh topologie čipu, návrhová pravidla, verifikace a testování analogových a číslicových IO. (B2M34SIS)
  3. Postup návrhu a syntézy integrovaných VLSI systémů, jeho domény a úrovně reprezentace. Současné hardwarové platformy. Jazyky popisující hardware (VHDL, Verilog). (B2M34NSV)
  4. Behaviorální syntéza: RTL model, algoritmy a postupy. Logická syntéza: metody a omezení. Syntéza topologie. Verifikace a testování návrhu. (B2M34NSV)
  5. Krystalové mřížky polovodičů, defekty krystalové mřížky, fonony, statistika elektronů a děr, generace a rekombinace nositelů náboje. (B2M34SST)
  6. Transportní jevy v polovodičích, srážkové mechanismy, souvislost s pásovou strukturou a s poruchami krystalové mřížky, feromagnetika, feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika. (B2M34SST)
  7. Fyzikální jevy uplatňované v mikrosystémech, mikrosystémové struktury, energetické domény, statické a dynamické parametry, scaling, multidoménová integrace na čipu. (B2M34MST)
  8. Mikroaktuátory, mikromanipulátory, mikropohony, mikroakční struktury a systémy na čipu (elektrostatické, piezoelektrické, tepelné, magnetické, chemické, lab-on-chip), dotykové displeje, RF MEMS prvky, mikrogenerátory (Energy harvesting). (B2M34MST)
  9. Obvody ASIC -porovnání vlastností: plně zákaznický návrh, hradlová pole, standardní buňky, programovatelné obvody, FPGA; analogové integrované CMOS struktury (OTA, napěťové a proudové reference, OZ), simulace v rozích. (B2M34NIS)
  10. Návrh topologie analogového IO, verifikace návrhu; číslicové IO (Jazyky HDL, HDL-A, logická a fyzická syntéza systému. Frontend a backend návrh, návrh topologie a verifikace návrhu. (B2M34NIS)

Odborné okruhy specializace Audiovizuální technika a zpracování signálů

  1. Zvukové vlny v plynech, kapalinách a pevných látkách, zvukovody. (B2M99ZVT)
  2. Elektroakustické měniče. Akustické vysílače, reproduktory a reproduktorové soustavy. Akustické přijímače, mikrofony. Akustická a elektroakustická měření. Principy komprese zvukových signálů, zpracování prostorového zvuku. (B2M99ZVT)
  3. Fyziologické a psychovizuální vlastnosti vidění. Fotometrie, radiometrie a kolorimetrie. Objektivy a jejich parametry. Obrazové senzory a displeje. 3D systémy. (B2M37OBT)
  4. Metody předzpracování obrazové informace, Kompresní metody obrazu a multimediální přenosové standardy. Metody rekonstrukce obrazu. (B2M37OBT)
  5. Syntézy číslicových audio signálů (tabulková s., konkatenační s., granulační s., součtová, rozdílová s., formantová s., modulační s., nelineární s., tvarovací s.). (B2M31SYN)
  6. Číslicové audio efekty; efekty založené na časovém zpoždění, modifikace ve frekvenční oblasti, prostorové efekty. (B2M31SYN)
  7. Základní charakteristiky řeči a řečového signálu - energie, intenzita, průchody nulou. Spektrální charakteristiky - DFT a LPC spektrum, banky filtrů, kepstrum. (B2M31ZRE)
  8. Kódování řeči. Potlačování šumu v řečovém signálu. Základy rozpoznávání řeči na bázi HMM (řečové příznaky, akustický model, jazykový model). Principy verifikace a identifikace mluvčího (GMM/UBM, používané příznaky). Syntéza řeči - základní přístupy. (B2M31ZRE)
  9. Sluchový a zrakový systém člověka, využití jeho vlastností ve ztrátové kompresi. Subjektivní a objektivní metody hodnocení kvality zvuku, obrazu a videa. (B2M37KASA)
  10. Kompresní metody a standardy pro kompresi audiovizuálního obsahu. Ochrana digitálního obsahu, watermarking. (B2M37KASA)

Odborné okruhy specializace Fotonika

  1. Optická vlákna - vidová struktura, měření numerické apertury vlákna, optické spektrální analyzátory, měření profilu indexu lomu, mezní vlnové délky, měření disperzních vlastností. (B2M17VOT)
  2. Koherentní optická detekce, optický obvodový analyzátor, optické polarimetry, měření nelineárních jevů v optických vláknech, optické vzorkování, In-situ metody, metody OSNR. (B2M17VOT)
  3. Optické zesilovače (Raman, EDFA, SOA), vlnové konvertory a optická regenerace signálu (1R, 2R, 3R), optické filtry, optické přepínače a jejich použití. Optické systémy s vlnovou multiplexací (útlumová, šumová, nelineární a disperzní bilance). (B2M32OSS)
  4. Optické koherentní systémy a vícestavové modulace (optické systémy s rychlostí 100 Gbit/s a vyšší), optické sítě a architektury, principy přepínání okruhů, paketů a dávek dat, optické síťové prvky, optická datová rozhraní, rozvod taktu v síti. (B2M32OSS)
  5. Fyziologické a psychovizuální vlastnosti vidění. Fotometrie, radiometrie a kolorimetrie. Objektivy a jejich parametry. Obrazové senzory a displeje. 3D systémy. (B2M37OBT)
  6. Metody předzpracování obrazové informace, Kompresní metody obrazu a multimediální přenosové standardy. Metody rekonstrukce obrazu. (B2M37OBT)
  7. Maticový popis optických prvků. Zesilovače obrazu. Optické procesory, 2D optická FT, prostorová filtrace. (B2M37OBFA)
  8. Prvky obrazové fotoniky – polarizátory, hyperspektrální kamery. Konstrukce optických soustav a jejich parametry. (B2M37OBFA)
  9. Vlastnosti přenosových prostředí pro šíření elektromagnetických vln z hlediska frekvenčního spektra a bezdrátových služeb, mechanizmy šíření vln v atmosféře. Pevný a družicový spoj - výkonové bilance, úniky, modely šíření vln, metody plánování. (B2M17SBS)
  10. Mobilní spoje - šíření vln v městské zástavbě a interiérech, empirické a deterministické modely šíření, statistický popis úniků. Rušení ve směrových spojích a v buňkových sítích. Měřicí metody pro bezdrátové spoje a sítě. (B2M17SBS)

Odborné okruhy specializace Technologie internetu věcí

  1. Princip směrování IP paketů, princip funkce distribuovaných směrovacích algoritmů. Princip směrování IP multicastu. Architektura sítě s protokolem IPv6. Transportní protokoly (TCP, UDP, SCTP) a jejich použití. Regulace datových toků a ochrana před přetížením sítě, aktivní správa paketových front. (B2M32PST)
  2. Architektury MPLS sítí, služby poskytované sítí MPLS. Softwarově definované sítě (SDN) a jejich použití. Virtualizace síťových funkcí, HW a SW architektura výkonných síťových prvků. (B2M32PST)
  3. Metodologie návrhu analogových a číslicových a smíšených integrovaných systémů, obvody ASIC, úrovně návrhové abstrakce. Technologické procesy výroby IO, CMOS proces, MEMS technologie, sub-mikronové technologie a její trendy. (B2M34SIS)
  4. Aktivní a pasivní integrované elektronické prvky; návrh topologie čipu, návrhová pravidla, verifikace a testování analogových a číslicových IO. (B2M34SIS)
  5. Architektura mobilních sítí (2G, 3G, 4G, 5G), přenos a zpracování řeči a dat v mobilních sítích, kvalita služby. (B2M32MKSA)
  6. Metody vícenásobného přístupu v mobilních sítích, oprava chyb (ARQ, HARQ) náhodný přístup k médiu, metody přidělování rádiových prostředků (scheduling), princip a typy handoveru, metody potlačení interference. (B2M32MKSA)
  7. Vlastnosti přenosových prostředí pro šíření elektromagnetických vln z hlediska frekvenčního spektra a bezdrátových služeb, mechanizmy šíření vln v atmosféře. Pevný a družicový spoj - výkonové bilance, úniky, modely šíření vln, metody plánování. (B2M17SBS)
  8. Mobilní spoje - šíření vln v městské zástavbě a interiérech, empirické a deterministické modely šíření, statistický popis úniků. Rušení ve směrových spojích a v buňkových sítích. Měřicí metody pro bezdrátové spoje a sítě. (B2M17SBS)
  9. Fyzikální jevy uplatňované v mikrosystémech, mikrosystémové struktury, energetické domény, statické a dynamické parametry, scaling, multidoménová integrace na čipu. (B2M34MST)
  10. Mikroaktuátory, mikromanipulátory, mikropohony, mikroakční struktury a systémy na čipu (elektrostatické, piezoelektrické, tepelné, magnetické, chemické, lab-on-chip), dotykové displeje, RF MEMS prvky, mikrogenerátory (Energy harvesting). (B2M34MST)

Odborné okruhy specializace Komunikační sítě a Internet

  1. Přístupové sítě NGA, topologie a architektury přístupových sítí. Modelování parametrů telekomunikačních vedení. Typy digitálních účastnických přípojek. (B2M32PRSA)
  2. Optické přístupové sítě, pasivní optické sítě, využití vlnového multiplexu, dimenzování přístupových sítí, útlumová bilance. (B2M32PRSA)
  3. Princip směrování IP paketů, princip funkce distribuovaných směrovacích algoritmů. Princip směrování IP multicastu. Architektura sítě s protokolem IPv6. Transportní protokoly (TCP, UDP, SCTP) a jejich použití. Regulace datových toků a ochrana před přetížením sítě, aktivní správa paketových front. (B2M32PST)
  4. Architektury MPLS sítí, služby poskytované sítí MPLS. Softwarově definované sítě (SDN) a jejich použití. Virtualizace síťových funkcí, HW a SW architektura výkonných síťových prvků. (B2M32PST)
  5. Definice, klasifikace a základní vlastnosti (energetické, spektrální) digitálních modulací. Modely komunikačních kanálů. Demodulátor, metrika (korelační, signálový prostor, SODEM). Sdílení komunikačního kanálu. (B2M37DKM)
  6. Principy blokových, konvolučních a TCM kódů. Dekódování (symbol, sekvence, MAP, ML). Viterbiho algoritmus. Chybovost dekodéru (union bound, pravděpodobnost párové chyby). (B2M37DKM)
  7. Digitální spojovací systém, spojovací pole. Řízení spojovacího systému, signalizace ve spojovacích systémech (CAS a CCS), signalizace SS7 - směrování zpráv, protokoly pro zajištění přenosu signalizace. (B2M32RTK)
  8. Inteligentní sítě, IP telefonie, kvalita a její zajištění a hodnocení, IMS systémy, signalizační protokoly H.323, SIP/SDP, komunikační protokol RTP/RTCP, hovorová komunikace v mobilní síti - VoLTE. (B2M32RTK)
  9. Optické zesilovače (Raman, EDFA, SOA), vlnové konvertory a optická regenerace signálu (1R, 2R, 3R), optické filtry, optické přepínače a jejich použití. Optické systémy s vlnovou multiplexací (útlumová, šumová, nelineární a disperzní bilance). (B2M32OSS)
  10. Optické koherentní systémy a vícestavové modulace (optické systémy s rychlostí 100 Gbit/s a vyšší), optické sítě a architektury, principy přepínání okruhů, paketů a dávek dat, optické síťové prvky, optická datová rozhraní, rozvod taktu v síti. (B2M32OSS)

Odborné okruhy specializace Mobilní komunikace

  1. Architektura mobilních sítí (2G, 3G, 4G, 5G), přenos a zpracování řeči a dat v mobilních sítích, kvalita služby. (B2M32MKSA)
  2. Metody vícenásobného přístupu v mobilních sítích, oprava chyb (ARQ, HARQ) náhodný přístup k médiu, metody přidělování rádiových prostředků (scheduling), princip a typy handoveru, metody potlačení interference. (B2M32MKSA)
  3. Definice, klasifikace a základní vlastnosti (energetické, spektrální) digitálních modulací. Modely komunikačních kanálů. Demodulátor, metrika (korelační, signálový prostor, SODEM). Sdílení komunikačního kanálu. (B2M37DKM)
  4. Principy blokových, konvolučních a TCM kódů. Dekódování (symbol, sekvence, MAP, ML). Viterbiho algoritmus. Chybovost dekodéru (union bound, pravděpodobnost párové chyby). (B2M37DKM)
  5. Princip směrování IP paketů, princip funkce distribuovaných směrovacích algoritmů. Princip směrování IP multicastu. Architektura sítě s protokolem IPv6. Transportní protokoly (TCP, UDP, SCTP) a jejich použití. Regulace datových toků a ochrana před přetížením sítě, aktivní správa paketových front. (B2M32PST)
  6. Architektury MPLS sítí, služby poskytované sítí MPLS. Softwarově definované sítě (SDN) a jejich použití. Virtualizace síťových funkcí, HW a SW architektura výkonných síťových prvků. (B2M32PST)
  7. Vlastnosti přenosových prostředí pro šíření elektromagnetických vln z hlediska frekvenčního spektra a bezdrátových služeb, mechanizmy šíření vln v atmosféře. Pevný a družicový spoj - výkonové bilance, úniky, modely šíření vln, metody plánování. (B2M17SBS)
  8. Mobilní spoje - šíření vln v městské zástavbě a interiérech, empirické a deterministické modely šíření, statistický popis úniků. Rušení ve směrových spojích a v buňkových sítích. Měřicí metody pro bezdrátové spoje a sítě. (B2M17SBS)
  9. Anténa jako obvodový prvek - náhradní obvod antény, parametry antén, polarizace, Elementární elektrický dipól, složky pole, odpor záření, Liniové antény, dipól konečné délky, symetrizace, anténa typu monopól, vyzařování z plochy, Huygensův zdroj. (B2M17ANT)
  10. Trychtýřové antény, reflektorové antény, anténní řady, širokopásmové antény - samokomplementarita, příklady struktur, mikropáskové planární antény. (B2M17ANT)

Odborné okruhy specializace Radiové komunikace a systémy

  1. Mikrovlnná planární vedení - jednoduchá i vázaná, směrové vazební členy, hybridní členy, děliče výkonu, planární rezonanční obvody a filtry. (B2M17MIOA)
  2. Tranzistorové zesilovače – řešení s ohledem na stabilitu, šum, šířku pásma, oscilátory, směšovače, násobiče kmitočtů. (B2M17MIOA)
  3. Definice, klasifikace a základní vlastnosti (energetické, spektrální) digitálních modulací. Modely komunikačních kanálů. Demodulátor, metrika (korelační, signálový prostor, SODEM). Sdílení komunikačního kanálu. (B2M37DKM)
  4. Principy blokových, konvolučních a TCM kódů. Dekódování (symbol, sekvence, MAP, ML). Viterbiho algoritmus. Chybovost dekodéru (union bound, pravděpodobnost párové chyby). (B2M37DKM)
  5. Parametry rádiových přijímačů a vysílačů. Architektury rádiových přijímačů a vysílačů. Návrh a optimalizace nízkošumových a výkonových zesilovačů. Úzkopásmové a širokopásmové vysokofrekvenční zesilovače, Realizace RF a IF filtrů, Parametry zdrojů kmitočtu. (B2M37ART)
  6. Oscilátory, Směšovače, digitalizace výstupního signálu přijímače, bloky číslicového zpracování signálu, softwarově definované rádio, kognitivní rádio. (B2M37ART)
  7. Vlastnosti přenosových prostředí pro šíření elektromagnetických vlnz hlediska frekvenčního spektra a bezdrátových služeb, mechanizmy šíření vln v atmosféře. Pevný a družicový spoj - výkonové bilance, úniky, modely šíření vln, metody plánování. (B2M17SBS)
  8. Mobilní spoje - šíření vln v městské zástavbě a interiérech, empirické a deterministické modely šíření, statistický popis úniků. Rušení ve směrových spojích a v buňkových sítích. Měřicí metody pro bezdrátové spoje a sítě. (B2M17SBS)
  9. Anténa jako obvodový prvek - náhradní obvod antény, parametry antén, polarizace, Elementární elektrický dipól, složky pole, odpor záření, Liniové antény, dipól konečné délky, symetrizace, anténa typu monopól, vyzařování z plochy, Huygensův zdroj. (B2M17ANT)
  10. Trychtýřové antény, reflektorové antény, anténní řady, širokopásmové antény - samokomplementarita, příklady struktur, mikropáskové planární antény. (B2M17ANT)
Odborné okruhy specializace Komunikace a zpracování informace
  1. Základní koncepty technologických a informačních sítí, algebraická a spektrální teorie grafů: laplacián grafu, matice sousednosti, vlastní čísla, vlastní vektory, neredukovatelný a vyvážený graf, rigidní grafy. Algoritmy pro analýzu rozsáhlých sítí, dynamika a stabilita. (B3M35DRS)
  2. Konsensus (souhlas) v síti, synchronizace. Řízení formací: řiditelnost a pozorovatelnost v grafu. Distribuované řízení distribuovaných systémů. Distribuované odhadování a optimalizace. (B3M35DRS)
  3. Architektura mobilních sítí (2G, 3G, 4G, 5G), přenos a zpracování řeči a dat v mobilních sítích, kvalita služby. (B2M32MKSA)
  4. Metody vícenásobného přístupu v mobilních sítích, oprava chyb (ARQ, HARQ) náhodný přístup k médiu, metody přidělování rádiových prostředků (scheduling), princip a typy handoveru, metody potlačení interference. (B2M32MKSA)
  5. Pokročilá teorie informace v kódování (kapacita, kódovací teorém, MIMO systémy, adaptivní systémy). Network Information Theory (Rate Regions, Advanced MU Sharing). Multi-user dekódování. Wireless Network Coding. (B2M37KDKA)
  6. Algebraické kódy - blokové, cyklické, konvoluční (rekursivní/nerekursivní), polynomiální formalismus, přenosová funkce. Turbo a LDPC kódy. Iterativní dekódování (Soft-In Soft-Out FBA, Sum-Produkt Alg. na Faktorovém grafu). Space-Time kódy (návrh, vlastnosti, B-STC, T-STC, L-STC). (B2M37KDKA)
  7. Sluchový a zrakový systém člověka, využití jeho vlastností ve ztrátové kompresi. Subjektivní a objektivní metody hodnocení kvality zvuku, obrazu a videa.  (B2M37KASA)
  8. Kompresní metody a standardy pro kompresi audiovizuálního obsahu. Ochrana digitálního obsahu, watermarking. (B2M37KASA)
  9. Úloha synchronizace a ekvalizace v parametrickém kanálu, principy, struktury, a vlastnosti estimátorů stavu kanálu. Základy teorie odhadu parametrů a optimální filtrace (ML, MAP, MSE, LS, Kalman, RLS). Vlastnosti estimátorů. Postačující statistika. Solvery estimátorů (přímé, zpětnovazební, iterativní, turbo). Teorie zpětnovazebních systémů - ekvivalentní model, lineární a nelineární analýza. (B2M37SEK) 
  10. Algoritmy synchronizace nosné (fáze, frekvence), synchronizace časování symbolů, synchronizace rámce dat. Algoritmy ekvalizace pro kanál s mnohocestným šířením. Estimátory stavu kanálu pro MIMO systémy. (B2M37SEK)
Za obsah odpovídá: prof. Ing. Jiří Jakovenko, Ph.D.