【Fundamentals】Digital Signal Modulation and Demodulation in MATLAB: Implementing ASK, FSK, and PSK Modulations

发布时间: 2024-09-14 05:45:51 阅读量: 40 订阅数: 65
# 1. Fundamental Concepts of Digital Signal Modulation in MATLAB Digital signal modulation is a technique that encodes digital information into an analog carrier signal. In MATLAB, we can utilize a variety of functions and tools to implement digital signal modulation. This section will introduce the concepts, basic principles, and commonly used functions of digital signal modulation in MATLAB. # 2. Amplitude Shift Keying (ASK) Modulation and Demodulation ### 2.1 ASK Modulation Principles Amplitude Shift Keying (ASK) is a form of digital modulation that represents digital information by varying the amplitude of a carrier signal. The ASK modulator converts a binary data stream into a series of carrier signals with different amplitudes. The principle of ASK modulation is illustrated in the following diagram: ```mermaid graph LR subgraph ASK Modulator A[Data Stream] --> B[Modulator] --> C[ASK Signal] end subgraph ASK Demodulator D[ASK Signal] --> E[Demodulator] --> F[Data Stream] end ``` The ASK modulator receives a binary data stream and converts it into a series of carrier signals with varying amplitudes. The amplitude of the carrier signal is determined by the logical value of the binary data. For example, a logic "0" can be represented by a low-amplitude carrier, while a logic "1" can be represented by a high-amplitude carrier. ### 2.2 ASK Demodulation Principles The ASK demodulator receives an ASK signal and converts it back into a binary data stream. The ASK demodulator typically uses an envelope detector to measure the amplitude of the carrier signal. The envelope detector outputs a signal that is proportional to the amplitude of the carrier signal. The principle of ASK demodulation is illustrated in the following diagram: ```mermaid graph LR subgraph ASK Modulator A[Data Stream] --> B[Modulator] --> C[ASK Signal] end subgraph ASK Demodulator D[ASK Signal] --> E[Envelope Detector] --> F[Amplitude Signal] --> G[Comparator] --> H[Data Stream] end ``` The ASK demodulator receives an ASK signal and uses an envelope detector to measure its amplitude. The envelope detector outputs a signal that is proportional to the amplitude of the carrier signal. Then, the comparator compares the amplitude signal with a threshold to determine the logical value of the binary data. ### 2.3 ASK Modulation and Demodulation Implementation in MATLAB The following MATLAB code implements ASK modulation and demodulation: ```matlab % ASK Modulation data = [***]; carrier_frequency = 1000; sampling_frequency = 10000; t = 0:1/sampling_frequency:length(data)/sampling_frequency; carrier_signal = sin(2*pi*carrier_frequency*t); modulated_signal = carrier_signal .* data; % ASK Demodulation demodulated_signal = abs(hilbert(modulated_signal)); threshold = mean(demodulated_signal); demodulated_data = demodulated_signal > threshold; % Plotting the waveforms figure; subplot(3,1,1); plot(t, data, 'b-o'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Data'); title('Original Data'); subplot(3,1,2); plot(t, carrier_signal, 'r-'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Carrier Signal'); title('Carrier Signal'); subplot(3,1,3); plot(t, modulated_signal, 'g-'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Modulated Signal'); title('Modulated Signal'); ``` **Code Logic Analysis:** * `ASK Modulation` section: * Generates a binary data stream. * Generates a carrier signal. * Performs ASK modulation using element-wise
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