Search

This paper deals with the realization, measurements and testing of an integrated UWB radar head operating in the continuously transmitted stimulation signal mode. The term UWB is derived from the exploited system bandwidth. Practically, the frequency bands nearly from DC to 14 GHz or those specified by the Electronic Communication Committee (ECC) or the Federal Communications Commission (FCC) regulations are used. The stimulation signal is generated by modulation of the carrier by a binary sequence which spreads the frequency spectrum of the signal. Thanks to the parameters of the resulting signal, it is not the source of interference for other radio services, but it can be observed only as an increase in noise. In the context of the UWB radars emitting the spread-spectrum signal, the term noise radar is often used, where the generated spreading signal is the result of generation of a pseudorandom noise modulation signal. Theprincipleofgenerationofsuchasignalaswellas the description of the transmitter is described in this article in more details. The reception of the UWB signals is not a trivial task. Hence in this paper, we deal with the topic of the UWB radar transceiver, relying on the equivalent time sampling approach, with attention to the receiver section. The measurements focused on qualitative parameters of the given UWB radar are evaluated as well, concentrating on the innovative integrated front-end. The main tested parameters include reliability across the whole frequency range, dynamic range, as well as crosstalk in the proposed structure.

Performance evaluation and comparison of multi-carrier code division multiple access (MC-CDMA) system model for different spreading sequences at the presence of Saleh and Rapp model of high power amplifier (HPA) is investigated. Nonlinear amplification introduces degradation of bit error performance and destroys the orthogonality among subcarriers. In order to avoid performance degradation without requiring extremely large backoffs in the transmitter amplifier, it becomes convenient to use nonlinear multi-user detection techniques at the receiver side. In order to illustrate this fact, microstatistic multi-user receiver (MSF-MUD) and conventional minimum mean square error receiver (MMSE-MUD) are considered and mutually compared. The results of our analyses based on computer simulations will show very clearly, that the application of nonlinear MSF-MUD in combination with Golay codes can provide significantly better results than the other tested spreading codes and receivers. Besides this fact, a failure of Walsh codes especially at the Saleh model of HPA will be outlined by using constellation diagram.

This paper presents a new chaos-based True Random Number Generator (TRNG) with a decreased voltage supply sensitivity. Contrary to the traditionally used sources of randomness it uses a well-defined deterministic switched-capacitor circuit that exhibits chaos. The whole design is embedded into a commercially available mixed-signal Cypress PSoC reconfigurable device without any external components. The proposed design is optimized for a reduction of influence of the supply voltage to the quality of the generated random bit stream. The influence of circuit non-idealities is significantly reduced by the proposed XOR corrector and optimized circuit topology. The ultimate output bit rate of the proposed TRNG is 60 kbit/s and the quality of generated bit-streams is confirmed by passing standard FIPS and correlation statistical tests performed in the full range of PSoC device supply voltages.

Tato práce se zabývá problematikou modulátorů, řešených pomocí mikrovlnných šestibranů. V úvodu jsou rozebrány dosavadní řešení šestibranů jako modulátorů, jejich přenosové funkce a technologie SIW. Návrhová část obsahuje vývojový šestibran, založený na technologii vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW), u které je prezentován vývoj struktury krok po kroku a také šestibran navržený pomocí mikropáskových struktur. Návrhy šestibranů a variabilních zátěží jsou změřeny, výsledky jsou diskutovány a porovnávány s očekávanými v dalších kapitolách. Druhá část práce se zabývá vlivy jednotlivých parametrů na výsledný přenos odvozením funkcí pro přenos, které berou v úvahu více než jeden odraz ve struktuře. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními měřeními pro pevné zátěže. Pomocí rozmítání ideálních zátěží byly také vyzkoušeny tvarové modulace. Pro navržené variabilní zátěže byly hledány optimální body pro požadovanou modulaci a diskutovány vhodnosti jednotlivých vybraných aktivních prvku. V poslední kapitole jsou zobrazeny výsledky experimentu s variabilními zátěžemi připojeným k oběma druhům šestibranů., This doctoral thesis is focused on problems of modulators based on six-ports. It begins with description of current state of the art of six-ports used like modulators, their transfer functions and SIW technology. A design part of this thesis consists from experimental six-port based on substrate integrated waveguide (SIW) technology. There is presented step-by-step development of this six-port using this technology and also there is introduced micro-strip technology based six-port. Final design of six-ports and variable impedances were measured, the results are discussed and compared with expected ones in next chapters. Second part of this thesis deals with influences of internal parameters of six-ports to final signal transmission and derives theirs transfer functions for more than one reflection in structure. The computation results are compared with experimental measurements for fixed loads. With using of ideal loads sweeps, modulations with shaped input signals were calculated. For designed variables impedances, there was founded the optimal biasing points for demanded IQ diagram and discussed which from tested active circuit is suitable. In the last part there are shown results of experiment with these variable loads connected to both types of designed six-ports.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Dizertační práce se zabývá problematikou sledování kmitočtového spektra a následném využití daného frekvenčního pásma komunikačním systémem s více nosnými frekvencemi, jehož nastavení parametrů je provedeno na základě optimalizace. Nastavení adaptace může být prováděno s přihlédnutím k několika požadavkům a také stavu a obsazenosti jednotlivých přenosových kanálů. Systém, který je charakterizován zmíněnými vlastnostmi, je často označován jako kognitivní rádio. Uplatnění zařízení, pracujících na principech kognitivního rádia bude nejspíše v blízké budoucnosti hojně využíváno z důvodů omezeného volného kmitočtového spektra. Přínosem práce je zejména využití Kolmogorova – Smirnova statistického testu jako jedna z možností detekce přítomnosti signálu primárních uživatelů. Dále také zavedení nové kriteriální funkce u optimalizace využívající roje částic (PSO) a zahrnutí parametru EVM, kvantifikujícího odchylku bodů konstelačního diagramu, do adaptivního greedy algoritmu a do optimalizace PSO. Součástí dizertační práce je i zahrnutí nepřesné informace o stavu sledovaného kmitočtového spektra do modifikovaného greedy algoritmu. Navrhované metody jsou podloženy výsledky vytvořených simulací a v případě energetické detekce ve frekvenční oblasti i implementací metody na vývojovou desku s obvodem FPGA., The doctoral thesis deals with spectrum sensing and subsequent use of the frequency spectrum by multicarrier communication system, which parameters are set on the basis of the optimization technique. Adaptation settings can be made with respect to several requirements as well as state and occupancy of individual communication channels. The system, which is characterized above is often referred as cognitive radio. Equipments operating on cognitive radio principles will be widely used in the near future, because of frequency spectrum limitation. One of the main contributions of the work is the novel usage of the Kolmogorov – Smirnov statistical test as an alternative detection of primary user signal presence. The new fitness function for Particle Swarm Optimization (PSO) has been introduced and the Error Vector Magnitude (EVM) parameter has been used in the adaptive greedy algorithm and PSO optimization. The dissertation thesis also incorporates information about the reliability of the frequency spectrum sensing in the modified greedy algorithm. The proposed methods are verified by the simulations and the frequency domain energy detection is implemented on the development board with FPGA.

Tato práce se zabývá problematikou modulátorů, řešených pomocí mikrovlnných šestibranů. V úvodu jsou rozebrány dosavadní řešení šestibranů jako modulátorů, jejich přenosové funkce a technologie SIW. Návrhová část obsahuje vývojový šestibran, založený na technologii vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW), u které je prezentován vývoj struktury krok po kroku a také šestibran navržený pomocí mikropáskových struktur. Návrhy šestibranů a variabilních zátěží jsou změřeny, výsledky jsou diskutovány a porovnávány s očekávanými v dalších kapitolách. Druhá část práce se zabývá vlivy jednotlivých parametrů na výsledný přenos odvozením funkcí pro přenos, které berou v úvahu více než jeden odraz ve struktuře. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními měřeními pro pevné zátěže. Pomocí rozmítání ideálních zátěží byly také vyzkoušeny tvarové modulace. Pro navržené variabilní zátěže byly hledány optimální body pro požadovanou modulaci a diskutovány vhodnosti jednotlivých vybraných aktivních prvku. V poslední kapitole jsou zobrazeny výsledky experimentu s variabilními zátěžemi připojeným k oběma druhům šestibranů., This doctoral thesis is focused on problems of modulators based on six-ports. It begins with description of current state of the art of six-ports used like modulators, their transfer functions and SIW technology. A design part of this thesis consists from experimental six-port based on substrate integrated waveguide (SIW) technology. There is presented step-by-step development of this six-port using this technology and also there is introduced micro-strip technology based six-port. Final design of six-ports and variable impedances were measured, the results are discussed and compared with expected ones in next chapters. Second part of this thesis deals with influences of internal parameters of six-ports to final signal transmission and derives theirs transfer functions for more than one reflection in structure. The computation results are compared with experimental measurements for fixed loads. With using of ideal loads sweeps, modulations with shaped input signals were calculated. For designed variables impedances, there was founded the optimal biasing points for demanded IQ diagram and discussed which from tested active circuit is suitable. In the last part there are shown results of experiment with these variable loads connected to both types of designed six-ports.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Předložená dizertační práce se zabývá hardwarovými nedokonalostmi rádiových transceiverů – zejména experimentálními měřicími test-bedy a technikami pro kompenzaci těchto nedokonalostí, ale na druhé straně také jejich využitím k zvýšení bezpečnosti při komunikaci mezi bezdrátovými zařízeními. Cílem první části práce je uvést danou problematiku, formulovat výzkumné otázky a poskytnout stručný přehled v oblasti hardwarových nedokonalostí a digitálních předzkreslovačů s nízkou výpočetní náročností, a dále seznámit čtenáře se základními metodami pro klasifikaci. Za nejdůležitější součást úvodní části práce je pak možné považovat přehled dosavadního vývoje v oblasti test-bedů pro experimenty s hardwarovými nedokonalostmi transceiverů v pásmu milimetrových vln. Jádro dizertační práce je tvořeno osmi vybranými publikovanými pracemi, doplněnými dílčími doplňujícími informacemi o provedených experimentech. Tři z těchto prací se zabývají využitím hardwarových nedokonalostí pro zvýšení bezpečnosti při komunikaci, dvě práce jsou zaměřeny na číslicové předzkreslení s nízkou výpočetní náročností, a zbývající tři publikace popisují měřicí test-bed v pásmu 60 GHz vytvořený na Ústavu radioelektroniky VUT v Brně., This thesis deals with the hardware imperfections of wireless transceivers – dominantly with the measurement setups and techniques for their compensation, but also with their exploitation providing the additional physical layer security. The first part of the thesis consists of brief introduction to the domain of research, formulation of research questions, and introductory part providing brief discussion of wireless front-end impairments, low-complexity digital predistorters, or basic classifiers. The most important section of this part then contains description of the state-of-the art mm-wave experimental setups. The core of the dissertation is composed as a selection of eight published papers complemented with the selected additional information on the hardware or experiments carried on. Three of the papers have dealt with RF impairments exploitation for transmitter authentication, two other focus on the implementation of low-complexity digital predistorters for power amplifier nonlinearity, and remaining three describe our millimeter-wave testbeds together with the achieved results of digital impairment compensation in 60 GHz band.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Předložená dizertační práce se zabývá hardwarovými nedokonalostmi rádiových transceiverů – zejména experimentálními měřicími test-bedy a technikami pro kompenzaci těchto nedokonalostí, ale na druhé straně také jejich využitím k zvýšení bezpečnosti při komunikaci mezi bezdrátovými zařízeními. Cílem první části práce je uvést danou problematiku, formulovat výzkumné otázky a poskytnout stručný přehled v oblasti hardwarových nedokonalostí a digitálních předzkreslovačů s nízkou výpočetní náročností, a dále seznámit čtenáře se základními metodami pro klasifikaci. Za nejdůležitější součást úvodní části práce je pak možné považovat přehled dosavadního vývoje v oblasti test-bedů pro experimenty s hardwarovými nedokonalostmi transceiverů v pásmu milimetrových vln. Jádro dizertační práce je tvořeno osmi vybranými publikovanými pracemi, doplněnými dílčími doplňujícími informacemi o provedených experimentech. Tři z těchto prací se zabývají využitím hardwarových nedokonalostí pro zvýšení bezpečnosti při komunikaci, dvě práce jsou zaměřeny na číslicové předzkreslení s nízkou výpočetní náročností, a zbývající tři publikace popisují měřicí test-bed v pásmu 60 GHz vytvořený na Ústavu radioelektroniky VUT v Brně., This thesis deals with the hardware imperfections of wireless transceivers – dominantly with the measurement setups and techniques for their compensation, but also with their exploitation providing the additional physical layer security. The first part of the thesis consists of brief introduction to the domain of research, formulation of research questions, and introductory part providing brief discussion of wireless front-end impairments, low-complexity digital predistorters, or basic classifiers. The most important section of this part then contains description of the state-of-the art mm-wave experimental setups. The core of the dissertation is composed as a selection of eight published papers complemented with the selected additional information on the hardware or experiments carried on. Three of the papers have dealt with RF impairments exploitation for transmitter authentication, two other focus on the implementation of low-complexity digital predistorters for power amplifier nonlinearity, and remaining three describe our millimeter-wave testbeds together with the achieved results of digital impairment compensation in 60 GHz band.

Dizertační práce se zabývá problematikou sledování kmitočtového spektra a následném využití daného frekvenčního pásma komunikačním systémem s více nosnými frekvencemi, jehož nastavení parametrů je provedeno na základě optimalizace. Nastavení adaptace může být prováděno s přihlédnutím k několika požadavkům a také stavu a obsazenosti jednotlivých přenosových kanálů. Systém, který je charakterizován zmíněnými vlastnostmi, je často označován jako kognitivní rádio. Uplatnění zařízení, pracujících na principech kognitivního rádia bude nejspíše v blízké budoucnosti hojně využíváno z důvodů omezeného volného kmitočtového spektra. Přínosem práce je zejména využití Kolmogorova – Smirnova statistického testu jako jedna z možností detekce přítomnosti signálu primárních uživatelů. Dále také zavedení nové kriteriální funkce u optimalizace využívající roje částic (PSO) a zahrnutí parametru EVM, kvantifikujícího odchylku bodů konstelačního diagramu, do adaptivního greedy algoritmu a do optimalizace PSO. Součástí dizertační práce je i zahrnutí nepřesné informace o stavu sledovaného kmitočtového spektra do modifikovaného greedy algoritmu. Navrhované metody jsou podloženy výsledky vytvořených simulací a v případě energetické detekce ve frekvenční oblasti i implementací metody na vývojovou desku s obvodem FPGA., The doctoral thesis deals with spectrum sensing and subsequent use of the frequency spectrum by multicarrier communication system, which parameters are set on the basis of the optimization technique. Adaptation settings can be made with respect to several requirements as well as state and occupancy of individual communication channels. The system, which is characterized above is often referred as cognitive radio. Equipments operating on cognitive radio principles will be widely used in the near future, because of frequency spectrum limitation. One of the main contributions of the work is the novel usage of the Kolmogorov – Smirnov statistical test as an alternative detection of primary user signal presence. The new fitness function for Particle Swarm Optimization (PSO) has been introduced and the Error Vector Magnitude (EVM) parameter has been used in the adaptive greedy algorithm and PSO optimization. The dissertation thesis also incorporates information about the reliability of the frequency spectrum sensing in the modified greedy algorithm. The proposed methods are verified by the simulations and the frequency domain energy detection is implemented on the development board with FPGA.

Dizertační práce se zabývá problematikou sledování kmitočtového spektra a následném využití daného frekvenčního pásma komunikačním systémem s více nosnými frekvencemi, jehož nastavení parametrů je provedeno na základě optimalizace. Nastavení adaptace může být prováděno s přihlédnutím k několika požadavkům a také stavu a obsazenosti jednotlivých přenosových kanálů. Systém, který je charakterizován zmíněnými vlastnostmi, je často označován jako kognitivní rádio. Uplatnění zařízení, pracujících na principech kognitivního rádia bude nejspíše v blízké budoucnosti hojně využíváno z důvodů omezeného volného kmitočtového spektra. Přínosem práce je zejména využití Kolmogorova – Smirnova statistického testu jako jedna z možností detekce přítomnosti signálu primárních uživatelů. Dále také zavedení nové kriteriální funkce u optimalizace využívající roje částic (PSO) a zahrnutí parametru EVM, kvantifikujícího odchylku bodů konstelačního diagramu, do adaptivního greedy algoritmu a do optimalizace PSO. Součástí dizertační práce je i zahrnutí nepřesné informace o stavu sledovaného kmitočtového spektra do modifikovaného greedy algoritmu. Navrhované metody jsou podloženy výsledky vytvořených simulací a v případě energetické detekce ve frekvenční oblasti i implementací metody na vývojovou desku s obvodem FPGA., The doctoral thesis deals with spectrum sensing and subsequent use of the frequency spectrum by multicarrier communication system, which parameters are set on the basis of the optimization technique. Adaptation settings can be made with respect to several requirements as well as state and occupancy of individual communication channels. The system, which is characterized above is often referred as cognitive radio. Equipments operating on cognitive radio principles will be widely used in the near future, because of frequency spectrum limitation. One of the main contributions of the work is the novel usage of the Kolmogorov – Smirnov statistical test as an alternative detection of primary user signal presence. The new fitness function for Particle Swarm Optimization (PSO) has been introduced and the Error Vector Magnitude (EVM) parameter has been used in the adaptive greedy algorithm and PSO optimization. The dissertation thesis also incorporates information about the reliability of the frequency spectrum sensing in the modified greedy algorithm. The proposed methods are verified by the simulations and the frequency domain energy detection is implemented on the development board with FPGA.

Tato práce se zabývá problematikou modulátorů, řešených pomocí mikrovlnných šestibranů. V úvodu jsou rozebrány dosavadní řešení šestibranů jako modulátorů, jejich přenosové funkce a technologie SIW. Návrhová část obsahuje vývojový šestibran, založený na technologii vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW), u které je prezentován vývoj struktury krok po kroku a také šestibran navržený pomocí mikropáskových struktur. Návrhy šestibranů a variabilních zátěží jsou změřeny, výsledky jsou diskutovány a porovnávány s očekávanými v dalších kapitolách. Druhá část práce se zabývá vlivy jednotlivých parametrů na výsledný přenos odvozením funkcí pro přenos, které berou v úvahu více než jeden odraz ve struktuře. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními měřeními pro pevné zátěže. Pomocí rozmítání ideálních zátěží byly také vyzkoušeny tvarové modulace. Pro navržené variabilní zátěže byly hledány optimální body pro požadovanou modulaci a diskutovány vhodnosti jednotlivých vybraných aktivních prvku. V poslední kapitole jsou zobrazeny výsledky experimentu s variabilními zátěžemi připojeným k oběma druhům šestibranů., This doctoral thesis is focused on problems of modulators based on six-ports. It begins with description of current state of the art of six-ports used like modulators, their transfer functions and SIW technology. A design part of this thesis consists from experimental six-port based on substrate integrated waveguide (SIW) technology. There is presented step-by-step development of this six-port using this technology and also there is introduced micro-strip technology based six-port. Final design of six-ports and variable impedances were measured, the results are discussed and compared with expected ones in next chapters. Second part of this thesis deals with influences of internal parameters of six-ports to final signal transmission and derives theirs transfer functions for more than one reflection in structure. The computation results are compared with experimental measurements for fixed loads. With using of ideal loads sweeps, modulations with shaped input signals were calculated. For designed variables impedances, there was founded the optimal biasing points for demanded IQ diagram and discussed which from tested active circuit is suitable. In the last part there are shown results of experiment with these variable loads connected to both types of designed six-ports.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Předložená dizertační práce se zabývá hardwarovými nedokonalostmi rádiových transceiverů – zejména experimentálními měřicími test-bedy a technikami pro kompenzaci těchto nedokonalostí, ale na druhé straně také jejich využitím k zvýšení bezpečnosti při komunikaci mezi bezdrátovými zařízeními. Cílem první části práce je uvést danou problematiku, formulovat výzkumné otázky a poskytnout stručný přehled v oblasti hardwarových nedokonalostí a digitálních předzkreslovačů s nízkou výpočetní náročností, a dále seznámit čtenáře se základními metodami pro klasifikaci. Za nejdůležitější součást úvodní části práce je pak možné považovat přehled dosavadního vývoje v oblasti test-bedů pro experimenty s hardwarovými nedokonalostmi transceiverů v pásmu milimetrových vln. Jádro dizertační práce je tvořeno osmi vybranými publikovanými pracemi, doplněnými dílčími doplňujícími informacemi o provedených experimentech. Tři z těchto prací se zabývají využitím hardwarových nedokonalostí pro zvýšení bezpečnosti při komunikaci, dvě práce jsou zaměřeny na číslicové předzkreslení s nízkou výpočetní náročností, a zbývající tři publikace popisují měřicí test-bed v pásmu 60 GHz vytvořený na Ústavu radioelektroniky VUT v Brně., This thesis deals with the hardware imperfections of wireless transceivers – dominantly with the measurement setups and techniques for their compensation, but also with their exploitation providing the additional physical layer security. The first part of the thesis consists of brief introduction to the domain of research, formulation of research questions, and introductory part providing brief discussion of wireless front-end impairments, low-complexity digital predistorters, or basic classifiers. The most important section of this part then contains description of the state-of-the art mm-wave experimental setups. The core of the dissertation is composed as a selection of eight published papers complemented with the selected additional information on the hardware or experiments carried on. Three of the papers have dealt with RF impairments exploitation for transmitter authentication, two other focus on the implementation of low-complexity digital predistorters for power amplifier nonlinearity, and remaining three describe our millimeter-wave testbeds together with the achieved results of digital impairment compensation in 60 GHz band.

Předložená dizertační práce se zabývá hardwarovými nedokonalostmi rádiových transceiverů – zejména experimentálními měřicími test-bedy a technikami pro kompenzaci těchto nedokonalostí, ale na druhé straně také jejich využitím k zvýšení bezpečnosti při komunikaci mezi bezdrátovými zařízeními. Cílem první části práce je uvést danou problematiku, formulovat výzkumné otázky a poskytnout stručný přehled v oblasti hardwarových nedokonalostí a digitálních předzkreslovačů s nízkou výpočetní náročností, a dále seznámit čtenáře se základními metodami pro klasifikaci. Za nejdůležitější součást úvodní části práce je pak možné považovat přehled dosavadního vývoje v oblasti test-bedů pro experimenty s hardwarovými nedokonalostmi transceiverů v pásmu milimetrových vln. Jádro dizertační práce je tvořeno osmi vybranými publikovanými pracemi, doplněnými dílčími doplňujícími informacemi o provedených experimentech. Tři z těchto prací se zabývají využitím hardwarových nedokonalostí pro zvýšení bezpečnosti při komunikaci, dvě práce jsou zaměřeny na číslicové předzkreslení s nízkou výpočetní náročností, a zbývající tři publikace popisují měřicí test-bed v pásmu 60 GHz vytvořený na Ústavu radioelektroniky VUT v Brně., This thesis deals with the hardware imperfections of wireless transceivers – dominantly with the measurement setups and techniques for their compensation, but also with their exploitation providing the additional physical layer security. The first part of the thesis consists of brief introduction to the domain of research, formulation of research questions, and introductory part providing brief discussion of wireless front-end impairments, low-complexity digital predistorters, or basic classifiers. The most important section of this part then contains description of the state-of-the art mm-wave experimental setups. The core of the dissertation is composed as a selection of eight published papers complemented with the selected additional information on the hardware or experiments carried on. Three of the papers have dealt with RF impairments exploitation for transmitter authentication, two other focus on the implementation of low-complexity digital predistorters for power amplifier nonlinearity, and remaining three describe our millimeter-wave testbeds together with the achieved results of digital impairment compensation in 60 GHz band.

Předložená dizertační práce se zabývá hardwarovými nedokonalostmi rádiových transceiverů – zejména experimentálními měřicími test-bedy a technikami pro kompenzaci těchto nedokonalostí, ale na druhé straně také jejich využitím k zvýšení bezpečnosti při komunikaci mezi bezdrátovými zařízeními. Cílem první části práce je uvést danou problematiku, formulovat výzkumné otázky a poskytnout stručný přehled v oblasti hardwarových nedokonalostí a digitálních předzkreslovačů s nízkou výpočetní náročností, a dále seznámit čtenáře se základními metodami pro klasifikaci. Za nejdůležitější součást úvodní části práce je pak možné považovat přehled dosavadního vývoje v oblasti test-bedů pro experimenty s hardwarovými nedokonalostmi transceiverů v pásmu milimetrových vln. Jádro dizertační práce je tvořeno osmi vybranými publikovanými pracemi, doplněnými dílčími doplňujícími informacemi o provedených experimentech. Tři z těchto prací se zabývají využitím hardwarových nedokonalostí pro zvýšení bezpečnosti při komunikaci, dvě práce jsou zaměřeny na číslicové předzkreslení s nízkou výpočetní náročností, a zbývající tři publikace popisují měřicí test-bed v pásmu 60 GHz vytvořený na Ústavu radioelektroniky VUT v Brně., This thesis deals with the hardware imperfections of wireless transceivers – dominantly with the measurement setups and techniques for their compensation, but also with their exploitation providing the additional physical layer security. The first part of the thesis consists of brief introduction to the domain of research, formulation of research questions, and introductory part providing brief discussion of wireless front-end impairments, low-complexity digital predistorters, or basic classifiers. The most important section of this part then contains description of the state-of-the art mm-wave experimental setups. The core of the dissertation is composed as a selection of eight published papers complemented with the selected additional information on the hardware or experiments carried on. Three of the papers have dealt with RF impairments exploitation for transmitter authentication, two other focus on the implementation of low-complexity digital predistorters for power amplifier nonlinearity, and remaining three describe our millimeter-wave testbeds together with the achieved results of digital impairment compensation in 60 GHz band.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Tato práce se zabývá problematikou modulátorů, řešených pomocí mikrovlnných šestibranů. V úvodu jsou rozebrány dosavadní řešení šestibranů jako modulátorů, jejich přenosové funkce a technologie SIW. Návrhová část obsahuje vývojový šestibran, založený na technologii vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW), u které je prezentován vývoj struktury krok po kroku a také šestibran navržený pomocí mikropáskových struktur. Návrhy šestibranů a variabilních zátěží jsou změřeny, výsledky jsou diskutovány a porovnávány s očekávanými v dalších kapitolách. Druhá část práce se zabývá vlivy jednotlivých parametrů na výsledný přenos odvozením funkcí pro přenos, které berou v úvahu více než jeden odraz ve struktuře. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními měřeními pro pevné zátěže. Pomocí rozmítání ideálních zátěží byly také vyzkoušeny tvarové modulace. Pro navržené variabilní zátěže byly hledány optimální body pro požadovanou modulaci a diskutovány vhodnosti jednotlivých vybraných aktivních prvku. V poslední kapitole jsou zobrazeny výsledky experimentu s variabilními zátěžemi připojeným k oběma druhům šestibranů., This doctoral thesis is focused on problems of modulators based on six-ports. It begins with description of current state of the art of six-ports used like modulators, their transfer functions and SIW technology. A design part of this thesis consists from experimental six-port based on substrate integrated waveguide (SIW) technology. There is presented step-by-step development of this six-port using this technology and also there is introduced micro-strip technology based six-port. Final design of six-ports and variable impedances were measured, the results are discussed and compared with expected ones in next chapters. Second part of this thesis deals with influences of internal parameters of six-ports to final signal transmission and derives theirs transfer functions for more than one reflection in structure. The computation results are compared with experimental measurements for fixed loads. With using of ideal loads sweeps, modulations with shaped input signals were calculated. For designed variables impedances, there was founded the optimal biasing points for demanded IQ diagram and discussed which from tested active circuit is suitable. In the last part there are shown results of experiment with these variable loads connected to both types of designed six-ports.

Dizertační práce se zabývá problematikou sledování kmitočtového spektra a následném využití daného frekvenčního pásma komunikačním systémem s více nosnými frekvencemi, jehož nastavení parametrů je provedeno na základě optimalizace. Nastavení adaptace může být prováděno s přihlédnutím k několika požadavkům a také stavu a obsazenosti jednotlivých přenosových kanálů. Systém, který je charakterizován zmíněnými vlastnostmi, je často označován jako kognitivní rádio. Uplatnění zařízení, pracujících na principech kognitivního rádia bude nejspíše v blízké budoucnosti hojně využíváno z důvodů omezeného volného kmitočtového spektra. Přínosem práce je zejména využití Kolmogorova – Smirnova statistického testu jako jedna z možností detekce přítomnosti signálu primárních uživatelů. Dále také zavedení nové kriteriální funkce u optimalizace využívající roje částic (PSO) a zahrnutí parametru EVM, kvantifikujícího odchylku bodů konstelačního diagramu, do adaptivního greedy algoritmu a do optimalizace PSO. Součástí dizertační práce je i zahrnutí nepřesné informace o stavu sledovaného kmitočtového spektra do modifikovaného greedy algoritmu. Navrhované metody jsou podloženy výsledky vytvořených simulací a v případě energetické detekce ve frekvenční oblasti i implementací metody na vývojovou desku s obvodem FPGA., The doctoral thesis deals with spectrum sensing and subsequent use of the frequency spectrum by multicarrier communication system, which parameters are set on the basis of the optimization technique. Adaptation settings can be made with respect to several requirements as well as state and occupancy of individual communication channels. The system, which is characterized above is often referred as cognitive radio. Equipments operating on cognitive radio principles will be widely used in the near future, because of frequency spectrum limitation. One of the main contributions of the work is the novel usage of the Kolmogorov – Smirnov statistical test as an alternative detection of primary user signal presence. The new fitness function for Particle Swarm Optimization (PSO) has been introduced and the Error Vector Magnitude (EVM) parameter has been used in the adaptive greedy algorithm and PSO optimization. The dissertation thesis also incorporates information about the reliability of the frequency spectrum sensing in the modified greedy algorithm. The proposed methods are verified by the simulations and the frequency domain energy detection is implemented on the development board with FPGA.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry., This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

Tato práce se zabývá problematikou modulátorů, řešených pomocí mikrovlnných šestibranů. V úvodu jsou rozebrány dosavadní řešení šestibranů jako modulátorů, jejich přenosové funkce a technologie SIW. Návrhová část obsahuje vývojový šestibran, založený na technologii vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW), u které je prezentován vývoj struktury krok po kroku a také šestibran navržený pomocí mikropáskových struktur. Návrhy šestibranů a variabilních zátěží jsou změřeny, výsledky jsou diskutovány a porovnávány s očekávanými v dalších kapitolách. Druhá část práce se zabývá vlivy jednotlivých parametrů na výsledný přenos odvozením funkcí pro přenos, které berou v úvahu více než jeden odraz ve struktuře. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními měřeními pro pevné zátěže. Pomocí rozmítání ideálních zátěží byly také vyzkoušeny tvarové modulace. Pro navržené variabilní zátěže byly hledány optimální body pro požadovanou modulaci a diskutovány vhodnosti jednotlivých vybraných aktivních prvku. V poslední kapitole jsou zobrazeny výsledky experimentu s variabilními zátěžemi připojeným k oběma druhům šestibranů., This doctoral thesis is focused on problems of modulators based on six-ports. It begins with description of current state of the art of six-ports used like modulators, their transfer functions and SIW technology. A design part of this thesis consists from experimental six-port based on substrate integrated waveguide (SIW) technology. There is presented step-by-step development of this six-port using this technology and also there is introduced micro-strip technology based six-port. Final design of six-ports and variable impedances were measured, the results are discussed and compared with expected ones in next chapters. Second part of this thesis deals with influences of internal parameters of six-ports to final signal transmission and derives theirs transfer functions for more than one reflection in structure. The computation results are compared with experimental measurements for fixed loads. With using of ideal loads sweeps, modulations with shaped input signals were calculated. For designed variables impedances, there was founded the optimal biasing points for demanded IQ diagram and discussed which from tested active circuit is suitable. In the last part there are shown results of experiment with these variable loads connected to both types of designed six-ports.

Dizertační práce se zabývá problematikou sledování kmitočtového spektra a následném využití daného frekvenčního pásma komunikačním systémem s více nosnými frekvencemi, jehož nastavení parametrů je provedeno na základě optimalizace. Nastavení adaptace může být prováděno s přihlédnutím k několika požadavkům a také stavu a obsazenosti jednotlivých přenosových kanálů. Systém, který je charakterizován zmíněnými vlastnostmi, je často označován jako kognitivní rádio. Uplatnění zařízení, pracujících na principech kognitivního rádia bude nejspíše v blízké budoucnosti hojně využíváno z důvodů omezeného volného kmitočtového spektra. Přínosem práce je zejména využití Kolmogorova – Smirnova statistického testu jako jedna z možností detekce přítomnosti signálu primárních uživatelů. Dále také zavedení nové kriteriální funkce u optimalizace využívající roje částic (PSO) a zahrnutí parametru EVM, kvantifikujícího odchylku bodů konstelačního diagramu, do adaptivního greedy algoritmu a do optimalizace PSO. Součástí dizertační práce je i zahrnutí nepřesné informace o stavu sledovaného kmitočtového spektra do modifikovaného greedy algoritmu. Navrhované metody jsou podloženy výsledky vytvořených simulací a v případě energetické detekce ve frekvenční oblasti i implementací metody na vývojovou desku s obvodem FPGA., The doctoral thesis deals with spectrum sensing and subsequent use of the frequency spectrum by multicarrier communication system, which parameters are set on the basis of the optimization technique. Adaptation settings can be made with respect to several requirements as well as state and occupancy of individual communication channels. The system, which is characterized above is often referred as cognitive radio. Equipments operating on cognitive radio principles will be widely used in the near future, because of frequency spectrum limitation. One of the main contributions of the work is the novel usage of the Kolmogorov – Smirnov statistical test as an alternative detection of primary user signal presence. The new fitness function for Particle Swarm Optimization (PSO) has been introduced and the Error Vector Magnitude (EVM) parameter has been used in the adaptive greedy algorithm and PSO optimization. The dissertation thesis also incorporates information about the reliability of the frequency spectrum sensing in the modified greedy algorithm. The proposed methods are verified by the simulations and the frequency domain energy detection is implemented on the development board with FPGA.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků., The doctoral thesis deals with electronically adjustable oscillators suitable for signal generation, study of the nonlinear properties associated with the active elements used and, considering these, its capability to convert harmonic signal into chaotic waveform. Individual platforms for evolution of the strange attractors are discussed in detail. In the doctoral thesis, modeling of the real physical and biological systems exhibiting chaotic behavior by using analog electronic building blocks and modern functional devices (OTA, MO-OTA, CCII±, DVCC±, etc.) with experimental verification of proposed structures is presented. One part of theses deals with possibilities in the area of analog–digital synthesis of the nonlinear dynamical systems, the study of changes in the mathematical models and corresponding solutions. At the end is presented detailed analysis of the impact and influences of active elements parasitics in terms of qualitative changes in the global dynamic behavior of the individual systems and possibility of chaos destruction via parasitic properties of the used active devices.