digital modulation python

import%20marimo%0A%0A__generated_with%20%3D%20%220.25.1%22%0Aapp%20%3D%20marimo.App()%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20import%20os%0A%20%20%20%20import%20matplotlib.pyplot%20as%20plt%0A%20%20%20%20import%20numpy%20as%20np%0A%0A%20%20%20%20return%20np%2C%20plt%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20plt)%3A%0A%20%20%20%20%23%23%23%20No%20noise%0A%20%20%20%20num_symbols%20%3D%201000%0A%0A%20%20%20%20x_int%20%3D%20np.random.randint(0%2C%204%2C%20num_symbols)%20%23%200%20to%203%0A%20%20%20%20x_degrees%20%3D%20x_int*360%2F4.0%20%2B%2045%20%23%2045%2C%20135%2C%20225%2C%20315%20degrees%0A%20%20%20%20x_radians%20%3D%20x_degrees*np.pi%2F180.0%20%23%20sin()%20and%20cos()%20takes%20in%20radians%0A%20%20%20%20x_symbols%20%3D%20np.cos(x_radians)%20%2B%201j*np.sin(x_radians)%20%23%20this%20produces%20our%20QPSK%20complex%20symbols%0A%0A%20%20%20%20fig1%2C%20(_ax1)%20%3D%20plt.subplots(1%2C%201%2C%20figsize%3D(4%2C%204))%0A%20%20%20%20fig1.subplots_adjust(hspace%3D0.4)%0A%20%20%20%20_ax1.plot(np.real(x_symbols)%2C%20np.imag(x_symbols)%2C%20'.')%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylabel(%22Q%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlabel(%22I%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylim(bottom%3D-1%2C%20top%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlim(left%3D-1%2C%20right%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.grid()%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig1.savefig('..%2F_images%2Fqpsk_python.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig1%0A%20%20%20%20return%20num_symbols%2C%20x_symbols%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20num_symbols%2C%20plt%2C%20x_symbols)%3A%0A%20%20%20%20%23%23%23%20Add%20AWGN%0A%20%20%20%20n%20%3D%20(np.random.randn(num_symbols)%20%2B%201j*np.random.randn(num_symbols))%2Fnp.sqrt(2)%20%23%20AWGN%20with%20unity%20power%0A%20%20%20%20noise_power%20%3D%200.01%0A%20%20%20%20_r%20%3D%20x_symbols%20%2B%20n%20*%20np.sqrt(noise_power)%0A%0A%20%20%20%20fig2%2C%20(_ax1)%20%3D%20plt.subplots(1%2C%201%2C%20figsize%3D(4%2C%204))%0A%20%20%20%20fig2.subplots_adjust(hspace%3D0.4)%0A%20%20%20%20_ax1.plot(np.real(_r)%2C%20np.imag(_r)%2C%20'.')%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylabel(%22Q%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlabel(%22I%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylim(bottom%3D-1%2C%20top%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlim(left%3D-1%2C%20right%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.grid()%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig2.savefig('..%2F_images%2Fqpsk_python2.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig2%0A%20%20%20%20return%20n%2C%20noise_power%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20plt%2C%20x_symbols)%3A%0A%20%20%20%20%23%23%23%20Phase%20noise%0A%20%20%20%20_phase_noise%20%3D%20np.random.randn(len(x_symbols))%20*%200.15%20%23%20adjust%20multiplier%20for%20%22strength%22%20of%20phase%20noise%0A%20%20%20%20_r%20%3D%20x_symbols%20*%20np.exp(1j*_phase_noise)%0A%0A%20%20%20%20fig3%2C%20(_ax1)%20%3D%20plt.subplots(1%2C%201%2C%20figsize%3D(4%2C%204))%0A%20%20%20%20fig3.subplots_adjust(hspace%3D0.4)%0A%20%20%20%20_ax1.plot(np.real(_r)%2C%20np.imag(_r)%2C%20'.')%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylabel(%22Q%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlabel(%22I%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylim(bottom%3D-1%2C%20top%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlim(left%3D-1%2C%20right%3D1)%0A%20%20%20%20_ax1.grid()%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig3.savefig('..%2F_images%2Fphase_jitter.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig3%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(n%2C%20noise_power%2C%20np%2C%20plt%2C%20x_symbols)%3A%0A%20%20%20%20%23%23%23%20Phase%20noise%20plus%20AWGN%0A%20%20%20%20_phase_noise%20%3D%20np.random.randn(len(x_symbols))%20*%200.2%20%23%20adjust%20multiplier%20for%20%22strength%22%20of%20phase%20noise%0A%20%20%20%20_r%20%3D%20x_symbols%20*%20np.exp(1j*_phase_noise)%20%2B%20n%20*%20np.sqrt(noise_power)%0A%0A%20%20%20%20fig4%2C%20(_ax1)%20%3D%20plt.subplots(1%2C%201%2C%20figsize%3D(4%2C%204))%0A%20%20%20%20fig4.subplots_adjust(hspace%3D0.4)%0A%20%20%20%20_ax1.plot(np.real(_r)%2C%20np.imag(_r)%2C%20'.')%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylabel(%22Q%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlabel(%22I%22)%0A%20%20%20%20_ax1.set_ylim(bottom%3D-1.2%2C%20top%3D1.2)%0A%20%20%20%20_ax1.set_xlim(left%3D-1.2%2C%20right%3D1.2)%0A%20%20%20%20_ax1.grid()%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig4.savefig('..%2F_images%2Fphase_jitter_awgn.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig4%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(plt)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Kept%20in%20its%20own%20cell%2C%20otherwise%20marimo%20would%20display%20the%20figures%20twice%0A%20%20%20%20plt.show()%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20app.run()%0A