git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gnuradio-examples/python/channel-coding/test_sccc_turbo.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2
   3 from gnuradio import gr
   4 from gnuradio import audio
   5 from gnuradio import trellis
   6 from gnuradio import eng_notation
   7 import math
   8 import sys
   9 import random
  10 import fsm_utils
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  14 def make_rx(fg,fo,fi,dimensionality,constellation,K,interleaver,IT,Es,N0,type):
  15     metrics_in = trellis.metrics_f(fi.O(),dimensionality,constellation,trellis.TRELLIS_EUCLIDEAN) # data preprocessing to generate metrics for innner Viterbi
  16     scale = gr.multiply_const_ff(1.0/N0)
  17     gnd = gr.vector_source_f([0],True);
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  19     inter=[]
  20     deinter=[]
  21     siso_in=[]
  22     siso_out=[]
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  24     # generate all blocks
  25     for it in range(IT):
  26       inter.append( trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.INTER(),fi.I(),gr.sizeof_float) )
  27       siso_in.append( trellis.siso_f(fi,K,0,-1,True,False,type) )
  28       deinter.append( trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.DEINTER(),fi.I(),gr.sizeof_float) )
  29       if it < IT-1:
  30         siso_out.append( trellis.siso_f(fo,K,0,-1,False,True,type) )
  31       else:
  32         siso_out.append( trellis.viterbi_s(fo,K,0,-1) ) # no soft outputs needed
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  34     # connect first stage
  35     fg.connect (gnd,inter[0])
  36     fg.connect (metrics_in,scale)
  37     fg.connect (scale,(siso_in[0],1))
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  39     # connect the rest
  40     for it in range(IT):
  41       if it < IT-1:
  42         fg.connect (metrics_in,(siso_in[it+1],1))
  43         fg.connect (siso_in[it],deinter[it],(siso_out[it],1))
  44         fg.connect (gnd,(siso_out[it],0))
  45         fg.connect (siso_out[it],inter[it+1])
  46         fg.connect (inter[it],(siso_in[it],0))
  47       else:
  48         fg.connect (siso_in[it],deinter[it],siso_out[it])
  49         fg.connect (inter[it],(siso_in[it],0))
  50
  51     return (metrics_in,siso_out[IT-1])
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  54 def run_test (fo,fi,interleaver,Kb,bitspersymbol,K,dimensionality,constellation,Es,N0,IT,seed):
  55     fg = gr.flow_graph ()
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  58     # TX
  59     src = gr.lfsr_32k_source_s()
  60     src_head = gr.head (gr.sizeof_short,Kb/16) # packet size in shorts
  61     s2fsmi = gr.packed_to_unpacked_ss(bitspersymbol,gr.GR_MSB_FIRST) # unpack shorts to symbols compatible with the outer FSM input cardinality
  62     enc_out = trellis.encoder_ss(fo,0) # initial state = 0
  63     inter = trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.INTER(),1,gr.sizeof_short)
  64     enc_in = trellis.encoder_ss(fi,0) # initial state = 0
  65     mod = gr.chunks_to_symbols_sf(constellation,dimensionality)
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  67     # CHANNEL
  68     add = gr.add_ff()
  69     noise = gr.noise_source_f(gr.GR_GAUSSIAN,math.sqrt(N0/2),seed)
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  71     # RX
  72     (head,tail) = make_rx(fg,fo,fi,dimensionality,constellation,K,interleaver,IT,Es,N0,trellis.TRELLIS_MIN_SUM)
  73     #(head,tail) = make_rx(fg,fo,fi,dimensionality,constellation,K,interleaver,IT,Es,N0,trellis.TRELLIS_SUM_PRODUCT)
  74     fsmi2s = gr.unpacked_to_packed_ss(bitspersymbol,gr.GR_MSB_FIRST) # pack FSM input symbols to shorts
  75     dst = gr.check_lfsr_32k_s()
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  77     fg.connect (src,src_head,s2fsmi,enc_out,inter,enc_in,mod)
  78     fg.connect (mod,(add,0))
  79     fg.connect (noise,(add,1))
  80     fg.connect (add,head)
  81     fg.connect (tail,fsmi2s,dst)
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  83     fg.run()
  84
  85     #print enc_out.ST(), enc_in.ST()
  86
  87     ntotal = dst.ntotal ()
  88     nright = dst.nright ()
  89     runlength = dst.runlength ()
  90     return (ntotal,ntotal-nright)
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  92
  93 def main(args):
  94     nargs = len (args)
  95     if nargs == 4:
  96         fname_out=args[0]
  97         fname_in=args[1]
  98         esn0_db=float(args[2]) # Es/No in dB
  99         rep=int(args[3]) # number of times the experiment is run to collect enough errors
 100     else:
 101         sys.stderr.write ('usage: test_tcm.py fsm_name_out fsm_fname_in Es/No_db  repetitions\n')
 102         sys.exit (1)
 103
 104     # system parameters
 105     Kb=1024*16  # packet size in bits (make it multiple of 16 so it can be packed in a short)
 106     fo=trellis.fsm(fname_out) # get the outer FSM specification from a file
 107     fi=trellis.fsm(fname_in) # get the innner FSM specification from a file
 108     bitspersymbol = int(round(math.log(fo.I())/math.log(2))) # bits per FSM input symbol
 109     if fo.O() != fi.I():
 110         sys.stderr.write ('Incompatible cardinality between outer and inner FSM.\n')
 111         sys.exit (1)
 112     K=Kb/bitspersymbol # packet size in trellis steps
 113     interleaver=trellis.interleaver(K,666) # construct a random interleaver
 114     modulation = fsm_utils.psk8 # see fsm_utlis.py for available predefined modulations
 115     dimensionality = modulation[0]
 116     constellation = modulation[1]
 117     if len(constellation)/dimensionality != fi.O():
 118         sys.stderr.write ('Incompatible FSM output cardinality and modulation size.\n')
 119         sys.exit (1)
 120     # calculate average symbol energy
 121     Es = 0
 122     for i in range(len(constellation)):
 123         Es = Es + constellation[i]**2
 124     Es = Es / (len(constellation)/dimensionality)
 125     N0=Es/pow(10.0,esn0_db/10.0); # calculate noise variance
 126     IT = 3 # number of turbo iterations
 127
 128     tot_s=0 # total number of transmitted shorts
 129     terr_s=0 # total number of shorts in error
 130     terr_p=0 # total number of packets in error
 131     for i in range(rep):
 132         (s,e)=run_test(fo,fi,interleaver,Kb,bitspersymbol,K,dimensionality,constellation,Es,N0,IT,-long(666+i)) # run experiment with different seed to get different noise realizations
 133         tot_s=tot_s+s
 134         terr_s=terr_s+e
 135         terr_p=terr_p+(terr_s!=0)
 136         if ((i+1)%10==0): # display progress
 137             print i+1,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
 138     # estimate of the (short or bit) error rate
 139     print rep,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
 140
 141
 142 if __name__ == '__main__':
 143     main (sys.argv[1:])