git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gr-msdd6000/src/python-examples/ofdm/gr_plot_ofdm.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # Copyright 2007 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 import scipy, pylab, math
  24 import struct, sys
  25 from pylab import *
  26 from matplotlib.font_manager import fontManager, FontProperties
  27 from optparse import OptionParser
  28 from scipy import fftpack
  29 from math import log10
  30
  31 matplotlib.interactive(True)
  32 matplotlib.use('TkAgg')
  33
  34 class draw_constellation:
  35     def __init__(self, options):
  36         derot_file = "ofdm_frame_sink_c.dat"
  37         acq_file = "ofdm_frame_acq_c.dat"
  38         fft_file = "fft_out_c.dat"
  39
  40         self.h_derot_file = open(derot_file, "r")
  41         self.h_acq_file = open(acq_file, "r")
  42         self.h_fft_file = open(fft_file, "r")
  43
  44         self.occ_tones = options.occ_tones
  45         self.fft_size  = options.fft_size
  46         self.symbol = options.start
  47         self.sample_rate = options.sample_rate
  48
  49         self.axis_font_size = 16
  50         self.label_font_size = 18
  51         self.title_font_size = 20
  52         self.text_size = 22
  53
  54         # Setup PLOT
  55         self.fig = figure(1, figsize=(14, 9), facecolor='w')
  56         rcParams['xtick.labelsize'] = self.axis_font_size
  57         rcParams['ytick.labelsize'] = self.axis_font_size
  58
  59         self.text_sym = figtext(0.05, 0.95, ("Symbol: %s" % self.symbol), weight="heavy", size=self.text_size)
  60
  61         self.make_plots()
  62
  63         self.button_left_axes = self.fig.add_axes([0.45, 0.01, 0.05, 0.05], frameon=True)
  64         self.button_left = Button(self.button_left_axes, "<")
  65         self.button_left_callback = self.button_left.on_clicked(self.button_left_click)
  66
  67         self.button_right_axes = self.fig.add_axes([0.50, 0.01, 0.05, 0.05], frameon=True)
  68         self.button_right = Button(self.button_right_axes, ">")
  69         self.button_right_callback = self.button_right.on_clicked(self.button_right_click)
  70
  71         self.xlim = self.sp_eq.get_xlim()
  72
  73         self.manager = get_current_fig_manager()
  74         #connect('draw_event', self.zoom)
  75         connect('key_press_event', self.click)
  76         show()
  77
  78     def get_data(self):
  79         self.text_sym.set_text("Symbol: %d" % (self.symbol))
  80
  81         derot_data = scipy.fromfile(self.h_derot_file, dtype=scipy.complex64, count=self.occ_tones)
  82         acq_data = scipy.fromfile(self.h_acq_file, dtype=scipy.complex64, count=self.occ_tones)
  83         fft_data = scipy.fromfile(self.h_fft_file, dtype=scipy.complex64, count=self.fft_size)
  84         if(len(acq_data) == 0):
  85             print "End of File"
  86         else:
  87             self.acq_data_reals = [r.real for r in acq_data]
  88             self.acq_data_imags = [i.imag for i in acq_data]
  89             self.derot_data_reals = [r.real for r in derot_data]
  90             self.derot_data_imags = [i.imag for i in derot_data]
  91
  92             self.unequalized_angle = [math.atan2(x.imag, x.real) for x in fft_data]
  93             self.equalized_angle = [math.atan2(x.imag, x.real) for x in acq_data]
  94             self.derot_equalized_angle = [math.atan2(x.imag, x.real) for x in derot_data]
  95
  96             self.time = [i*(1/self.sample_rate) for i in range(len(acq_data))]
  97             ffttime = [i*(1/self.sample_rate) for i in range(len(fft_data))]
  98
  99             self.freq = self.get_freq(ffttime, self.sample_rate)
 100
 101             for i in range(len(fft_data)):
 102                 if(abs(fft_data[i]) == 0.0):
 103                     fft_data[i] = complex(1e-6,1e-6)
 104             self.fft_data = [20*log10(abs(f)) for f in fft_data]
 105
 106     def get_freq(self, time, sample_rate, T=1):
 107         N = len(time)
 108         Fs = 1.0 / (max(time) - min(time))
 109         Fn = 0.5 * sample_rate
 110         freq = [-Fn + i*Fs for i in range(N)]
 111         return freq
 112
 113     def make_plots(self):
 114         self.h_acq_file.seek(8*self.symbol*self.occ_tones, 0)
 115         self.h_fft_file.seek(8*self.symbol*self.fft_size, 0)
 116         self.h_derot_file.seek(8*self.symbol*self.occ_tones, 0)
 117
 118         self.get_data()
 119
 120         # Subplot:  constellation of rotated symbols
 121         self.sp_const = self.fig.add_subplot(4,1,1, position=[0.15, 0.55, 0.3, 0.35])
 122         self.sp_const.set_title(("Constellation"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 123         self.sp_const.set_xlabel("Inphase", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 124         self.sp_const.set_ylabel("Qaudrature", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 125         self.plot_const = plot(self.acq_data_reals, self.acq_data_imags, 'bo')
 126         self.plot_const += plot(self.derot_data_reals, self.derot_data_imags, 'ro')
 127         self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 128
 129         # Subplot: unequalized angle
 130         self.sp_uneq = self.fig.add_subplot(4,2,1, position=[0.575, 0.55, 0.3, 0.35])
 131         self.sp_uneq.set_title(("Unequalized Angle"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 132         self.sp_uneq.set_xlabel("Time (s)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 133         self.sp_uneq.set_ylabel("Angle", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 134         uneqscale = range(len(self.unequalized_angle))
 135         self.plot_uneq = plot(uneqscale, self.unequalized_angle, 'bo')
 136
 137         # Subplot: equalized angle
 138         self.sp_eq = self.fig.add_subplot(4,1,2, position=[0.15, 0.1, 0.3, 0.35])
 139         self.sp_eq.set_title(("Equalized Angle"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 140         self.sp_eq.set_xlabel("Time (s)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 141         self.sp_eq.set_ylabel("Angle", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 142         eqscale = range(len(self.equalized_angle))
 143         self.plot_eq = plot(eqscale, self.equalized_angle, 'bo')
 144         self.plot_eq += plot(eqscale, self.derot_equalized_angle, 'ro', markersize=4)
 145
 146         # Subplot: FFT
 147         self.sp_fft = self.fig.add_subplot(4,2,2, position=[0.575, 0.1, 0.3, 0.35])
 148         self.sp_fft.set_title(("FFT"), fontsize=self.title_font_size, fontweight="bold")
 149         self.sp_fft.set_xlabel("Frequency (MHz)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 150         self.sp_fft.set_ylabel("Power (dBm)", fontsize=self.label_font_size, fontweight="bold")
 151         self.plot_fft = plot(self.freq, self.fft_data, '-bo')
 152
 153         draw()
 154
 155     def update_plots(self):
 156         eqscale = range(len(self.equalized_angle))
 157         uneqscale = range(len(self.unequalized_angle))
 158         self.plot_eq[0].set_data([eqscale, self.equalized_angle])
 159         self.plot_eq[1].set_data([eqscale, self.derot_equalized_angle])
 160         self.plot_uneq[0].set_data([uneqscale, self.unequalized_angle])
 161         self.sp_eq.set_ylim([-4, 4])
 162         self.sp_uneq.set_ylim([-4, 4])
 163
 164         #self.sp_iq.axis([min(self.time), max(self.time),
 165         #                 1.5*min([min(self.acq_data_reals), min(self.acq_data_imags)]),
 166         #                 1.5*max([max(self.acq_data_reals), max(self.acq_data_imags)])])
 167
 168         self.plot_const[0].set_data([self.acq_data_reals, self.acq_data_imags])
 169         self.plot_const[1].set_data([self.derot_data_reals, self.derot_data_imags])
 170         self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 171
 172         self.plot_fft[0].set_data([self.freq, self.fft_data])
 173
 174         draw()
 175
 176     def zoom(self, event):
 177         newxlim = self.sp_eq.get_xlim()
 178         if(newxlim != self.xlim):
 179             self.xlim = newxlim
 180             r = self.reals[int(ceil(self.xlim[0])) : int(ceil(self.xlim[1]))]
 181             i = self.imags[int(ceil(self.xlim[0])) : int(ceil(self.xlim[1]))]
 182
 183             self.plot_const[0].set_data(r, i)
 184             self.sp_const.axis([-2, 2, -2, 2])
 185             self.manager.canvas.draw()
 186             draw()
 187
 188     def click(self, event):
 189         forward_valid_keys = [" ", "down", "right"]
 190         backward_valid_keys = ["up", "left"]
 191
 192         if(find(event.key, forward_valid_keys)):
 193             self.step_forward()
 194
 195         elif(find(event.key, backward_valid_keys)):
 196             self.step_backward()
 197
 198     def button_left_click(self, event):
 199         self.step_backward()
 200
 201     def button_right_click(self, event):
 202         self.step_forward()
 203
 204     def step_forward(self):
 205         self.symbol += 1
 206         self.get_data()
 207         self.update_plots()
 208
 209     def step_backward(self):
 210         # Step back in file position
 211         self.symbol -= 1
 212         if(self.h_acq_file.tell() >= 16*self.occ_tones):
 213             self.h_acq_file.seek(-16*self.occ_tones, 1)
 214         else:
 215             self.symbol = 0
 216             self.h_acq_file.seek(-self.h_acq_file.tell(),1)
 217
 218
 219         if(self.h_derot_file.tell() >= 16*self.occ_tones):
 220             self.h_derot_file.seek(-16*self.occ_tones, 1)
 221         else:
 222             self.symbol = 0
 223             self.h_derot_file.seek(-self.h_derot_file.tell(),1)
 224
 225
 226         if(self.h_fft_file.tell() >= 16*self.fft_size):
 227             self.h_fft_file.seek(-16*self.fft_size, 1)
 228         else:
 229             self.symbol = 0
 230             self.h_fft_file.seek(-self.h_fft_file.tell(),1)
 231
 232         self.get_data()
 233         self.update_plots()
 234
 235
 236
 237 #FIXME: there must be a way to do this with a Python builtin
 238 def find(item_in, list_search):
 239     for l in list_search:
 240         if item_in == l:
 241             return True
 242     return False
 243
 244 def main():
 245     usage="%prog: [options]"
 246
 247     parser = OptionParser(conflict_handler="resolve", usage=usage)
 248     parser.add_option("", "--fft-size", type="int", default=512,
 249                       help="Specify the size of the FFT [default=%default]")
 250     parser.add_option("", "--occ-tones", type="int", default=200,
 251                       help="Specify the number of occupied tones [default=%default]")
 252     parser.add_option("-s", "--start", type="int", default=0,
 253                       help="Specify the starting symbol to plot [default=%default]")
 254     parser.add_option("-R", "--sample-rate", type="float", default=1.0,
 255                       help="Set the sampler rate of the data [default=%default]")
 256
 257     (options, args) = parser.parse_args ()
 258
 259     dc = draw_constellation(options)
 260
 261 if __name__ == "__main__":
 262     try:
 263         main()
 264     except KeyboardInterrupt:
 265         pass
 266
 267
 268