git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gr-trellis/src/examples/test_viterbi_equalization.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 fsm_utils
  10
  11 def run_test (f,Kb,bitspersymbol,K,dimensionality,tot_constellation,N0,seed):
  12     tb = gr.top_block ()
  13
  14     # TX
  15     src = gr.lfsr_32k_source_s()
  16     src_head = gr.head (gr.sizeof_short,Kb/16) # packet size in shorts
  17     s2fsmi = gr.packed_to_unpacked_ss(bitspersymbol,gr.GR_MSB_FIRST) # unpack shorts to symbols compatible with the FSM input cardinality
  18     enc = trellis.encoder_ss(f,0) # initial state = 0
  19     # essentially here we implement the combination of modulation and channel as a memoryless modulation (the memory induced by the channel is hidden in the FSM)
  20     mod = gr.chunks_to_symbols_sf(tot_constellation,dimensionality)
  21
  22     # CHANNEL
  23     add = gr.add_ff()
  24     noise = gr.noise_source_f(gr.GR_GAUSSIAN,math.sqrt(N0/2),seed)
  25
  26     # RX
  27     metrics = trellis.metrics_f(f.O(),dimensionality,tot_constellation,trellis.TRELLIS_EUCLIDEAN) # data preprocessing to generate metrics for Viterbi
  28     va = trellis.viterbi_s(f,K,0,-1) # Put -1 if the Initial/Final states are not set.
  29     fsmi2s = gr.unpacked_to_packed_ss(bitspersymbol,gr.GR_MSB_FIRST) # pack FSM input symbols to shorts
  30     dst = gr.check_lfsr_32k_s();
  31
  32     tb.connect (src,src_head,s2fsmi,enc,mod)
  33     tb.connect (mod,(add,0))
  34     tb.connect (noise,(add,1))
  35     tb.connect (add,metrics)
  36     tb.connect (metrics,va,fsmi2s,dst)
  37
  38     tb.run()
  39
  40     ntotal = dst.ntotal ()
  41     nright = dst.nright ()
  42     runlength = dst.runlength ()
  43     #print ntotal,nright,runlength
  44
  45     return (ntotal,ntotal-nright)
  46
  47
  48
  49
  50 def main(args):
  51     nargs = len (args)
  52     if nargs == 2:
  53         esn0_db=float(args[0])
  54         rep=int(args[1])
  55     else:
  56         sys.stderr.write ('usage: test_viterbi_equalization.py Es/No_db  repetitions\n')
  57         sys.exit (1)
  58
  59     # system parameters
  60     Kb=128*16  # packet size in bits (multiple of 16)
  61     modulation = fsm_utils.pam4 # see fsm_utlis.py for available predefined modulations
  62     channel = fsm_utils.c_channel # see fsm_utlis.py for available predefined test channels
  63     f=trellis.fsm(len(modulation[1]),len(channel)) # generate the FSM automatically
  64     bitspersymbol = int(round(math.log(f.I())/math.log(2))) # bits per FSM input symbol
  65     K=Kb/bitspersymbol # packet size in trellis steps
  66
  67     tot_channel = fsm_utils.make_isi_lookup(modulation,channel,True) # generate the lookup table (normalize energy to 1)
  68     dimensionality = tot_channel[0]
  69     tot_constellation = tot_channel[1]
  70     N0=pow(10.0,-esn0_db/10.0); # noise variance
  71     if len(tot_constellation)/dimensionality != f.O():
  72         sys.stderr.write ('Incompatible FSM output cardinality and lookup table size.\n')
  73         sys.exit (1)
  74
  75
  76     tot_s=0 # total number of transmitted shorts
  77     terr_s=0 # total number of shorts in error
  78     terr_p=0 # total number of packets in error
  79
  80     for i in range(rep):
  81         (s,e)=run_test(f,Kb,bitspersymbol,K,dimensionality,tot_constellation,N0,-long(666+i)) # run experiment with different seed to get different noise realizations
  82         tot_s=tot_s+s
  83         terr_s=terr_s+e
  84         terr_p=terr_p+(terr_s!=0)
  85         if ((i+1)%100==0) : # display progress
  86             print i+1,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
  87     # estimate of the (short or bit) error rate
  88     print rep,terr_p, '%.2e' % ((1.0*terr_p)/(i+1)),tot_s,terr_s, '%.2e' % ((1.0*terr_s)/tot_s)
  89
  90
  91
  92 if __name__ == '__main__':
  93     main (sys.argv[1:])
  94