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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|ELEE09024

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

The SNR is used for analog signals where the signal $(S)$ is the signal power of the analog signal, and noise $(N)$ is the amount of noise power in the required bandwidth for sending the analog signal. For digital modulation, square pulses or bits are used to send information from the transmitter to the receiver. The amount of energy in a single bit is denoted as $E_b$. The bit rate or the number of bits per second is denoted as $R_b$. The signal power for a digital modulation system is equal to the energy in a single bit times the bit rate:
$$
S=E_b * R_b
$$
The noise power $(N)$ is equal to the noise power spectral density $\left(N_o\right.$, which is the amount of noise per $\mathrm{Hz}$, or in other words, the amount of noise in a $1 \mathrm{~Hz}$ bandwidth), times the bandwidth $(B)$ of the digital system:
$$
N=N_o * B
$$
Therefore, the SNR for the digital system is equal to
$$
\begin{aligned}
S &=E_b * R_b \
N &=N_o * B \
S N R &=E_b / N_o * R_b / B
\end{aligned}
$$

The bandwidth for a basic digital system is equal to the bit rate. In this case, the SNR is equal to
$$
S N R=E_b / N_o
$$
For more complex digital communications, the bandwidth may not equal the bit rate, so the entire equation needs to be carried out.

For example, one method of digital modulation is to change the phase of a frequency in accordance with the digital signal, a digital ” 0 ” is $0^{\circ}$ phase and a digital ” 1 ” is $180^{\circ}$ phase. This is known as binary phase-shift keying (BPSK). (The types of digital modulation are discussed later in this book). For BPSK, the bandwidth is equal to the bit rate:
$$
\begin{aligned}
&S N R=E_b / N_o * R_b / B \
&S N R=E_b / N_o
\end{aligned}
$$
However, if a more complex digital modulation waveform is used that contains four phase states- $0^{\circ}, 90^{\circ}, 180^{\circ},-90^{\circ}$ – such as quadrature phase-shift keying (QPSK), then the bit rate is twice as fast as the bandwidth required because there are two bits of information for one phase shift. Further explanation is provided in Chapter 2. Consequently, the SNR is equal to
$$
\begin{aligned}
&S N R=E_b / N_o * 2 R_b / B \
&S N R=2 E_b / N_o
\end{aligned}
$$

The link budget a method used to determine the necessary parameters for successful transmission of a signal from a transmitter to a receiver. The term link refers to linking or connecting the transmitter to the receiver, which is done by sending out RF waves through space (Figure 1-11). The term budget refers to the allocation of RF power, gains, and losses and tracks both the signal and the noise levels throughout the entire system, including the link between the transmitter and the receiver. The main items that are included in the budget are the required power output level from the transmitter power amplifier, the gains and losses throughout the system and link, and the SNR for reliable detection; the $E_b / N_o$ to produce the desired bit error rate (BER); or the probability of detection and probability of false alarm at the receiver. Therefore, when certain parameters are known or selected, the link budget allows the system designer to calculate unknown parameters.

Several of the link budget parameters are given or chosen during the process and the rest of the parameters are calculated. There are many variables and trade-offs in the design of a transceiver, and each one needs to be evaluated for each system design. For example, there are trade-offs between the power output required from the power amplifier and the size of the antenna. The larger the antenna (producing more gain), the less power is required from the power amplifier. However, the cost and size of the antenna may be too great for the given application. On the other hand, the cost and size of the power amplifier increase as the power output increases, which may be the limiting factor. If the power output requirement is large enough, a solid-state amplifier may not be adequate, and therefore a traveling-wave tube amplifier (TWTA) may be needed. The TWTA requires a special high-voltage power supply, which generally increases size and cost. So by making these kinds of trade-off studies, an optimum data link solution can be designed for a specific application.

Before starting the link budget, all fixed or specified information concerning the transceiver needs to be examined to determine which parameters to calculate in the link budget. These concessions need to be evaluated before the link budget is performed and then must be reevaluated to ensure that the right decisions have been made. The parameters for a link budget are described previously in this chapter.

Proper transceiver design is critical in the cost and performance of a data link. To provide the optimal design for the transceiver, a link budget is used to allocate the gains and losses in the link and to perform trade-offs of various parts of the system. The link budget also uses the required SNR or the ratio of bit energy to noise spectral density $\left(E_b / N_o\right)$ for a given probability of error. These required levels are derived by using probability of error curves given a certain type of modulation. Probability of error curves are discussed in Chapter 6. Generally, since there are both known and unknown variances in the link budget, a link budget will provide an additional SNR or $E_b / N_o$, which is referred to as the link margin. The link margin is equal to
Link margin for analog systems $=$ SNR (calculated) $-$ SNR (required)
Link margin for digital systems $=E_b / N_o$ (calculated) $-E_b / N_o$ (required)

电气工程代写|数字系统设计作业代写Digital System Design代考|ELEE09024

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 Bandwidth

SNR 用于模拟信号,其中信号 $(S)$ 是模拟信号的信号功率,噪声 $(N)$ 是发送模拟信号所需带宽中的噪声功率量。对于数字调制,方脉冲或比特用于将
$$
S=E_b * R_b
$$
噪声功率 $(N)$ 等于噪声功率谱密度 $\left(N_o\right.$ ,这是每个噪声的量 $\mathrm{Hz}$ ,或者换句话说,噪声量 $1 \mathrm{~Hz}$ 带宽 $)$ ,乘以带宽 $(B)$ 数字系统:
$$
N=N_o * B
$$
因此,数字系统的 SNR 等于
$$
S=E_b * R_b N \quad=N_o * B S N R=E_b / N_o * R_b / B
$$
基本数字系统的带宽等于比特率。在这种情况下,SNR 等于
$$
S N R=E_b / N_o
$$
对于更复杂的数字通信,带宽可能不等于比特率,因此需要执行整个方程式。
例如,数字调制的一种方法是根据数字信号改变频率的相位,数字” $0^{\prime \prime}$ 是 $0^{\circ}$ 相位和一个数字”1″是 $180^{\circ}$ 阶段。这称为二进制相移键控 (BPSK)。(本书后 面将讨论数字调制的类型)。对于 BPSK,带宽等于比特率:
$$
S N R=E_b / N_o * R_b / B \quad S N R=E_b / N_o
$$
但是,如果使用包含四个相位状态的更复杂的数字调制波形 $-0^{\circ}, 90^{\circ}, 180^{\circ},-90^{\circ}$ – 例如正交相移键控 (QPSK),则比特率是所需带宽的两倍,因为一 个相移需要两位信息。第 2 章提供了进一步的解释。因此,SNR 等于
$$
S N R=E_b / N_o * 2 R_b / B \quad S N R=2 E_b / N_o
$$

链路预算是一种用于确定信号从发射机成功传输到接收机的必要参数的方法。术语链接是指将发射器链接或连接到接收器,这是通过在空间中发送射频波来完成的(图 1-11)。预算一词是指射频功率、增益和损耗的分配,并跟踪整个系统中的信号和噪声水平,包括发射器和接收器之间的链路。预算中包含的主要项目是发射机功率放大器所需的功率输出水平、整个系统和链路的增益和损耗,以及可靠检测的 SNR;这和b/ñ○产生所需的误码率 (BER);或接收器的检测概率和虚警概率。因此,当某些参数已知或选择时,链路预算允许系统设计者计算未知参数。

在此过程中给出或选择几个链路预算参数,并计算其余参数。收发器设计中有许多变量和权衡取舍,每个系统设计都需要对其进行评估。例如,在功率放大器所需的功率输出和天线尺寸之间存在权衡。天线越大(产生更多增益),功率放大器所需的功率就越少。然而,天线的成本和尺寸对于给定的应用来说可能太大了。另一方面,功率放大器的成本和尺寸随着功率输出的增加而增加,这可能是限制因素。如果功率输出要求足够大,固态放大器可能不够用,因此可能需要行波管放大器(TWTA)。TWTA 需要特殊的高压电源,这通常会增加尺寸和成本。因此,通过进行这些权衡研究,可以为特定应用设计最佳数据链路解决方案。

在开始链路预算之前,需要检查有关收发器的所有固定或指定信息,以确定要在链路预算中计算哪些参数。这些让步需要在执行链路预算之前进行评估,然后必须重新评估以确保做出正确的决定。本章前面已经描述了链路预算的参数。

正确的收发器设计对于数据链路的成本和性能至关重要。为了提供收发器的最佳设计,链路预算用于分配链路中的增益和损耗,并执行系统各个部分的权衡。链路预算还使用所需的 SNR 或比特能量与噪声频谱密度之比(和b/ñ○)对于给定的错误概率。这些所需的电平是通过使用给定某种调制类型的误差曲线概率得出的。误差曲线的概率在第 6 章中讨论。通常,由于链路预算中存在已知和未知的方差,链路预算将提供额外的 SNR 或和b/ñ○,称为链接余量。链路余量等于
模拟系统的链路余量=信噪比(计算)−SNR(必需)
数字系统的链路余量=和b/ñ○(计算)−和b/ñ○(必需的)

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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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