Státnicové okruhy magisterského programu Elektronika a komunikace (EK)

Elektronika

Povinné předměty

  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. 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)
  4. Návrh topologie analogového IO, verifikace návrhu; číslicové IO (Jazyky HDL, HDL-A, logická a fyzická syntéza systému. Frond End a Back End návrh, návrh topologie a verifikace návrhu. (B2M34NIS)
  5. Fyzikální jevy uplatňované v mikrosystémech, mikrosystémové struktury, energetické domény, mikroaktuátory, parametry, scaling, multidoménová integrace na čipu. (B2M34MST)
  6. Mikroaktuátory, mikromanipulátory, mikropohony, mikroakční struktury a systémy na čipu (elektrostatické, piezoelektrické, tepelné), dotykové displeje, RF MEMS prvky, mikrogenerátory. (B2M34MST)
  7. Krystalové mřížky polovodičů, defekty krystalové mřížky, fonony, statistika elektronů a děr, generace a rekombinace nositelů náboje (B2M34SST)
  8. Transportní jevy v polovodičích, srážkové mechanismy, souvislost s pásovou strukturou a s poruchami krystalové mřížky, feromagnetika, feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika. (B2M34SST)
  9. 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)
  10. Programování procesoru, strojový kód, assembler, vyšší jazyky, přerušovací systém, pipeline. Programovací metody, multiprocesorové systémy, paralelizace programu. (B2M37MAM)
  11. Postup návrhu a syntézy integrovaných VLSI systémů; Hierarchie, tvorba parametrizovaných modelů a knihoven; Hardwarové platformy (B2M34NSV)
  12. Návrh VLSI systémů na čipu, recyklace návrhu, využití IP jader; behaviorální syntéza; Testování a spolehlivost VLSI systémů, nástroje pro verifikaci, verifikační plány a strategie (B2M34NSV)

Povinně volitelné předměty

  1. Metody epitaxe a nanolitografie. Molekulární elektronika a vytváření nanostruktur. Kvantové jevy v nanostrukturách. Polovodičové heterostruktury v nanoelektronice. Dvourozměrné a jednorozměrné struktury. Grafén. Spintronické nanostruktury. (B2M34NAN)
  2. Analogové funkční bloky a struktury pro realizaci IO, využití proudového režimu. Periodicky spínané obvody – (spínané kapacitory a proudy). Diskrétní soustavy - převodníky DC-DC, D/A a A/D převodníky, obvodová řešení, možnosti analýzy a simulace. (B2M31IAS)
  3. Koncepce elektronických zabezpečovacích systémů (EZS), plášťová, prostorová a předmětová ochrana, senzory pro EZS, ústředny a periférie, systémy ACS, EPS, CCTV, GSM komunikátory, EZS proautomobily, spolehlivost a spolehlivostní modely, logická chybovost. (B2M34EZS)
  4. Modely a metody detekce poruch, odolnost vůči poruchám, analýza diagnostických signálů. Ultrazvuková defektoskopie, defektoskopie pomocí vířivých proudů, metody DfT (Design for Test), in-circuit, testování číslicových obvodů, diagnostika "Boundary Scan", rozhraní JTAG (B3M38DIT)
  5. Planární optické vlnovody (typy vlnovodů, vlastnosti, aplikace, principy vedení záření, technologie). Planární integrované struktury pasivní, aktivní a optické zesilovače (principy, vlastnosti, aplikace) (B2M34PIO)
  6. Základní obvodové prvky založené na úsecích vedení, Metoda konečných prvků (FEM), metoda momentů (MoM), Metoda konečných diferencí v časové oblasti (FDTD), (B2M17CAD)
  7. Popis, vlastnosti a metody analýzy lineárních a nelineárních obvodů, syntéza elektrických filtrů - kmitočtové transformace, aproximace modulových charakteristik. Možnosti realizace elektrických filtrů - aktivní i pasivní struktury, použití diskrétně pracujících obvodů, reálné vlastnosti, metody optimalizace. (B2M31ZAS)
  8. Metody analýzy experimentálních dat, 1D, 2D, 3D ANOVA, algoritmy učení s učitelem a bez učitele, regresní analýzy, validace a redukce dat (B2M31AED)
  9. Aplikace korelační, spektrální a kepstrální analýzy, redukce šumů, restaurace a separace signálů Vzorkování, korelace, DFT a váhování v 1-D a 2-D oblasti, netradiční metody analýzy signálů. Systémové charakteristiky soustav. (B2M31DSP)
  10. Postupy při návrhu a realizaci elektronických zařízení, technická a výrobní dokumentace, diagnostika a schvalovací procesy, EMC, bezpečnost.Návrhová pravidla pro číslicové, analogové a napájecí soustavy, volba sběrnicí a komunikačních rozhraní, tepelná bilance výrobku. (B2M34ZET)
  11. Výkonové diody a spínací struktury (BJT, Tyristor, MOSFET, IGBT). Popis struktury, princip činnosti. Zapínání a vypínání výkonových diod a spínačů (BJT, Tyristor, MOSFET, IGBT). Časové průběhy, ztráty. Topologie měničů. Schéma, princip. (B2M34VKE)

Komunikační systémy a sítě

Povinné předměty

  1. Definice, klasifikace a základní vlastnosti (energetické, spektrální) digitálních modulací. Modely komunikačních kanálů. Demodulátor, metrika (korelační, signálový prostor, SODEM). Sdílení komunikačního kanálu. (B2M37DKM)
  2. Principy blokových, konvolučních a TCM kódů. Dekódování (symbol, sekvence, MAP, ML). Viterbiho algoritmus. Chybovost dekodéru (union bound, pravděpodobnost párové chyby). (B2M37DKM)
  3. Struktura bezdrátových sítí, buňkové sítě, sdílení přenosového média, přístupové metody, optimalizace přenosu na fyzické a spojové vrstvě, handover, řízení výkonové úrovně. (B2M32MKS)
  4. Generace mobilních sítí, sítě UMTS - architektura, řízení, přenos dat, sítě LTE-A - architektura, řízení, přenos dat a hovoru, vývoj technologií k sítím 5G. (B2M32MKS)
  5. 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).
  6. 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).
  7. Systémy pro dohled, řízení a monitorování sítí (TMN), protokoly pro řízení a dohled, korelace události a diagnostika poruch. Vyhodnocení parametrů QoS, QoE. (B2M32DMT)
  8. Generování, analýza a monitorování testovacích posloupností. Měření chybovosti a ztrátovosti datových jednotek na L1 až L3, posouzení časového rozložení chybových událostí. Měření fázového chvění na rozhraních (jitter a wander). (B2M32DMT)
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).

Povinně volitelné předměty

  1. Přístupové sítě NGA, topologie a architektury přístupových sítí. Modelování parametrů telekomunikačních vedení. Typy digitálních účastnických přípojek. Optické přístupové sítě, pasivní optické sítě, využití vlnového multiplexu, dimenzování přístupových sítí, útlumová bilance (B2M32PRS).
  2. Digitální zpracování signálu v telekomunikačním přenosovém řetězci, digitalizace řečového signálu, kodeky používané v telekomunikacích, metody návrhu digitálních filtrů pro telekomunikace, zpracování obrazu (B2M32DZS).
  3. Směrové pozemní spoje, výkonová bilance, mobilní spoje, šíření vln v městské zástavbě a interiérech, frekvenční plánování v buňkových sítích, výkonová bilance družicového spoje (B2M17SBS)
  4. Princip činnosti družicových navigačních systémů, systémy GPS, Glonass a Galileo, přesnost určení polohy a možnosti jejího zvýšení, zpracování navigačních signálů, primární, sekundární radar (B2M37RNV).
  5. Teorie informace v kódování, kódovací teorém. Network Information Theory (Rate Regions, Advanced MU Sharing/Decoding). Algebraické kódy - blokové, cyklické, konvoluční (rekursivní/nerekursivní), polynomiální formalismus, přenosová funkce. Turbo a LDPC kódy. Iterativní dekódování. Space-Time kódy. (B2M37KDK)
  6. Podpora distribuovaných aplikací - CORBA, Java RMI, JMS, Jin. Modely distribuovaného výpočtu - client-server, peer-to-peer, subscribe-publish. Mobilita v distribuovaných systémech - statické a dynamické rozkládání zátěže, mobilní agenti (B2M32DSV).
  7. Obsluhový systém a jeho parametry, aplikace teorie hromadné obsluhy pro dimenzování sítí, provozní toky a jejich matematický popis. Závěry z teorie obsluhových systémů se ztrátou, obsluhový systém s prioritami, praktické využití pro paketové sítě, teoretické modely řízení QoS, modelování obsluhového systému (B2M32THO).
  8. Bezdrátové senzorové sítě, principy technologií ZigBee, Bluetooth, RFID, přenos dat a zajištění bezpečnosti a spolehlivosti přenosu.Bezdrátové lokální a metropolitní sítě, principy technologií WiFi a WiMAX, přenos dat a zajištění kvalitativních parametrů (B2M32BTS).
  9. Systémy pro správu a zpracování velmi rozsáhlých dat (Big Data). Metody extrakce, analýzy a výběr hardware infrastruktury pro zpracování perzistentních i průběžně vytvářených a měnících se dat. Vyžití tradičních metod umělé inteligence a strojového učení pro analýzu rozsáhlých dat a Cloud computing (B0M33BDT).
  10. Charakteristiky komplexních sítí. Identifikace struktury sítě a jejích komunit. Popis dynamiky sítě.Formální metody specifikací síťových aplikací. Vlastnosti a použití nástrojů Alloy a UPPAAL.Diagnostika dynamického chování síťových procesů. Specifikace, testování a učení se protokolům (B2M32DSA).
  11. Proudové a blokové šifry. Kryptosystémy veřejného klíče. Hashovací funkce. Certifikáty a certifikační autority. Kryptografické protokoly. Zabezpečení komunikace TCP/IP, zabezpečení mobilních a bezdrátových sítí. Elektronický podpis (B2M32IBE).

Radiová a optická technika

Povinné předměty

  1. Struktura bezdrátových sítí, buňkové sítě, sdílení přenosového média, přístupové metody, optimalizace přenosu na fyzické a spojové vrstvě, handover, řízení výkonové úrovně. (B2M32MKS)
  2. Generace mobilních sítí, sítě UMTS - architektura, řízení, přenos dat, sítě LTE-A - architektura, řízení, přenos dat a hovoru, vývoj technologií k sítím 5G. (B2M32MKS)
  3. Pevný a družicový spoj, dlouhovlnný, středovlnný, krátkovlnný spoj, spojení troposférickou vlnou. Pokrytí pro mobilní pozemní a družicové systémy. plánování. (B2M17SBS)
  4. Rušení ve směrových spojích a v buňkových sítích. Měřicí metody pro radiové spoje a sítě. Adaptivní systémy a perspektivní radiokomunikační služby. (B2M17SBS)
  5. 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)
  6. Trychtýřové antény, reflektorové antény, anténní řady, širokopásmové antény - samokomplementarita, příklady struktur, mikropáskové planární antény (B2M17ANT)
  7. Opticka vlákna - vidová struktura, měření numerické apertury vlákna, optické spektrální analyzátory, měření profilu indexu lomu, mezní vlnové délky, měření disperzních vlastností (B2M17VOT)
  8. Koherentní optická detekce, optický obvodový analyzátor, optické polarimetry, měření nelineárních jevů v optických vláknech, optické vzorkování, In-situ metody, metody OSNR (B2M17VOT)
  9. Definice, klasifikace a základní vlastnosti (energetické, spektrální) digitálních modulací. Modely komunikačních kanálů. Demodulátor, metrika (korelační, signálový prostor, SODEM). Sdílení komunikačního kanálu. (B2M37DKM)
  10. Principy blokových, konvolučních a TCM kódů. Dekódování (symbol, sekvence, MAP, ML). Viterbiho algoritmus. Chybovost dekodéru (union bound, pravděpodobnost párové chyby). (B2M37DKM)
  11. Parametry rádiových přijímačů a vysílačů, Úzkopásmové a širokopásmové vysokofrekvenční zesilovače, Realizace RF a IF filtrů, Parametry zdrojů kmitočtu (B2M37ART)
  12. Směšovače, digitalizace výstupního signálu přijímače, bloky číslicového zpracování signálu, softwarově definované rádio, kognitivní rádio (B2M37ART)

Povinně volitelné předměty

  1. Topologie bezdrátových sítí, přístupové metody, modulace, kódování, koexistence bezdrátových technologií, RFID, ZigBee, Bluetooth, WiFi, WiMAX, Bezdrátové senzorové sítě, IoT, směrování dat, průmyslové bezdrátové sítě (B2M32BTS)
  2. Princip činnosti družicových navigačních systémů, Systém GPS - konstelace, signály, - služby, Glonass, Galileo, Příjem v obtížných podmínkách (B2M37RNV)
  3. Vázaná vedení a směrové vazební členy, hybridní členy, děliče mikrovlnného výkonu, mikrovlnné planární rezonanční obvody a filtry, směšovače, násobiče kmitočtů (B2M17MIO)
  4. Parametry pro měření vf obvodů ve frekvenční a časové oblasti, komponenty pro vf měření, detektory,spektrální analyzátory, měření spektra, skalární a vektorové analyzátory obvodů, měření parametrů přenosových médií. Měření parametrů lineárních a nelin. vf obvodů. (B2M17MIM)
  5. Základní obvodové prvky založené na úsecích vedení, Metoda konečných prvků (FEM), metoda momentů (MoM), Metoda konečných diferencí v časové oblasti (FDTD), (B2M17CAD)
  6. Principy přenosu, standardy pro vysílání digitální televize a rozhlasu. Zdrojové kódování audiovizuální informace. Modulace a zabezpečení proti chybám při přenosu digitální televize a rozhlasu. Jednofrekvenční síť.(B2M37DTR)
  7. Polarizačně vidová disperze a potlačení jejího vlivu, kompenzace chromatické disperze, optické zesilovače (Raman, EDFA, SOA), vlnové konvertory a optická regenerace signálu (1R, 2R, 3R), optické filtry, optické přepínače, rozhraní a prvky optických sítí (B2M32OSS).
  8. Integrované optické obvody, planární optické děliče, sdružovače, vazební členy, pasivní elektrooptické a termooptické vlnovodné součástky, vlnovodové součástky na bázi mikrorezonátorů (B2M34PIO)
  9. Pojem pevné a kondenzované látky a jejich popis; krystaly. klasifikace krystalů, reciproká mřížka, pásová struktura pevných látek. Polovodiče, Transportní jevy v polovodičích, Polarizace dielektrik, Optické vlastnosti pevných látek, luminiscence (B2M34SST)
  10. Metody analýzy experimentálních dat, 1D, 2D, 3D ANOVA, algoritmy učení s učitelem a bez učitele, regresní analýzy, validace a redukce dat (B2M31AED)
  11. Základní principy bezkontaktního měření; vlnění a záření zprostředkující informaci o objektu, optické záření, jeho chování a vlastnosti. Fotodiodové, CCD a CMOS senzory; kamery a jejich obvody, objektivy; metody zpracování signálu optoelektronických senzorů pro určení rozměru, tvaru a polohy objektů. (B3M38VBM)

Audiovizuální technika a zpracování signálů

Povinné předměty

  1. Zvukové vlny v plynech, kapalinách a pevných látkách, elementární zdroje zvuku, zvukovody. Měření akustického tlaku, intenzity a výkonu. Principy komprese zvukových signálů, zpracování prostorového zvuku. (B2M99ZVT)
  2. Elektrodynamické a elektromagnetické měniče, piezoelektrické a elektrostatické měniče.
  3. Akustické vysílače, reproduktory a reproduktorové soustavy. Akustické přijímače, mikrofony Elektroakustická měření. (B2M99ZVT)
  4. Fyziologické a psychovizuální vlastnosti vidění. Fotometrie, radiometrie a kolorimetrie. Konstrukce optických soustav a jejich parametry. Obrazové senzory a displeje. 3D systémy, polygrafie. (B2M37OBT)
  5. Metody předzpracování obrazové informace, Kompresní metody obrazu a multimediální přenosové standardy. Metody rekonstrukce obrazu. (B2M37OBT)
  6. Architektury procesorů. Paměti, sběrnice. Adresový a vstupně/výstupní prostor. Interní periferie, rozšíření V/V prostoru. Přístrojové a komunikační sběrnice, multiprocesorová komunikace. (B2M37MAM)
  7. Programování procesoru, strojový kód, assembler, vyšší jazyky, přerušovací systém, pipeline. Programovací metody, multiprocesorové systémy, paralelizace programu. (B2M37MAM)
  8. Modelování a popis lineárních systémů v časové, korelační a spektrální oblasti, aplikace korelační, spektrální a kepstrální analýzy, redukce šumů, interpolace, zvýrazňování a separace signálů použití rozkladu na hlavní a nezávislé komponenty(B2M31DSP),
  9. ()Diskrétní vlnková transformace, robustní odhady charakteristik, Grangerova kauzalita a Hilbertova-Huangova transformace(B2M31DSP),
  10. Syntézy číslicových audio signálů (tabulková s., konkatenační s., granulační s., součtová, rozdílová s., formantová s., modulační s., nelineární s., tvarovací s.) (B2M31SYN)
  11. Číslicové audio efekty; efekty založené na časovém zpoždění, modifikace ve frekvenční oblasti, prostorové efekty. (B2M31SYN)
  12. Základní charakteristiky řeči a řečového signálu. Časové charakteristiky - energie, intenzita, průchody nulou.Spektrální charakteristiky - DFT a LPC spektrum. (B2M31ZRE)
  13. Aplikace hlasových technologií v reálných systémech. Principy rozpoznávání řeči s malým a velkým slovníkem. Syntéza řeči - základní přístupy. Multimediální systémy s hlasovými technologiemi. Sluchové pomůcky a kochleární implantáty. (B2M31ZRE)

Povinně volitelné předměty

  1. Fourierovská optika. Maticová optika. Zesilovače obrazu. Optické procesory, 2D FT, 2D korelace, filtrace, algebraické procesory. (B2M37OBF)
  2. Polovodičové detektory záření, fotodiody, polovodičové zdroje záření, LED, LASER. Digitalizace videosignálu, rozhraní dig. kamer. (B3M38VBM)
  3. Principy přenosu, standardy pro vysílání digitální televize a rozhlasu. Zdrojové kódování audiovizuální informace. Modulace a zabezpečení proti chybám při přenosu digitální televize a rozhlasu. Jednofrekvenční síť.(B2M37DTR)
  4. Základní koncepty kompresních metod, entropie. Huffmanovo kódování. Vektorová kvantizace. Standardy kódování videa a zvuku. Ochrana digitálního obsahu, watermarking. (B2M37KAS)
  5. Diskretizace zvukového signálu, dithering. Rekonstrukce a restaurace. Analogový a digitální záznam zvuku. Vícekanálové zpracování zvuku. Prostorová akustika, metody úprav, ozvučování (B2M37ZV2)
  6. Reálné snímací soustavy. Rekonstrukce obrazu. Speciální systémy pro reprodukci obrazu. Digitální tisk a správa barev. Projekční technika. (B2M37MOT)
  7. Popis, vlastnosti a metody analýzy lineárních a nelineárních obvodů, syntéza elektrických filtrů - kmitočtové transformace, aproximace modulových charakteristik. Možnosti realizace elektrických filtrů - aktivní i pasivní struktury, použití diskrétně pracujících obvodů, reálné vlastnosti, metody optimalizace. (B2M31ZAS)
  8. Adaptivní a blokové algoritmy pro estimaci a predikci; vlastnosti LMS a RLS algoritmů; adaptivní algoritmy pro kompresi signálu a potlačování šumu; Kalmanova filtrace; separace vícerozměrných signálů; adaptivní beamforming (LCMV, MVDR, MUSIC) (B2M31ADA)
  9. Odhady parametrů, detekce, optimální a adaptivní filtrace (B2M37SSP)
  10. Metody analýzy experimentálních dat, 1D, 2D, 3D ANOVA, algoritmy učení s učitelem a bez učitele, regresní analýzy, validace a redukce dat (B2M31AED)
  11. Biopotenciály, nativní a evokované biologické signály, signály ve vnitřním lékařství, neurologii, oftalmologii, spánkové medicíně, foniatrii, ORL. (B2M31BSG)