octave_packages/communications-1.1.1/ademodce.m

   1 ## Copyright (C) 2003 David Bateman
   2 ##
   3 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
   4 ## the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
   5 ## Foundation; either version 3 of the License, or (at your option) any later
   6 ## version.
   7 ##
   8 ## This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
   9 ## ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  10 ## FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more
  11 ## details.
  12 ##
  13 ## You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  14 ## this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15
  16 ## -*- texinfo -*-
  17 ## @deftypefn {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'amdsb-tc',offset)
  18 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'amdsb-tc/costas',offset)
  19 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'amdsb-sc')
  20 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'amdsb-sc/costas')
  21 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'amssb')
  22 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'qam')
  23 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'qam/cmplx')
  24 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'fm',@var{dev})
  25 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},@var{Fs},'pm',@var{dev})
  26 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{x},[@var{Fs},@var{iphs}],@var{...})
  27 ## @deftypefnx {Function File} {@var{y} =} ademodce (@var{...},@var{num},@var{den})
  28 ##
  29 ## Baseband demodulator for analog signals. The input signal is specified by
  30 ## @var{x}, its sampling frequency by @var{Fs} and the type of modulation
  31 ## by the third argument, @var{typ}. The default values of @var{Fs} is 1 and
  32 ## @var{typ} is 'amdsb-tc'.
  33 ##
  34 ## If the argument @var{Fs} is a two element vector, the the first element
  35 ## represents the sampling rate and the second the initial phase.
  36 ##
  37 ## The different types of demodulations that are available are
  38 ##
  39 ## @table @asis
  40 ## @item 'am'
  41 ## @itemx 'amdsb-tc'
  42 ## Double-sideband with carrier
  43 ## @item 'amdsb-tc/costas'
  44 ## Double-sideband with carrier and Costas phase locked loop
  45 ## @item 'amdsb-sc'
  46 ## Double-sideband with suppressed carrier
  47 ## @item 'amssb'
  48 ## Single-sideband with frequency domain Hilbert filtering
  49 ## @item 'qam'
  50 ## Quadrature amplitude demodulation. In-phase in odd-columns and quadrature
  51 ## in even-columns
  52 ## @item 'qam/cmplx'
  53 ## Quadrature amplitude demodulation with complex return value.
  54 ## @item 'fm'
  55 ## Frequency demodulation
  56 ## @item 'pm'
  57 ## Phase demodulation
  58 ## @end table
  59 ##
  60 ## Additional arguments are available for the demodulations 'amdsb-tc', 'fm',
  61 ## 'pm'. These arguments are
  62 ##
  63 ## @table @code
  64 ## @item offset
  65 ## The offset in the input signal for the transmitted carrier.
  66 ## @item dev
  67 ## The deviation of the phase and frequency modulation
  68 ## @end table
  69 ##
  70 ## It is possible to specify a low-pass filter, by the numerator @var{num}
  71 ## and denominator @var{den} that will be applied to the returned vector.
  72 ##
  73 ## @end deftypefn
  74 ## @seealso{ademodce,dmodce}
  75
  76 function y = ademodce (x, Fs, typ, varargin)
  77
  78   if (nargin < 1)
  79     help("ademodce");
  80   elseif (nargin < 2)
  81     Fs = 1;
  82     typ = "am";
  83   elseif (nargin < 3)
  84     typ = "am";
  85   endif
  86
  87   if (isempty(Fs))
  88     Fs = 1;
  89     iphs = 0;
  90   elseif (isscalar(Fs))
  91     iphs = 0;
  92   else
  93     if ((max(size(Fs)) != 2) || (min(size(Fs)) != 1))
  94       error ("ademodce: sampling frequency must be a scalar or 2-element vector");
  95     endif
  96     Fs = Fs(1);
  97     iphs = Fs(2);
  98   endif
  99
 100   ## Pass the optional arguments
 101   dev = 1;
 102   num = [];
 103   den = [];
 104   narg = 1;
 105   if (!ischar(typ))
 106     error ("ademodce: modulation type must be a string");
 107   elseif (strcmp(typ,"am") || strcmp(typ,"amdsb-tc"))
 108     if (length(varargin) > 0)
 109       offset = varargin{1};
 110       narg = narg + 1;
 111     endif
 112   elseif (strcmp(typ,"fm") || strcmp(typ,"pm"))
 113     if (length(varargin) > 0)
 114       dev = varargin{1};
 115       narg = narg + 1;
 116     endif
 117   endif
 118   if (length(varargin) == narg)
 119     error ("ademodce: must specify must numerator and denominator of transfer function");
 120   elseif (length(varargin) == narg+1)
 121     num = varargin{narg};
 122     den = varargin{narg+1};
 123   elseif (length(varargin) != narg - 1)
 124     error ("ademodce: too many arguments");
 125   endif
 126
 127   if (strcmp(typ,"am") || findstr(typ,"amdsb-tc"))
 128     if (findstr(typ,"/costas"))
 129       error ("ademodce: Costas phase locked loop not implemented");
 130     endif
 131     y = real(x * exp(-1i * iphs));
 132     if (exist("offset","var"))
 133       y = y - offset;
 134     else
 135       if (min(size(y)) == 1)
 136               y = y - mean(y);
 137       else
 138               for i=1:size(y,2)
 139                 y(:,i) = y(:,i) - mean(y(:,i));
 140               end
 141       endif
 142     endif
 143   elseif (strcmp(typ,"amdsb-sc"))
 144     y = real(x * exp(-1i * iphs));
 145   elseif (findstr(typ,"amssb"))
 146     if (findstr(typ,"/costas"))
 147       error ("ademodce: Costas phase locked loop not implemented");
 148     endif
 149     y = real(x * exp(-1i * iphs));
 150   elseif (strcmp(typ,"qam"))
 151     y1 = x * exp(-1i * iphs);
 152     y = zeros(size(y1,1),2*size(y1,2));
 153     y(:,1:2:size(y,2)) = real(y1);
 154     y(:,2:2:size(y,2)) = imag(y1);
 155   elseif (strcmp(typ,"qam/cmplx"))
 156     y = x * exp(-1i * iphs);
 157   elseif (strcmp(typ,"pm"))
 158     y = ( -1i * log(x) + iphs) / dev;
 159   elseif (strcmp(typ,"fm"))
 160     ## This can't work as it doesn't take into account the
 161     ## phase wrapping in the modulation process. Therefore
 162     ## we'll get some of the demodulated values in error, with
 163     ## most of the values being correct..
 164     ##
 165     ## Not sure the best approach to fixing this. Perhaps implement
 166     ## a PLL with the ouput of the phase detector being the demodulated
 167     ## signal...
 168     warning("ademodce: FM demodulation broken!!")
 169     pm = Fs / dev / pi * ( - 1i * log(x) + iphs)
 170     y = [pm(:,1), (pm(:,2:size(pm,2)) - pm(:,1:size(pm,2)-1))];
 171   else
 172     error ("ademodce: unknown demodulation specified");
 173   endif
 174
 175   if (!isempty(num) && !isempty(dem))
 176     ## Low-pass filter the output
 177     if (min(size(y)) == 1)
 178       y = filter(num,den, y);
 179     else
 180       for i=1:size(y,2)
 181               y(:,i) = filter(num, den, y(:,i));
 182       end
 183     endif
 184   endif
 185
 186 endfunction
 187