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数字系统设计课程侧重于从头开始设计数字系统。该课程的重点是设计组合和顺序构件,使用这些构件来设计更大的数字系统。

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  • 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|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|ECE4760

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|Receiver Antenna Gain

The gain of the receiver antenna (in $\mathrm{dB}$ ) is calculated in the same way as the transmitter antenna gain:
$$
G_r=10 \log \left[n(\pi(D) / \lambda)^2\right]
$$
where
$$
\begin{aligned}
n &=\text { efficiency factor }<1 \
D &=\text { diameter of the parabolic dish } \
\lambda &=\text { wavelength }
\end{aligned}
$$
The antenna receiver gain is achieved by focusing the received antenna pattern in a specific direction toward the transmitter, which reduces the amount of noise that is received. There are basically two ways to increase the signal-to-noise ratio (SNR): increasing the signal level or reducing the noise. The transmitter increases the signal level by focusing the available power in the direction of the receiver. The receiver reduces the overall noise level by focusing the antenna beam toward the transmitter.

The receiver antenna is not required to have the same antenna as the transmitter. The receiver can use an omnidirectional antenna and receive transmissions from a transmitter that uses a parabolic dish antenna, or the transmitter can be an omnidirectional antenna and the receiver can use a parabolic dish. However, if this is a direct line-of-sight system, the antennas should have the same polarization. For example, if a transmitter is using a vertically polarized antenna, the receiver should have a vertically polarized antenna. An exception to this rule is that if the system is using the ionosphere to bounce the signal for maximum range using lower frequencies, then the polarization can be reversed by the reflection off the ionosphere. For example, if a transmitter is using a horizontally polarized antenna, the optimal receiver antenna may be vertically polarized if the reflection off the ionosphere causes reversal of the polarization. The gain of the antenna is a direct gain in the communications link: a $1 \mathrm{~dB}$ gain equals a $1 \mathrm{~dB}$ improvement in the link.

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|Receiver Component Losses

Any components between the antenna and LNA will reduce the SNR of the system. For example, often a limiter is placed in the line between the antenna and the LNA to protect the LNA from damage by high-power signals. This can be included in the NF of the receiver or viewed as a loss of the signal. Both methods are used in the industry, with the same end results, since the first method increases the noise and the second method decreases the signal level, producing the same SNR results for the receiver.

However, since this loss does not add noise to the system but only attenuates the signal, a more straightforward approach would be to treat it as a loss in signal level and calculate the NF separately. The noise before and after the lossy devices is the same, since the temperature before and after the device is the same. Only the signal level is attenuated. The noise on the front end of the receiver before the LNA is equal to $k T B$, where
$$
\begin{aligned}
&k=\text { Boltzmann constant }\left(1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} /{ }^\rho \mathrm{K}\right) \
&T=\text { nominal temperature }\left(290^{\circ} \mathrm{K}\right) \
&B=\text { bandwidth }
\end{aligned}
$$
For a $1 \mathrm{~Hz}$ bandwidth,
$$
k T B=1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} /{ }^0 \mathrm{~K} * 290^{\circ} \mathrm{K} * 1 \mathrm{~Hz}=4.002 \times 10^{-21} \mathrm{~W}=4.002 \times 10^{-18} \mathrm{~mW}
$$

Converting to $\mathrm{dBm}$,
$$
10 \log (k T B)=10 \log \left(4.002 \times 10^{-18}\right)=-174 \mathrm{dBm}
$$
A convenient way to calculate the $k T B$ noise is to use the aforementioned $1 \mathrm{~Hz}$ bandwidth number and simply take $10 \log (B)$ and add to it. For example, for a $1 \mathrm{MHz}$ bandwidth,
$$
\begin{aligned}
-174 \mathrm{dBm}+10 \log (1 \mathrm{MHz}) \mathrm{dB} &=-174 \mathrm{dBm}+10 \log \left(10^6 \mathrm{~Hz}\right) \mathrm{dB} \
&=-174 \mathrm{dBm}+60 \mathrm{~dB}=-114 \mathrm{dBm}
\end{aligned}
$$
The LNA amplifies the input signal and noise, and during this amplification process additional noise is present at the output, mainly due to the active transistors in the amplifier. This additional noise is referred to as the NF of the LNA and increases the overall noise floor, which reduces the SNR. Since this is a change in noise level, NF is in $\mathrm{dB}$. The resultant noise floor is equal to $k T B F$, where $F$ is the increase in the noise floor due to the LNA. The noise factor $\mathrm{F}$ is the increase in noise due to the amplifier, and the noise figure $\mathrm{NF}$ is the increase in noise converted to $\mathrm{dB}$. The rest of the components of the receiver increase the $k T B F$ noise floor, but this contribution is relatively small.

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|ECE4760

数字系统设计代考

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|Receiver Antenna Gain

接收天线的增益 (在 $\mathrm{dB})$ 的计算方式与发射机天线增益相同:
$$
G_r=10 \log \left[n(\pi(D) / \lambda)^2\right]
$$
在哪里
$$
n=\text { efficiency factor }<1 D \quad=\text { diameter of the parabolic dish } \lambda=\text { wavelength }
$$
天线接收器增益是通过将接收到的天线方向图集中在朝向发射器的特定方向来实现的,这减少了接收到的噪声量。提高信噪比 (SNR) 的方法基本上 有两种: 提高信号电平或降低噪声。发射器通过将可用功率集中在接收器的方向来提高信号电平。接收器通过将天线波束聚焦到发射器来降低整体噪 声水平。
接收器天线不需要与发射器具有相同的天线。接收器可以使用全向天线并从使用抛物面碟形天线的发送器接收传输,或者发送器可以是全向天线而接 直极化天线。该规则的一个例外是,如果系统使用电离层以使用较低频率将信号反射到最大范围,则可以通过电离层的反射来反转极化。例如,如果 发射机使用水平极化天线,如果电离层的反射导致极化反转,则最佳接收器天线可能是垂直极化的。天线的增益是通信链路中的直接增益:a1 dB增 益等于 $1 \mathrm{~dB}$ 链接的改进。

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|Receiver Component Losses

天线和 LNA 之间的任何组件都会降低系统的 SNR。例如,通常在天线和 LNA 之间的线路中放置一个限制器,以保护 LNA 免受高功率信号的损坏。 这可以包含在接收器的 NF 中或被视为信号的丟失。这两种方法都在工业中使用,具有相同的最终结果,因为第一种方法会增加噪声,而第二种方法 会降低信号电平,从而为接收器产生相同的 SNR 结果。
然而,由于这种损失不会给系统增加噪声,而只会衰减信号,因此更直接的方法是将其视为信号电平的损失并单独计算 NF。有损设备前后的噪声相 同,因为设备前后的温度相同。只有信号电平被衰减。LNA 之前接收机前端的橾声等于 $k T B$ ,在哪里
$k=$ Boltzmann constant $\left(1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} /{ }^\rho \mathrm{K}\right) \quad T=$ nominal temperature $\left(290^{\circ} \mathrm{K}\right) B=$ bandwidth
为一个 $1 \mathrm{~Hz}$ 带宽,
$$
k T B=1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} /{ }^0 \mathrm{~K} * 290^{\circ} \mathrm{K} * 1 \mathrm{~Hz}=4.002 \times 10^{-21} \mathrm{~W}=4.002 \times 10^{-18} \mathrm{~mW}
$$
转换为 $\mathrm{dBm}$,
$$
10 \log (k T B)=10 \log \left(4.002 \times 10^{-18}\right)=-174 \mathrm{dBm}
$$
一种方便的计算方法 $k T B$ 噪音是使用上述 $1 \mathrm{~Hz}$ 带宽数,只需采取 $10 \log (B)$ 并添加到它。例如,对于一个 $1 \mathrm{MHz}$ 带宽,
$$
-174 \mathrm{dBm}+10 \log (1 \mathrm{MHz}) \mathrm{dB}=-174 \mathrm{dBm}+10 \log \left(10^6 \mathrm{~Hz}\right) \mathrm{dB} \quad=-174 \mathrm{dBm}+60 \mathrm{~dB}=-114 \mathrm{dBm}
$$
LNA 放大输入信号和噪声,在此放大过程中,输出端会出现额外的噪声,这主要是由于放大器中的有源晶体管造成的。这种额外的噪声称为 LNA 的 $N F$ ,它会增加整体本底噪声,从而降低 SNR。由于这是噪声水平的变化,因此 NF 在dB. 所得的本底噪声等于 $k T B F$ ,在哪里 $F$ 是由于 LNA 导致的 本底噪声的增加。噪声系数 $\mathrm{F}$ 是由于放大器引起的噪声增加,噪声系数 $\mathrm{NF}$ 是噪声的增加转换为 $\mathrm{dB}$. 接收器的其余组件增加了 $k T B F$ 本底噪声,但这 种贡献相对较小。

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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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