git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gr-utils/src/python/gr_plot_const.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # Copyright 2007,2008,2011 Free Software Foundation, Inc.
   4 #
   5 # This file is part of GNU Radio
   6 #
   7 # GNU Radio is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 # the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
  10 # any later version.
  11 #
  12 # GNU Radio is distributed in the hope that it will be useful,
  13 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 # GNU General Public License for more details.
  16 #
  17 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 # along with GNU Radio; see the file COPYING.  If not, write to
  19 # the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street,
  20 # Boston, MA 02110-1301, USA.
  21 #
  22
  23 try:
  24     import scipy
  25 except ImportError:
  26     print "Please install SciPy to run this script (http://www.scipy.org/)"
  27     raise SystemExit, 1
  28
  29 try:
  30     from pylab import *
  31     from matplotlib.font_manager import fontManager, FontProperties
  32 except ImportError:
  33     print "Please install Matplotlib to run this script (http://matplotlib.sourceforge.net/)"
  34     raise SystemExit, 1
  35
  36 from optparse import OptionParser
  37
  38 class draw_constellation:
  39     def __init__(self, filename, options):
  40         self.hfile = open(filename, "r")
  41         self.block_length = options.block
  42         self.start = options.start
  43         self.sample_rate = options.sample_rate
  44
  45         self.datatype = scipy.complex64
  46         self.sizeof_data = self.datatype().nbytes    # number of bytes per sample in file
  47
  48         self.axis_font_size = 16
  49         self.label_font_size = 18
  50         self.title_font_size = 20
  51
  52         # Setup PLOT
  53         self.fig = figure(1, figsize=(16, 9), facecolor='w')
  54         rcParams['xtick.labelsize'] = self.axis_font_size
  55         rcParams['ytick.labelsize'] = self.axis_font_size
  56
  57         self.text_file     = figtext(0.10, 0.95, ("File: %s" % filename), weight="heavy", size=16)
  58         self.text_file_pos = figtext(0.10, 0.90, "File Position: ", weight="heavy", size=16)
  59         self.text_block    = figtext(0.40, 0.90, ("Block Size: %d" % self.block_length),
  60                                      weight="heavy", size=16)
  61         self.text_sr       = figtext(0.60, 0.90, ("Sample Rate: %.2f" % self.sample_rate),
  62                                      weight="heavy", size=16)
  63         self.make_plots()
  64
  65         self.button_left_axes = self.fig.add_axes([0.45, 0.01, 0.05, 0.05], frameon=True)
  66         self.button_left = Button(self.button_left_axes, "<")
  67         self.button_left_callback = self.button_left.on_clicked(self.button_left_click)
  68
  69         self.button_right_axes = self.fig.add_axes([0.50, 0.01, 0.05, 0.05], frameon=True)
  70         self.button_right = Button(self.button_right_axes, ">")
  71         self.button_right_callback = self.button_right.on_clicked(self.button_right_click)
  72
  73         self.xlim = self.sp_iq.get_xlim()
  74
  75         self.manager = get_current_fig_manager()
  76         connect('draw_event', self.zoom)
  77         connect('key_press_event', self.click)
  78         connect('button_press_event', self.mouse_button_callback)
  79         show()
  80
  81     def get_data(self):
  82         self.text_file_pos.set_text("File Position: %d" % (self.hfile.tell()//self.sizeof_data))
  83         try:
  84             iq = scipy.fromfile(self.hfile, dtype=self.datatype, count=self.block_length)
  85         except MemoryError:
  86             print "End of File"
  87         else:
  88             self.reals = scipy.array([r.real for r in iq])
  89             self.imags = scipy.array([i.imag for i in iq])
  90
  91             self.time = scipy.array([i*(1/self.sample_rate) for i in range(len(self.reals))])
  92
  93     def make_plots(self):
  94         # if specified on the command-line, set file pointer
  95         self.hfile.seek(self.sizeof_data*self.start, 1)
  96
  97         self.get_data()
  98
  99         # Subplot for real and imaginary parts of signal
 100         self.sp_iq = self.fig.add_subplot(2,1,1, position=[0.075, 0.2, 0.4, 0.6])
 101         self.sp_iq.set_title(("I&Q"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 102         self.sp_iq.set_xlabel("Time (s)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 103         self.sp_iq.set_ylabel("Amplitude (V)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 104         self.plot_iq  = self.sp_iq.plot(self.time, self.reals, 'bo-', self.time, self.imags, 'ro-')
 105
 106         # Subplot for constellation plot
 107         self.sp_const = self.fig.add_subplot(2,2,1, position=[0.575, 0.2, 0.4, 0.6])
 108         self.sp_const.set_title(("Constellation"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 109         self.sp_const.set_xlabel("Inphase", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 110         self.sp_const.set_ylabel("Qaudrature", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 111         self.plot_const  = self.sp_const.plot(self.reals, self.imags, 'bo')
 112
 113         # Add plots to mark current location of point between time and constellation plots
 114         self.indx = 0
 115         self.plot_iq += self.sp_iq.plot([self.time[self.indx],], [self.reals[self.indx],], 'mo', ms=8)
 116         self.plot_iq += self.sp_iq.plot([self.time[self.indx],], [self.imags[self.indx],], 'mo', ms=8)
 117         self.plot_const += self.sp_const.plot([self.reals[self.indx],], [self.imags[self.indx],], 'mo', ms=12)
 118
 119         # Adjust axis
 120         self.sp_iq.axis([self.time.min(), self.time.max(),
 121                          1.5*min([self.reals.min(), self.imags.min()]),
 122                          1.5*max([self.reals.max(), self.imags.max()])])
 123         self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 124
 125         draw()
 126
 127     def update_plots(self):
 128         self.plot_iq[0].set_data([self.time, self.reals])
 129         self.plot_iq[1].set_data([self.time, self.imags])
 130         self.sp_iq.axis([self.time.min(), self.time.max(),
 131                          1.5*min([self.reals.min(), self.imags.min()]),
 132                          1.5*max([self.reals.max(), self.imags.max()])])
 133
 134         self.plot_const[0].set_data([self.reals, self.imags])
 135         self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 136         draw()
 137
 138     def zoom(self, event):
 139         newxlim = scipy.array(self.sp_iq.get_xlim())
 140         curxlim = scipy.array(self.xlim)
 141         if(newxlim.all() != curxlim.all()):
 142             self.xlim = newxlim
 143             r = self.reals[int(ceil(self.xlim[0])) : int(ceil(self.xlim[1]))]
 144             i = self.imags[int(ceil(self.xlim[0])) : int(ceil(self.xlim[1]))]
 145
 146             self.plot_const[0].set_data(r, i)
 147             self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 148             self.manager.canvas.draw()
 149             draw()
 150
 151     def click(self, event):
 152         forward_valid_keys = [" ", "down", "right"]
 153         backward_valid_keys = ["up", "left"]
 154         trace_forward_valid_keys = [">",]
 155         trace_backward_valid_keys = ["<",]
 156
 157         if(find(event.key, forward_valid_keys)):
 158             self.step_forward()
 159
 160         elif(find(event.key, backward_valid_keys)):
 161             self.step_backward()
 162
 163         elif(find(event.key, trace_forward_valid_keys)):
 164             self.indx = min(self.indx+1, len(self.time)-1)
 165             self.set_trace(self.indx)
 166
 167         elif(find(event.key, trace_backward_valid_keys)):
 168             self.indx = max(0, self.indx-1)
 169             self.set_trace(self.indx)
 170
 171     def button_left_click(self, event):
 172         self.step_backward()
 173
 174     def button_right_click(self, event):
 175         self.step_forward()
 176
 177     def step_forward(self):
 178         self.get_data()
 179         self.update_plots()
 180
 181     def step_backward(self):
 182         # Step back in file position
 183         if(self.hfile.tell() >= 2*self.sizeof_data*self.block_length ):
 184             self.hfile.seek(-2*self.sizeof_data*self.block_length, 1)
 185         else:
 186             self.hfile.seek(-self.hfile.tell(),1)
 187         self.get_data()
 188         self.update_plots()
 189
 190
 191     def mouse_button_callback(self, event):
 192         x, y = event.xdata, event.ydata
 193
 194         if x is not None and y is not None:
 195             if(event.inaxes == self.sp_iq):
 196                 self.indx = searchsorted(self.time, [x])
 197                 self.set_trace(self.indx)
 198
 199
 200     def set_trace(self, indx):
 201         self.plot_iq[2].set_data(self.time[indx], self.reals[indx])
 202         self.plot_iq[3].set_data(self.time[indx], self.imags[indx])
 203         self.plot_const[1].set_data(self.reals[indx], self.imags[indx])
 204         draw()
 205
 206
 207 def find(item_in, list_search):
 208     try:
 209         return list_search.index(item_in) != None
 210     except ValueError:
 211         return False
 212
 213
 214 def main():
 215     usage="%prog: [options] input_filename"
 216     description = "Takes a GNU Radio complex binary file and displays the I&Q data versus time and the constellation plot (I vs. Q). You can set the block size to specify how many points to read in at a time and the start position in the file. By default, the system assumes a sample rate of 1, so in time, each sample is plotted versus the sample number. To set a true time axis, set the sample rate (-R or --sample-rate) to the sample rate used when capturing the samples."
 217
 218     parser = OptionParser(conflict_handler="resolve", usage=usage, description=description)
 219     parser.add_option("-B", "--block", type="int", default=1000,
 220                       help="Specify the block size [default=%default]")
 221     parser.add_option("-s", "--start", type="int", default=0,
 222                       help="Specify where to start in the file [default=%default]")
 223     parser.add_option("-R", "--sample-rate", type="float", default=1.0,
 224                       help="Set the sampler rate of the data [default=%default]")
 225
 226     (options, args) = parser.parse_args ()
 227     if len(args) != 1:
 228         parser.print_help()
 229         raise SystemExit, 1
 230     filename = args[0]
 231
 232     dc = draw_constellation(filename, options)
 233
 234 if __name__ == "__main__":
 235     try:
 236         main()
 237     except KeyboardInterrupt:
 238         pass
 239
 240
 241