git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gr-trellis/src/examples/test_turbo_equalization2.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
  11
  12 def make_rx(tb,fo,fi,dimensionality,tot_constellation,K,interleaver,IT,Es,N0,type):
  13     scale = gr.multiply_const_ff(math.sqrt(1.0/N0))
  14     gnd = gr.vector_source_f([0],True);
  15
  16     inter=[]
  17     deinter=[]
  18     siso_in=[]
  19     siso_out=[]
  20
  21     # generate all blocks
  22     for it in range(IT):
  23       inter.append( trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.INTER(),fi.I(),gr.sizeof_float) )
  24       siso_in.append( trellis.siso_combined_f(fi,K,0,-1,True,False,type,dimensionality,tot_constellation,trellis.TRELLIS_EUCLIDEAN) )
  25       deinter.append( trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.DEINTER(),fi.I(),gr.sizeof_float) )
  26       if it < IT-1:
  27         siso_out.append( trellis.siso_f(fo,K,0,-1,False,True,type) )
  28       else:
  29         siso_out.append( trellis.viterbi_s(fo,K,0,-1) ) # no soft outputs needed
  30
  31     # connect first stage
  32     tb.connect (gnd,inter[0])
  33     tb.connect (scale,(siso_in[0],1))
  34
  35     # connect the rest
  36     for it in range(IT):
  37       if it < IT-1:
  38         tb.connect (scale,(siso_in[it+1],1))
  39         tb.connect (siso_in[it],deinter[it],(siso_out[it],1))
  40         tb.connect (gnd,(siso_out[it],0))
  41         tb.connect (siso_out[it],inter[it+1])
  42         tb.connect (inter[it],(siso_in[it],0))
  43       else:
  44         tb.connect (siso_in[it],deinter[it],siso_out[it])
  45         tb.connect (inter[it],(siso_in[it],0))
  46
  47     return (scale,siso_out[IT-1])
  48
  49
  50 def run_test (fo,fi,interleaver,Kb,bitspersymbol,K,channel,modulation,dimensionality,tot_constellation,Es,N0,IT,seed):
  51     tb = gr.top_block ()
  52     L = len(channel)
  53
  54     # TX
  55     # this for loop is TOO slow in python!!!
  56     packet = [0]*(K)
  57     random.seed(seed)
  58     for i in range(len(packet)):
  59         packet[i] = random.randint(0, 2**bitspersymbol - 1) # random symbols
  60     src = gr.vector_source_s(packet,False)
  61     enc_out = trellis.encoder_ss(fo,0) # initial state = 0
  62     inter = trellis.permutation(interleaver.K(),interleaver.INTER(),1,gr.sizeof_short)
  63     mod = gr.chunks_to_symbols_sf(modulation[1],modulation[0])
  64
  65     # CHANNEL
  66     isi = gr.fir_filter_fff(1,channel)
  67     add = gr.add_ff()
  68     noise = gr.noise_source_f(gr.GR_GAUSSIAN,math.sqrt(N0/2),seed)
  69
  70     # RX
  71     (head,tail) = make_rx(tb,fo,fi,dimensionality,tot_constellation,K,interleaver,IT,Es,N0,trellis.TRELLIS_MIN_SUM)
  72     dst = gr.vector_sink_s();
  73
  74     tb.connect (src,enc_out,inter,mod)
  75     tb.connect (mod,isi,(add,0))
  76     tb.connect (noise,(add,1))
  77     tb.connect (add,head)
  78     tb.connect (tail,dst)
  79
  80     tb.run()
  81
  82     data = dst.data()
  83     ntotal = len(data)
  84     nright=0
  85     for i in range(ntotal):
  86         if packet[i]==data[i]:
  87             nright=nright+1
  88         #else:
  89             #print "Error in ", i
  90
  91     return (ntotal,ntotal-nright)
  92
  93
  94
  95
  96 def main(args):
  97     nargs = len (args)
  98     if nargs == 3:
  99         fname_out=args[0]
 100         esn0_db=float(args[1])
 101         rep=int(args[2])
 102     else:
 103         sys.stderr.write ('usage: test_turbo_equalization.py fsm_name_out Es/No_db  repetitions\n')
 104         sys.exit (1)
 105
 106     # system parameters
 107     Kb=64*16  # packet size in bits (multiple of 16)
 108     modulation = fsm_utils.pam4 # see fsm_utlis.py for available predefined modulations
 109     channel = fsm_utils.c_channel # see fsm_utlis.py for available predefined test channels
 110     fo=trellis.fsm(fname_out) # get the outer FSM specification from a file
 111     fi=trellis.fsm(len(modulation[1]),len(channel)) # generate the FSM automatically
 112     if fo.O() != fi.I():
 113         sys.stderr.write ('Incompatible cardinality between outer and inner FSM.\n')
 114         sys.exit (1)
 115     bitspersymbol = int(round(math.log(fo.I())/math.log(2))) # bits per FSM input symbol
 116     K=Kb/bitspersymbol # packet size in trellis steps
 117     interleaver=trellis.interleaver(K,666) # construct a random interleaver
 118     tot_channel = fsm_utils.make_isi_lookup(modulation,channel,True) # generate the lookup table (normalize energy to 1)
 119     dimensionality = tot_channel[0]
 120     N0=pow(10.0,-esn0_db/10.0); # noise variance
 121     tot_constellation =[0]*len(tot_channel[1])
 122     for i in range(len(tot_channel[1])):
 123       tot_constellation[i] = tot_channel[1][i] * math.sqrt(1.0/N0)
 124     if len(tot_constellation)/dimensionality != fi.O():
 125         sys.stderr.write ('Incompatible FSM output cardinality and lookup table size.\n')
 126         sys.exit (1)
 127     IT = 3 # number of turbo iterations
 128
 129     tot_s=0 # total number of transmitted shorts
 130     terr_s=0 # total number of shorts in error
 131     terr_p=0 # total number of packets in error
 132
 133     for i in range(rep):
 134         (s,e)=run_test(fo,fi,interleaver,Kb,bitspersymbol,K,channel,modulation,dimensionality,tot_constellation,1,N0,IT,-long(666+i)) # run experiment with different seed to get different noise realizations
 135         tot_s=tot_s+s
 136         terr_s=terr_s+e
 137         terr_p=terr_p+(terr_s!=0)
 138         if ((i+1)%10==0) : # display progress
 139             print i+1,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
 140     # estimate of the (short or bit) error rate
 141     print rep,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
 142
 143
 144
 145 if __name__ == '__main__':
 146     main (sys.argv[1:])
 147