【基础】MATLAB中的数字信号调制与解调：实现ASK、FSK和PSK调制

# 1. MATLAB中的数字信号调制基础**

数字信号调制是一种将数字信息编码到模拟载波信号中的技术。在MATLAB中，我们可以使用各种函数和工具来实现数字信号调制。本节将介绍MATLAB中数字信号调制的概念、基本原理和常用函数。

# 2. 幅度键控（ASK）调制与解调

### 2.1 ASK调制原理

幅度键控（ASK）是一种数字调制技术，它通过改变载波信号的幅度来表示数字信息。ASK调制器将二进制数据流转换为一系列幅度不同的载波信号。

ASK调制原理如下图所示：

graph LR
subgraph ASK调制器
    A[数据流] --> B[调制器] --> C[ASK信号]
end
subgraph ASK解调器
    D[ASK信号] --> E[解调器] --> F[数据流]
end

ASK调制器接收二进制数据流，并将其转换为一系列具有不同幅度的载波信号。载波信号的幅度由二进制数据的逻辑值决定。例如，逻辑“0”可以表示为低幅度载波，而逻辑“1”可以表示为高幅度载波。

### 2.2 ASK解调原理

ASK解调器接收ASK信号，并将其转换为二进制数据流。ASK解调器通常使用包络检测器来测量载波信号的幅度。包络检测器输出一个与载波信号幅度成正比的信号。

ASK解调原理如下图所示：

graph LR
subgraph ASK调制器
    A[数据流] --> B[调制器] --> C[ASK信号]
end
subgraph ASK解调器
    D[ASK信号] --> E[包络检测器] --> F[幅度信号] --> G[比较器] --> H[数据流]
end

ASK解调器接收ASK信号，并使用包络检测器测量其幅度。包络检测器输出一个与载波信号幅度成正比的信号。然后，比较器将幅度信号与阈值进行比较，以确定二进制数据的逻辑值。

### 2.3 ASK调制解调MATLAB实现

以下MATLAB代码实现了ASK调制和解调：

% ASK调制
data = [0 1 0 1 0 1 0 1];
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解调
demodulated_signal = abs(hilbert(modulated_signal));
threshold = mean(demodulated_signal);
demodulated_data = demodulated_signal > threshold;

% 绘制波形
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