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通信系统是一个描述两点之间信息交流的系统。信息的传输和接收过程被称为通信。通信的主要要素是信息的发送者、通信的渠道或媒介以及信息的接收者。

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  • Advanced Probability Theory 高等楖率论
  • Advanced Mathematical Statistics 高等数理统计学
  • (Generalized) Linear Models 广义线性模型
  • Statistical Machine Learning 统计机器学习
  • Longitudinal Data Analysis 纵向数据分析
  • Foundations of Data Science 数据科学基础
电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|EE179

电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|Channel Modeling

The signal can propagate in either direct (Line of Sight-LOS) or indirect (Non-Line of Sight-NLOS) paths through wireless communication medium. To completely understand and study the channel, both LOS and NLOS paths must be considered [2]. $\mathrm{THz}$ frequency waves are extremely absorbed by the molecules in the atmosphere. Molecules in the atmosphere vibrate at certain frequencies and in those frequencies, the absorption is more. Hence the molecular absorption depends on the type of molecules present, the vibrating frequency, temperature, and pressure. High Resolution Transmission Database (HITRAN) is the open source which takes the composition of atmospheric gas as input and predicts the molecular absorption $\left(\alpha_{\text {mol }}\left(f, T_k, p\right)\right)$. For pure water vapor, the absorption coefficient as a function of wavelength is given in Fig. 1. Frequency starting from $0.1$ to $1.5 \mathrm{THz}$ is considered for this computation, and the wave numbers corresponding to this frequency start at $3.3 \mathrm{~cm}^{-1}$ and go up to $50 \mathrm{~cm}^{-1}$.

Absorption coefficient was computed for temperatures 293 degree Kelvin $\left(20^{\circ} \mathrm{C}\right)$ and $303\left(30^{\circ} \mathrm{C}\right)$ degree Kelvin and plotted in Fig. 1. From the graph, it is learnt that as temperature increases there is a small decline in the absorption coefficient. However, the peaking happens at same frequency for both temperatures. The peaks occur at frequencies different frequencies spread throughout the region.
The free space absorption of the electromagnetic wave is given by [2]
$$
A_{\mathrm{abs}}^{\mathrm{dB}}(f, r)=\alpha_{\mathrm{mol}}\left(f, T_k, p\right) r 20 \log e
$$
where ‘ $f$ ‘ is the frequency of the wave and ‘ $r$ ‘ is the propagating distance.
Expansion of EM wave while propagating produces loss known as spreading loss which is function of the distance traveled, frequency and is given by,
$$
A_{\text {spread }}^{\mathrm{dB}}(f, r)=20 \log _{10} \frac{(4 \pi f r)}{c}
$$
where $c=2.9979 \times 10^8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ is the speed of light.

电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|Modulation Schemes

To evaluate the performance of Terahertz channel, Binary Phase Shift Keying (BPSK) is used as a modulation scheme. In BPSK modulation technique, to encode each bit a phase shift is introduced over a fixed time interval. The performance of the high frequency channel for various distances is shown in Fig. 6. For small distances like $0.5,1$, and $2 \mathrm{~m}$, the error rate is low and the performance is acceptable. However, with distance due to the absorption attenuation increases. Even with high signal-to-noise ratio, for long distances, the noise floor dominates the signal, and hence, the error rate is more.

Frequency-dependent path loss of $\mathrm{THz}$ channel demands novel modulation schemes to be developed. From Fig. 7, it is observed that at some frequencies the transfer function is very low, and these frequencies are not suitable for data transmission. It is the best practice to send data over frequencies where the loss is minimum. The dips in the transfer function create transmission windows. The $\mathrm{THz}$ channel needs unique modulation schemes considering these constraints.

The frequency selective nature of the channel is considered for designing the modulation scheme for improving the performance of the system. The width of the high attenuation bands mainly depends on the distance and humidity in the air. Modulation scheme is designed such that these bands are excluded from data transmission. This type of modulation scheme is known as adaptive modulation scheme. Though the amount of data transmission is reduced with adaptive modulation scheme, the Bit Error Rate (BER) is improved with such modulation techniques [2]. Comparison of channel performance with and without adaptive modulation is shown in Fig. 6. Significant improvement is observed in the case of adaptive modulation scheme compared to non-adaptive technique. This improvement is observed in both 5 and $10 \mathrm{~m}$ propagation distance. In non-adaptive technique, high attenuation bands in the transfer function such as $0.5-0.6 \mathrm{THz}, 0.7-0.78,0.93-0.98$, and $1.09-1.2$ are not considered for data transmission.

电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|EE179

通讯系统代考

电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|Channel Modeling

信号可以通过无线通信介质在直接(视线-LOS) 或间接(非视线-NLOS)路径中传播。为了完全理解和研究信道,必须同时考虑 LOS 和 NLOS 路径 [2]。 $\mathrm{THz}$ 频率波被大气中的分子极大地吸收。大气中的分子以特定频率振动,在这些频率下,吸收更多。因此,分子吸收取决于存在的分子类型、 振动频率、温度和压力。高分辨率透射数据库 (HITRAN) 是开源的,它以大气气体的成分为输入并预恻分子吸收 $\left(\alpha_{\mathrm{mol}}\left(f, T_k, p\right)\right)$. 对于纯水蒸气,作 为波长函数的吸收系数如图 1 所示。频率从 $0.1$ 至 $1.5 \mathrm{THz}$ 被考虑用于该计算,并且对应于该频率的波数开始于 $3.3 \mathrm{~cm}^{-1}$ 并上升到 $50 \mathrm{~cm}^{-1}$.
在 293 开尔文温度下计算吸收系数 $\left(20^{\circ} \mathrm{C}\right)$ 和 $303\left(30^{\circ} \mathrm{C}\right)$ 开尔文度数,绘制在图 1 中。从图中可以看出,随看温度的升高,吸收系数会出现小幅下 降。然而,两个温度的峰值发生在相同的频率。峰值出现在遍布整个区域的不同频率的频率上。 电磁波的自由空间吸收由 [2] 给出
$$
A_{\mathrm{abs}}^{\mathrm{dB}}(f, r)=\alpha_{\mathrm{mol}}\left(f, T_k, p\right) r 20 \log e
$$
在哪里 ‘ $f^{\prime}$ 是波的频率和 ‘ $r$ ‘ 是传播距离。
传播时 EM 波的膨胀会产生称为传播损耗的损耗,它是传播距离、频率的函数,由下式给出,
$$
A_{\text {spread }}^{\mathrm{dB}}(f, r)=20 \log _{10} \frac{(4 \pi f r)}{c}
$$
在哪里 $c=2.9979 \times 10^8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 是光速。

电气工程代写|通讯系统作业代写communication system代考|Modulation Schemes

为了评估太赫兹信道的性能,二进制相移键控 (BPSK) 被用作调制方案。在 BPSK 调制技术中,为了对每个比特进行编码,在固定的时间间隔内引入了相移。高频信道在不同距离下的性能如图 6 所示。对于小距离,如0.5,1, 和2 米,错误率低,性能可以接受。然而,随着距离的增加,由于吸收衰减。即使在高信噪比的情况下,对于长距离,本底噪声在信号中占主导地位,因此误码率更高。

频率相关的路径损耗太赫兹信道需要开发新的调制方案。从图 7 可以看出,在某些频率下,传递函数非常低,这些频率不适合数据传输。最佳做法是在损失最小的频率上发送数据。传递函数的下降创建了传输窗口。这太赫兹考虑到这些限制,信道需要独特的调制方案。

在设计调制方案以提高系统性能时,考虑了信道的频率选择性特性。高衰减带的宽度主要取决于距离和空气中的湿度。调制方案的设计使得这些频带被排除在数据传输之外。这种类型的调制方案称为自适应调制方案。虽然采用自适应调制方案减少了数据传输量,但采用这种调制技术 [2] 提高了误码率 (BER)。图 6 显示了使用和不使用自适应调制的信道性能比较。与非自适应技术相比,在自适应调制方案的情况下观察到了显着的改进。这种改进在 5 和10 米传播距离。在非自适应技术中,传递函数中的高衰减带,例如0.5−0.6太赫兹,0.7−0.78,0.93−0.98, 和1.09−1.2不考虑用于数据传输。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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