]> code.octet-stream.net Git - m17rt/blobdiff - m17core/src/modem.rs
RTLSDR input via rtl_fm
[m17rt] / m17core / src / modem.rs
index e07826f4dca9631feb72d4e5a21a12ebde278ecb..3d4890ad857376aba09d28ad46630be608ee698f 100644 (file)
@@ -27,8 +27,10 @@ pub struct SoftDemodulator {
     candidate: Option<DecodeCandidate>,
     /// How many samples have we received?
     sample: u64,
     candidate: Option<DecodeCandidate>,
     /// How many samples have we received?
     sample: u64,
-    /// Remaining samples to ignore so once we already parse a frame we flush it out in full
-    suppress: u16,
+    /// Remaining samples to read in before attempting to decode the current candidate
+    samples_until_decode: Option<u16>,
+    /// Do we think there is a data carrier, i.e., channel in use? If so, at what sample does it expire?
+    dcd: Option<u64>,
 }
 
 impl SoftDemodulator {
 }
 
 impl SoftDemodulator {
@@ -40,7 +42,26 @@ impl SoftDemodulator {
             rx_cursor: 0,
             candidate: None,
             sample: 0,
             rx_cursor: 0,
             candidate: None,
             sample: 0,
-            suppress: 0,
+            samples_until_decode: None,
+            dcd: None,
+        }
+    }
+}
+
+impl SoftDemodulator {
+    fn dcd_until(&mut self, end_sample: u64) {
+        if self.dcd.is_none() {
+            debug!("SoftDemodulator DCD on");
+        }
+        self.dcd = Some(end_sample);
+    }
+
+    fn check_dcd(&mut self) {
+        if let Some(end_sample) = self.dcd {
+            if self.sample > end_sample {
+                self.dcd = None;
+                debug!("SoftDemodulator DCD off");
+            }
         }
     }
 }
         }
     }
 }
@@ -59,18 +80,67 @@ impl Demodulator for SoftDemodulator {
         self.rx_cursor = (self.rx_cursor + 1) % 1920;
 
         self.sample += 1;
         self.rx_cursor = (self.rx_cursor + 1) % 1920;
 
         self.sample += 1;
+        self.check_dcd();
 
 
-        if self.suppress > 0 {
-            self.suppress -= 1;
-            return None;
+        if let Some(samples_until_decode) = self.samples_until_decode {
+            let sud = samples_until_decode - 1;
+            if sud > 0 {
+                self.samples_until_decode = Some(sud);
+                return None;
+            }
+            self.samples_until_decode = None;
+
+            if let Some(c) = self.candidate.take() {
+                // we have capacity for 192 symbols * 10 upsamples
+                // we have calculated that the ideal sample point for 192nd symbol is right on the edge
+                // so take samples from the 10th slot all the way through.
+                let start_idx = self.rx_cursor + 1920 + 9;
+                let mut pkt_samples = [0f32; 192];
+                for i in 0..192 {
+                    let rx_idx = (start_idx + i * 10) % 1920;
+                    pkt_samples[i] = (self.rx_win[rx_idx] - c.shift) / c.gain;
+                }
+                match c.burst {
+                    SyncBurst::Lsf => {
+                        if let Some(frame) = parse_lsf(&pkt_samples) {
+                            return Some(Frame::Lsf(frame));
+                        }
+                    }
+                    SyncBurst::Bert => {
+                        // TODO: BERT
+                    }
+                    SyncBurst::Stream => {
+                        if let Some(frame) = parse_stream(&pkt_samples) {
+                            return Some(Frame::Stream(frame));
+                        }
+                    }
+                    SyncBurst::Packet => {
+                        if let Some(frame) = parse_packet(&pkt_samples) {
+                            return Some(Frame::Packet(frame));
+                        }
+                    }
+                    SyncBurst::Preamble | SyncBurst::EndOfTransmission => {
+                        // should never be chosen as a candidate
+                    }
+                }
+            }
         }
 
         }
 
-        let mut burst_window = [0f32; 71];
-        for i in 0..71 {
-            let c = (self.rx_cursor + i) % 1920;
+        let mut burst_window = [0f32; 8];
+        for i in 0..8 {
+            let c = (self.rx_cursor + 1920 - 1 - ((7 - i) * 10)) % 1920;
             burst_window[i] = self.rx_win[c];
         }
 
             burst_window[i] = self.rx_win[c];
         }
 
+        for burst in [SyncBurst::Preamble, SyncBurst::EndOfTransmission] {
+            let (diff, _, _) = sync_burst_correlation(burst.target(), &burst_window);
+            if diff < SYNC_THRESHOLD {
+                // arbitrary choice, 240 samples = 5ms
+                // these bursts keep repeating so it will keep pushing out the DCD end time
+                self.dcd_until(self.sample + 240);
+            }
+        }
+
         for burst in [
             SyncBurst::Lsf,
             SyncBurst::Bert,
         for burst in [
             SyncBurst::Lsf,
             SyncBurst::Bert,
@@ -103,47 +173,17 @@ impl Demodulator for SoftDemodulator {
                     .map(|c| c.burst == burst)
                     .unwrap_or(false)
             {
                     .map(|c| c.burst == burst)
                     .unwrap_or(false)
             {
-                if let Some(c) = self.candidate.take() {
-                    let start_idx = self.rx_cursor + 1920 - (c.age as usize);
-                    let start_sample = self.sample - c.age as u64;
-                    let mut pkt_samples = [0f32; 192];
-                    for i in 0..192 {
-                        let rx_idx = (start_idx + i * 10) % 1920;
-                        pkt_samples[i] = (self.rx_win[rx_idx] - c.shift) / c.gain;
-                    }
-                    match c.burst {
-                        SyncBurst::Lsf => {
-                            debug!(
-                                "Found LSF at sample {} diff {} max {} shift {}",
-                                start_sample, c.diff, c.gain, c.shift
-                            );
-                            if let Some(frame) = parse_lsf(&pkt_samples) {
-                                self.suppress = 191 * 10;
-                                return Some(Frame::Lsf(frame));
-                            }
-                        }
-                        SyncBurst::Bert => {
-                            debug!("Found BERT at sample {} diff {}", start_sample, c.diff);
-                        }
-                        SyncBurst::Stream => {
-                            debug!(
-                                "Found STREAM at sample {} diff {} max {} shift {}",
-                                start_sample, c.diff, c.gain, c.shift
-                            );
-                            if let Some(frame) = parse_stream(&pkt_samples) {
-                                self.suppress = 191 * 10;
-                                return Some(Frame::Stream(frame));
-                            }
-                        }
-                        SyncBurst::Packet => {
-                            debug!("Found PACKET at sample {} diff {}", start_sample, c.diff);
-                            if let Some(frame) = parse_packet(&pkt_samples) {
-                                self.suppress = 191 * 10;
-                                return Some(Frame::Packet(frame));
-                            }
-                        }
-                    }
-                }
+                // wait until the rest of the frame is in the buffer
+                let c = self.candidate.as_ref().unwrap();
+                self.samples_until_decode = Some((184 * 10) - (c.age as u16));
+                debug!(
+                    "Found {:?} at sample {} diff {}",
+                    c.burst,
+                    self.sample - c.age as u64,
+                    c.diff
+                );
+                // After any of these frame types you would expect to see a full EOT
+                self.dcd_until(self.sample + 1920 + 1920);
             }
         }
 
             }
         }
 
@@ -184,7 +224,7 @@ pub trait Modulator {
     );
 
     /// Supply the next frame available from the TNC, if it was requested.
     );
 
     /// Supply the next frame available from the TNC, if it was requested.
-    fn next_frame(&mut self, frame: Option<ModulatorFrame>);
+    fn provide_next_frame(&mut self, frame: Option<ModulatorFrame>);
 
     /// Calculate and write out output samples for the soundcard.
     ///
 
     /// Calculate and write out output samples for the soundcard.
     ///
@@ -244,8 +284,9 @@ pub enum ModulatorFrame {
 }
 
 pub struct SoftModulator {
 }
 
 pub struct SoftModulator {
+    // TODO: 2000 was overflowing around EOT, track down why
     /// Next modulated frame to output - 1920 samples for 40ms frame plus 80 for ramp-down
     /// Next modulated frame to output - 1920 samples for 40ms frame plus 80 for ramp-down
-    next_transmission: [i16; 2000],
+    next_transmission: [i16; 4000],
     /// How much of next_transmission should in fact be transmitted
     next_len: usize,
     /// How much of next_transmission has been read out
     /// How much of next_transmission should in fact be transmitted
     next_len: usize,
     /// How much of next_transmission has been read out
@@ -288,7 +329,7 @@ pub struct SoftModulator {
 impl SoftModulator {
     pub fn new() -> Self {
         Self {
 impl SoftModulator {
     pub fn new() -> Self {
         Self {
-            next_transmission: [0i16; 2000],
+            next_transmission: [0i16; 4000],
             next_len: 0,
             next_read: 0,
             tx_delay_padding: 0,
             next_len: 0,
             next_read: 0,
             tx_delay_padding: 0,
@@ -306,20 +347,27 @@ impl SoftModulator {
     }
 
     fn push_sample(&mut self, dibit: f32) {
     }
 
     fn push_sample(&mut self, dibit: f32) {
-        // Right now we are encoding everything as 1.0-scaled dibit floats
-        // This is a bit silly but it will do for a minute
-        // Max theoretical gain from the RRC filter is 4.328
-        // Let's bump everything to a baseline of 16383 / 4.328 = 3785.35
-        // This is not particularly high but at least we won't ever hit the top
-        self.filter_win[self.filter_cursor] = dibit * 3785.0;
-        self.filter_cursor = (self.filter_cursor + 1) % 81;
-        let mut out: f32 = 0.0;
-        for i in 0..81 {
-            let filter_idx = (self.filter_cursor + i) % 81;
-            out += RRC_48K[i] * self.filter_win[filter_idx];
+        // TODO: 48 kHz assumption again
+        for i in 0..10 {
+            // Right now we are encoding everything as 1.0-scaled dibit floats
+            // This is a bit silly but it will do for a minute
+            // Max possible gain from the RRC filter with upsampling is about 0.462
+            // Let's bump everything to a baseline of 16383 / 0.462 = 35461
+            // For normal signals this yields roughly 0.5 magnitude which is plenty
+            if i == 0 {
+                self.filter_win[self.filter_cursor] = dibit * 35461.0;
+            } else {
+                self.filter_win[self.filter_cursor] = 0.0;
+            }
+            self.filter_cursor = (self.filter_cursor + 1) % 81;
+            let mut out: f32 = 0.0;
+            for i in 0..81 {
+                let filter_idx = (self.filter_cursor + i) % 81;
+                out += RRC_48K[i] * self.filter_win[filter_idx];
+            }
+            self.next_transmission[self.next_len] = out as i16;
+            self.next_len += 1;
         }
         }
-        self.next_transmission[self.next_len] = out as i16;
-        self.next_len += 1;
     }
 
     fn request_frame_if_space(&mut self) {
     }
 
     fn request_frame_if_space(&mut self) {
@@ -336,6 +384,7 @@ impl Modulator for SoftModulator {
         capacity: usize,
         output_latency: usize,
     ) {
         capacity: usize,
         output_latency: usize,
     ) {
+        //log::debug!("modulator update_output_buffer {samples_to_play} {capacity} {output_latency}");
         self.output_latency = output_latency;
         self.buf_capacity = capacity;
         self.samples_in_buf = samples_to_play;
         self.output_latency = output_latency;
         self.buf_capacity = capacity;
         self.samples_in_buf = samples_to_play;
@@ -350,7 +399,7 @@ impl Modulator for SoftModulator {
         self.request_frame_if_space();
     }
 
         self.request_frame_if_space();
     }
 
-    fn next_frame(&mut self, frame: Option<ModulatorFrame>) {
+    fn provide_next_frame(&mut self, frame: Option<ModulatorFrame>) {
         let Some(frame) = frame else {
             self.try_get_frame = false;
             return;
         let Some(frame) = frame else {
             self.try_get_frame = false;
             return;
@@ -410,7 +459,7 @@ impl Modulator for SoftModulator {
 
         // if we have pre-TX padding to accommodate TxDelay then expend that first
         if self.tx_delay_padding > 0 {
 
         // if we have pre-TX padding to accommodate TxDelay then expend that first
         if self.tx_delay_padding > 0 {
-            let len = out.len().max(self.tx_delay_padding);
+            let len = out.len().min(self.tx_delay_padding);
             self.tx_delay_padding -= len;
             for x in 0..len {
                 out[x] = 0;
             self.tx_delay_padding -= len;
             for x in 0..len {
                 out[x] = 0;
@@ -421,7 +470,7 @@ impl Modulator for SoftModulator {
         // then follow it with whatever might be left in next_transmission
         let next_remaining = self.next_len - self.next_read;
         if next_remaining > 0 {
         // then follow it with whatever might be left in next_transmission
         let next_remaining = self.next_len - self.next_read;
         if next_remaining > 0 {
-            let len = (out.len() - written).max(next_remaining);
+            let len = (out.len() - written).min(next_remaining);
             out[written..(written + len)]
                 .copy_from_slice(&self.next_transmission[self.next_read..(self.next_read + len)]);
             self.next_read += len;
             out[written..(written + len)]
                 .copy_from_slice(&self.next_transmission[self.next_read..(self.next_read + len)]);
             self.next_read += len;
@@ -454,6 +503,12 @@ impl Modulator for SoftModulator {
     }
 }
 
     }
 }
 
+impl Default for SoftModulator {
+    fn default() -> Self {
+        Self::new()
+    }
+}
+
 #[derive(Debug)]
 pub(crate) struct DecodeCandidate {
     burst: SyncBurst,
 #[derive(Debug)]
 pub(crate) struct DecodeCandidate {
     burst: SyncBurst,