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