Merge branch 'main' of cau-git.rz.uni-kiel.de:nt/mitarbeiter/silas/imdd_simulation
This commit is contained in:
Silas Oettinghaus
@@ -1,12 +1,63 @@
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classdef Signalgenerator
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classdef Signalgenerator
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%NAME Summary of this class goes here
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%SIGNALGENERATOR Generate simple information-level test sequences.
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% Detailed explanation goes here
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%
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% This class creates Informationsignal objects for quick simulations,
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% mapper checks, and theory scripts. Use the "form" option to select
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% the generated sequence type.
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%
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% Examples:
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%
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% % Sine wave
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% sig = Signalgenerator( ...
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% "form", signalform.sine, ...
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% "length", 1024, ...
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% "fs", 1000, ...
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% "fsig", 50).process();
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%
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% % Deterministic random bit matrix, 2 bits per row
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% bits = Signalgenerator( ...
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% "form", signalform.random, ...
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% "length", 1024, ...
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% "dimension", 2, ...
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% "randkey", 3).process();
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%
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% % PRMS bit matrix for PAM-4 mapping. If length is omitted, the
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% % output length is derived from order, as in the old PAMsource.
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% bits = Signalgenerator( ...
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% "form", signalform.prms, ...
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% "dimension", 2, ...
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% "order", 7).process();
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% symbols = PAMmapper(4, 0).map(bits);
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%
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% % PRMS for PAM-6: 5 bits map to 2 PAM-6 symbols
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% bits = Signalgenerator( ...
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% "form", signalform.prms, ...
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% "dimension", 5, ...
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% "order", 7).process();
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% bitVector = reshape(bits.signal.', [], 1);
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% symbols = PAMmapper(6, 0).map(bitVector);
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%
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% % Map, demap, and check BER
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% mapper = PAMmapper(8, 0);
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% bits = Signalgenerator( ...
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% "form", signalform.prms, ...
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% "length", 1024, ... % explicit output length override
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% "dimension", 3, ...
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% "order", 5).process();
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% symbols = mapper.map(bits);
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% rxBits = mapper.demap(symbols);
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% [checkedBits, errors, ber] = calc_ber(rxBits, bits.signal);
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properties(Access=public)
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properties(Access=public)
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form
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form
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length
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length
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fs
|
fs
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||||||
fsig
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fsig
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dimension
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order
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randkey
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skip
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bruijn
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end
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end
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@@ -17,9 +68,14 @@ classdef Signalgenerator
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arguments
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arguments
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options.form signalform = signalform.sine
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options.form signalform = signalform.sine
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options.length double = 1024
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options.length double = []
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options.fs double = 1000 %Hz sampling
|
options.fs double = 1000 %Hz sampling
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options.fsig double = 50 % Hz fundamental frex e.g. of the sine or sawtooth
|
options.fsig double = 50 % Hz fundamental frex e.g. of the sine or sawtooth
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options.dimension double = 1
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options.order double = 7
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options.randkey double = 0
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options.skip double = 0
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options.bruijn logical = false
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end
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end
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%
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%
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@@ -30,6 +86,10 @@ classdef Signalgenerator
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|||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
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if isempty(obj.length)
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obj.length = obj.default_length();
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end
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||||||
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||||||
end
|
end
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function signalclass_out = process(obj)
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function signalclass_out = process(obj)
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@@ -69,7 +129,12 @@ classdef Signalgenerator
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|||||||
% Generate sine wave
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% Generate sine wave
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signal = A * sin(2*pi*f*t);
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signal = A * sin(2*pi*f*t);
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case signalform.noise
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case signalform.noise
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s = RandStream('twister','Seed',obj.randkey);
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signal = randn(s, 1, obj.length);
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case signalform.random
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signal = obj.build_random_data();
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case signalform.prms
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signal = obj.build_prms_data();
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end
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end
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||||||
@@ -82,6 +147,317 @@ classdef Signalgenerator
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% Cant be seen from outside! So put all your functions here that can/
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% Cant be seen from outside! So put all your functions here that can/
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% shall not be called from outside
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% shall not be called from outside
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function signal = build_random_data(obj)
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arguments(Input)
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obj
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||||||
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end
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s = RandStream('twister','Seed',obj.randkey);
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signal = randi(s, [0 1], obj.length, obj.dimension);
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end
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%BUILD_PRMS_DATA Generate pseudo-random multi-level sequence bits.
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%
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% The output is a binary matrix with size:
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% obj.length x obj.dimension
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%
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% Each row is one generated bit group / symbol time. Each column is
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% one parallel PRMS bit stream. For conventional PAM formats this
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% means:
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% PAM-2: dimension = 1
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% PAM-4: dimension = 2
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% PAM-8: dimension = 3
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%
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% PAM-6 is special in this codebase: the mapper consumes 5 bits and
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% maps them to two PAM-6 symbols. Use dimension = 5, then flatten
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% the output before calling PAMmapper(6, ...).map(...).
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%
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% Relevant Signalgenerator options:
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% length Number of generated PRMS bit groups / rows.
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% dimension Number of parallel bit streams per row.
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% order User-facing sequence order, matching the old
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% PAMsource behavior. If length is omitted, it sets the
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% output length. Internally it is converted to the PRMS
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% order per stream.
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% Default output length is 2^(order-1), except for
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% PAM-6-style dimension = 5 where it is 2^(order-2).
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% skip Number of PRMS symbols to advance before output. This
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% is useful when different blocks should use shifted
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% sections of the same deterministic sequence.
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% bruijn If true, enables de Bruijn-style zero-symbol insertion
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% as in the legacy MOVE-IT generator.
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%
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% The implementation mirrors the legacy MOVE-IT/prms_c register
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% logic in plain MATLAB, so no mex build is required.
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function signal = build_prms_data(obj)
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arguments(Input)
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obj
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||||||
|
end
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obj.validate_prms_parameters();
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state.dimension = obj.dimension;
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state.order = obj.internal_prms_order();
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state.periodicity = state.dimension * state.order;
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state.bl = obj.length;
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||||||
|
state.bruijn = obj.bruijn;
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|
state.bruijn_counter = -1;
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state.srgtaps = Signalgenerator.srgtap_masks(state.periodicity);
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||||||
|
mat_table = Signalgenerator.build_prms_mapping(state.dimension);
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||||||
|
state.mat_table = mat_table * 2.^(0:state.dimension-1).';
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||||||
|
state.reg_mask = 2^state.periodicity - 1;
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||||||
|
state.data_mask = 2^(state.periodicity - 1);
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||||||
|
tmp_reg = 2^49 - 1;
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||||||
|
tmp_reg = Signalgenerator.advance_prbs_register(tmp_reg, state.srgtaps, 1, state.reg_mask);
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||||||
|
state.reg = zeros(state.dimension, 1);
|
||||||
|
state.reg(1) = tmp_reg;
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||||||
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||||||
|
modulo_mask = 2^state.dimension - 1;
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|
offset = (2^state.periodicity - 1) / modulo_mask;
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||||||
|
for n = 2:state.dimension
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||||||
|
tmp_reg = Signalgenerator.advance_prbs_register(tmp_reg, state.srgtaps, offset, state.reg_mask);
|
||||||
|
state.reg(n) = tmp_reg;
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
if obj.skip > 0
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|
state = Signalgenerator.advance_prms_state(state, obj.skip);
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
[data_out, ~] = Signalgenerator.generate_prms_block(state, state.bl);
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|
signal = data_out.';
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
function validate_prms_parameters(obj)
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|
if obj.length < 1 || fix(obj.length) ~= obj.length
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||||||
|
error("Signalgenerator:InvalidLength", ...
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||||||
|
"PRMS length must be a positive integer.");
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||||||
|
end
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||||||
|
if obj.dimension < 1 || fix(obj.dimension) ~= obj.dimension
|
||||||
|
error("Signalgenerator:InvalidDimension", ...
|
||||||
|
"PRMS dimension must be a positive integer.");
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if obj.order < 1 || fix(obj.order) ~= obj.order
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||||||
|
error("Signalgenerator:InvalidOrder", ...
|
||||||
|
"PRMS order must be a positive integer.");
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if obj.skip < 0 || fix(obj.skip) ~= obj.skip
|
||||||
|
error("Signalgenerator:InvalidSkip", ...
|
||||||
|
"PRMS skip must be a nonnegative integer.");
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if obj.dimension * obj.internal_prms_order() > 48
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||||||
|
error("Signalgenerator:UnsupportedOrder", ...
|
||||||
|
"PRMS dimension * internal PRMS order must be <= 48.");
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||||||
|
end
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||||||
|
end
|
||||||
|
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||||||
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function length = default_length(obj)
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||||||
|
switch obj.form
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case {signalform.random, signalform.prms}
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|
if obj.dimension == 5
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length = 2^max(0, obj.order - 2);
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|
else
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|
length = 2^max(0, obj.order - 1);
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||||||
|
end
|
||||||
|
otherwise
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||||||
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length = 1024;
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||||||
|
end
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||||||
|
end
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||||||
|
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||||||
|
function prms_order = internal_prms_order(obj)
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|
if obj.dimension == 5
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|
bits_per_symbol = log2(6);
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||||||
|
else
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|
bits_per_symbol = obj.dimension;
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||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
prms_order = max(1, floor(obj.order / bits_per_symbol));
|
||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
end
|
end
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||||||
|
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||||||
|
methods (Static, Access=private)
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function state = advance_prms_state(state, number_symbols)
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|
[~, state] = Signalgenerator.generate_prms_block(state, number_symbols);
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
function [data_out, state] = generate_prms_block(state, block_length)
|
||||||
|
data_out = zeros(state.dimension, block_length);
|
||||||
|
counter = 0;
|
||||||
|
|
||||||
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while counter < block_length
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||||||
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if state.bruijn == 2
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|
counter = counter + 1;
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||||||
|
state.bruijn = 1;
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||||||
|
continue;
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
for n = 1:state.dimension
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|
prms_tmp_value = false;
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||||||
|
for m = 1:state.dimension
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|
prms_tmp_value = xor(prms_tmp_value, ...
|
||||||
|
state.reg(m) >= state.data_mask && ...
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||||||
|
bitand(state.mat_table(m), 2^(n-1)) ~= 0);
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||||||
|
end
|
||||||
|
data_out(n, counter + 1) = prms_tmp_value;
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||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
for n = 1:state.dimension
|
||||||
|
state.reg(n) = Signalgenerator.advance_prbs_register( ...
|
||||||
|
state.reg(n), state.srgtaps, 1, state.reg_mask);
|
||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
counter = counter + 1;
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||||||
|
|
||||||
|
if state.bruijn == 1
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||||||
|
if state.bruijn_counter < 0
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|
if any([~sum(data_out(:, counter)) state.order == 1])
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|
state.bruijn_counter = state.bruijn_counter - 1;
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||||||
|
if any([state.bruijn_counter == -state.order state.order == 1])
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||||||
|
state.bruijn_counter = 2^state.periodicity - 1;
|
||||||
|
state.bruijn = 2;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else
|
||||||
|
state.bruijn_counter = -1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else
|
||||||
|
state.bruijn_counter = state.bruijn_counter - 1;
|
||||||
|
if state.bruijn_counter == 0
|
||||||
|
state.bruijn_counter = 2^state.periodicity - 1;
|
||||||
|
state.bruijn = 2;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function reg = advance_prbs_register(reg, tap_masks, number_steps, reg_mask)
|
||||||
|
for idx = 1:number_steps
|
||||||
|
feedback = false;
|
||||||
|
for tap_idx = 1:numel(tap_masks)
|
||||||
|
if tap_masks(tap_idx) ~= 0
|
||||||
|
feedback = xor(feedback, bitand(reg, tap_masks(tap_idx)) ~= 0);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
reg = bitand(reg * 2 + double(feedback), reg_mask);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function mat_table = build_prms_mapping(dimension)
|
||||||
|
if dimension > 2
|
||||||
|
bchpolynomial = zeros(1, dimension + 1);
|
||||||
|
bchpolynomial([1 Signalgenerator.srgtaps(dimension) + 1]) = 1;
|
||||||
|
betatable = fliplr(Signalgenerator.cyclgen_local(2^dimension - 1, bchpolynomial).');
|
||||||
|
elseif dimension == 2
|
||||||
|
betatable = [0 1; 1 0; 1 1];
|
||||||
|
else
|
||||||
|
betatable = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
binvec = 2.^(dimension-1:-1:0);
|
||||||
|
modulo_mask = 2^dimension - 1;
|
||||||
|
betatable_sort_forward = sum(repmat(binvec, 2^dimension - 1, 1) .* betatable, 2);
|
||||||
|
[~, betatable_sort_inverse] = sort(betatable_sort_forward);
|
||||||
|
betatable_sort_inverse = betatable_sort_inverse - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
dividend = zeros(dimension + 1, 2);
|
||||||
|
dividend([dimension - Signalgenerator.srgtaps(dimension) + 1 end], 1) = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
h = zeros(dimension, 2);
|
||||||
|
for digit = 1:dimension
|
||||||
|
h(digit, 1:2) = dividend(digit, 1:2);
|
||||||
|
dividend(digit, 1:2) = [0 0];
|
||||||
|
|
||||||
|
newdiv_binary = xor( ...
|
||||||
|
betatable(dividend(digit + 1, 2) + 1, :) * dividend(digit + 1, 1), ...
|
||||||
|
betatable(rem(h(digit, 2) + 1, modulo_mask) + 1, :) * h(digit, 1));
|
||||||
|
dividend(digit + 1, 1) = sum(newdiv_binary) > 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (digit ~= dimension) && dividend(digit + 1, 1)
|
||||||
|
dividend(digit + 1, 2) = dividend(digit + 1, 1) * ...
|
||||||
|
betatable_sort_inverse(sum(newdiv_binary .* binvec));
|
||||||
|
else
|
||||||
|
dividend(digit + 1, 2) = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
mat_table = betatable(h(:, 2) + 1, :);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function code = cyclgen_local(columns, polynomial)
|
||||||
|
rows = log2(columns + 1);
|
||||||
|
code = zeros(rows, columns);
|
||||||
|
code(1, 1) = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
for s = 2:columns
|
||||||
|
code(:, s) = [0; code(1:end-1, s-1)];
|
||||||
|
|
||||||
|
if code(end, s-1)
|
||||||
|
code(:, s) = rem(code(:, s) + polynomial(1:end-1).', 2);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function taps = srgtaps(inx)
|
||||||
|
data = {[1] ...
|
||||||
|
[2 1] ...
|
||||||
|
[3 1] ...
|
||||||
|
[4 1] ...
|
||||||
|
[5 2] ...
|
||||||
|
[6 1] ...
|
||||||
|
[7 1] ...
|
||||||
|
[8 7 2 1] ...
|
||||||
|
[9 4] ...
|
||||||
|
[10 3] ...
|
||||||
|
[11 2] ...
|
||||||
|
[12 10 2 1] ...
|
||||||
|
[13 8 5 3] ...
|
||||||
|
[14 12 11 1] ...
|
||||||
|
[15 1] ...
|
||||||
|
[16 15 12 10] ...
|
||||||
|
[17 3] ...
|
||||||
|
[18 7] ...
|
||||||
|
[19 10 9 3] ...
|
||||||
|
[20 3] ...
|
||||||
|
[21 2] ...
|
||||||
|
[22 1] ...
|
||||||
|
[23 5] ...
|
||||||
|
[24 11 5 2] ...
|
||||||
|
[25 3] ...
|
||||||
|
[26 23 15 13] ...
|
||||||
|
[27 23 22 17] ...
|
||||||
|
[28 3] ...
|
||||||
|
[29 2] ...
|
||||||
|
[30 27 10 9] ...
|
||||||
|
[31 3] ...
|
||||||
|
[32 16 7 2] ...
|
||||||
|
[33 13] ...
|
||||||
|
[34 17 12 8] ...
|
||||||
|
[35 2] ...
|
||||||
|
[36 11] ...
|
||||||
|
[37 22 14 2] ...
|
||||||
|
[38 27 6 5] ...
|
||||||
|
[39 4] ...
|
||||||
|
[40 29 27 23] ...
|
||||||
|
[41 3] ...
|
||||||
|
[42 34 31 30] ...
|
||||||
|
[43 27 22 5] ...
|
||||||
|
[44 39 35 18] ...
|
||||||
|
[45 39 28 4] ...
|
||||||
|
[46 40 31 18] ...
|
||||||
|
[47 5] ...
|
||||||
|
[48 19 9 1]};
|
||||||
|
|
||||||
|
taps = data{inx};
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function masks = srgtap_masks(inx)
|
||||||
|
taps = Signalgenerator.srgtaps(inx);
|
||||||
|
masks = zeros(1, 4);
|
||||||
|
masks(1:numel(taps)) = 2.^(taps - 1);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|||||||
@@ -5,6 +5,8 @@ classdef signalform < int32
|
|||||||
sawtooth (2)
|
sawtooth (2)
|
||||||
square (3)
|
square (3)
|
||||||
noise (4)
|
noise (4)
|
||||||
|
random (5)
|
||||||
|
prms (6)
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|||||||
473
Libs/move_it/prms_move_it.m
Normal file
473
Libs/move_it/prms_move_it.m
Normal file
@@ -0,0 +1,473 @@
|
|||||||
|
function [data_out ,state] = prms(data_in, state, para)
|
||||||
|
|
||||||
|
global loop loopmax
|
||||||
|
|
||||||
|
if nargin==0
|
||||||
|
if loop==-1,
|
||||||
|
|
||||||
|
% Abfrage der Ein- und Ausgnge
|
||||||
|
|
||||||
|
noinp=0 ;
|
||||||
|
noout=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
% Zuordnung zu den Ausgangsvariablen
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out=noinp;
|
||||||
|
state=noout;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
% Parameterdefinition
|
||||||
|
|
||||||
|
para.bl=128;
|
||||||
|
comment.bl='Block length (Length of output vector)';
|
||||||
|
comment.short.bl='length';
|
||||||
|
comment.type.bl='number';
|
||||||
|
comment.level.bl=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.rand=0 ;
|
||||||
|
comment.rand='Random (True) or pseudo-random (False)';
|
||||||
|
comment.short.rand='rand/prms';
|
||||||
|
comment.type.rand='boolean';
|
||||||
|
comment.level.rand=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.dimension=2;
|
||||||
|
comment.dimension='dimension (i.e. number of parallel bit streams)';
|
||||||
|
comment.type.dimension='number';
|
||||||
|
comment.short.dimension='dimension';
|
||||||
|
comment.level.dimension=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.order=2;
|
||||||
|
comment.order='order of PRMS (needs to be adapted to memory of DUT)';
|
||||||
|
comment.type.order='number';
|
||||||
|
comment.short.order='order';
|
||||||
|
comment.level.order=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.skip=0;
|
||||||
|
comment.skip='Skip the first n Bits of sequence';
|
||||||
|
comment.type.skip='number';
|
||||||
|
comment.short.skip='skip';
|
||||||
|
comment.level.skip=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.bruijn=1;
|
||||||
|
comment.bruijn='extends the PRBS sequence of length 2^n-1 to a deBruijn sequence of 2^n';
|
||||||
|
comment.type.bruijn='boolean';
|
||||||
|
comment.short.bruijn='deBruijn';
|
||||||
|
comment.level.bruijn=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.reset_prms=0;
|
||||||
|
comment.reset_prms='reset the sequence generator every loop';
|
||||||
|
comment.type.reset_prms='boolean';
|
||||||
|
comment.short.reset_prms='Reset every loop';
|
||||||
|
comment.level.reset_prms=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
para.method=1;
|
||||||
|
comment.method='false= old method , true = new method';
|
||||||
|
comment.type.method='Fast (c-file)|Slow (Matlab file)';
|
||||||
|
comment.short.method='method';
|
||||||
|
comment.level.method=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out=para;
|
||||||
|
state=comment;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
% Initialisierung
|
||||||
|
|
||||||
|
if loop==0,
|
||||||
|
|
||||||
|
% check for correct parameters
|
||||||
|
|
||||||
|
checkskalar(getfield(inputname(2),{1:length(inputname(2))-6}),para,[{'bl'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}],...
|
||||||
|
[{'length'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}]);
|
||||||
|
checkinteger(getfield(inputname(2),{1:length(inputname(2))-6}),para,[{'bl'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}],...
|
||||||
|
[{'length'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}]);
|
||||||
|
checkpos(getfield(inputname(2),{1:length(inputname(2))-6}),para,[{'bl'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}],...
|
||||||
|
[{'length'} {'skip'} {'dimension'} {'order'}]);
|
||||||
|
|
||||||
|
% determine order of periodicity
|
||||||
|
% initializing of all state parameters
|
||||||
|
state.dimension = para.dimension;
|
||||||
|
state.order = para.order;
|
||||||
|
state.periodicity = para.dimension*para.order;
|
||||||
|
state.bl = para.bl;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
state.reset_prms = para.reset_prms;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ~para.rand % PRMS
|
||||||
|
%------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
% prepare Matrix to map PRBS bits to PRMS values
|
||||||
|
%------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
% create lookup-table for primitive element
|
||||||
|
if state.dimension>2,
|
||||||
|
% general case
|
||||||
|
bchpolynomial=zeros(1,state.dimension+1);
|
||||||
|
bchpolynomial([1 srgtaps(state.dimension)+1])=1;
|
||||||
|
betatable=fliplr(cyclgen_local(2^state.dimension-1,bchpolynomial).');
|
||||||
|
|
||||||
|
elseif state.dimension==2
|
||||||
|
% special case, by-hand solution
|
||||||
|
betatable=[0 1;1 0;1 1];
|
||||||
|
|
||||||
|
elseif state.dimension==1
|
||||||
|
% special case, by-hand solution
|
||||||
|
betatable=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
binvec = 2.^(state.dimension-1:-1:0);
|
||||||
|
modulo_mask = 2^state.dimension-1;
|
||||||
|
betatable_sort_forward = sum(repmat(binvec,2^state.dimension-1,1).*betatable,2);
|
||||||
|
[dummy,betatable_sort_inverse] = sort(betatable_sort_forward);
|
||||||
|
betatable_sort_inverse = betatable_sort_inverse-1;
|
||||||
|
|
||||||
|
% perform polynomial division by x+beta
|
||||||
|
|
||||||
|
dividend=zeros(state.dimension+1,2);
|
||||||
|
dividend([state.dimension-srgtaps(state.dimension)+1 end],1)=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
h=zeros(state.dimension,2);
|
||||||
|
|
||||||
|
for digit=1:state.dimension,
|
||||||
|
|
||||||
|
% add new coefficient
|
||||||
|
|
||||||
|
h(digit,1:2)=dividend(digit,1:2);
|
||||||
|
dividend(digit,1:2)=[0 0];
|
||||||
|
|
||||||
|
% update dividend
|
||||||
|
|
||||||
|
newdiv_binary=xor(betatable(dividend(digit+1,2)+1,:)*dividend(digit+1,1),...
|
||||||
|
betatable(rem(h(digit,2)+1,modulo_mask)+1,:)*h(digit,1));
|
||||||
|
dividend(digit+1,1)=sum(newdiv_binary)>0;
|
||||||
|
|
||||||
|
% compute new dividend, exclude case of last iteration where
|
||||||
|
% dividend should end up with 0
|
||||||
|
|
||||||
|
if (digit~=state.dimension) && dividend(digit+1,1),
|
||||||
|
dividend(digit+1,2)=dividend(digit+1,1)*betatable_sort_inverse(sum(newdiv_binary.*binvec));
|
||||||
|
else
|
||||||
|
dividend(digit+1,2)=0;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
% initialize the prms
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
% init parameters for deBruijn sequence
|
||||||
|
state.bruijn = para.bruijn;
|
||||||
|
state.bruijn_counter = -1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if para.method == 1, %new way
|
||||||
|
% Initialize the PRBS registers
|
||||||
|
tmp_srgtaps = srgtaps(state.periodicity);
|
||||||
|
state.srgtaps = zeros(4,1,'int64');
|
||||||
|
|
||||||
|
mat_table = betatable(h(:,2)+1,:);
|
||||||
|
state.mat_table = int64(mat_table * 2.^(0:state.dimension-1)');
|
||||||
|
|
||||||
|
for n=1:length(tmp_srgtaps)
|
||||||
|
state.srgtaps(n)=int64(2^(tmp_srgtaps(n)-1));
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp_reg = int64(2^49-1);
|
||||||
|
|
||||||
|
state.reg = zeros(state.dimension,1,'int64');
|
||||||
|
tmp_reg = prms_c(int32(1),tmp_reg,state.srgtaps);
|
||||||
|
state.reg(1)= tmp_reg;
|
||||||
|
offset = (2^state.periodicity-1)/modulo_mask;
|
||||||
|
|
||||||
|
for n=2:state.dimension
|
||||||
|
tmp_reg = prms_c(int32(offset),tmp_reg,state.srgtaps);
|
||||||
|
|
||||||
|
state.reg(n)= tmp_reg;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if para.skip>0
|
||||||
|
[prbs_register, bruijn, bruijn_counter,data_out ]= prms_c(int32(para.skip),...
|
||||||
|
state.reg,...
|
||||||
|
state.srgtaps,...
|
||||||
|
int32(state.order),...
|
||||||
|
state.mat_table,...
|
||||||
|
int32(state.bruijn),...
|
||||||
|
int64(state.bruijn_counter));
|
||||||
|
state.reg = prbs_register;
|
||||||
|
state.bruijn = bruijn;
|
||||||
|
state.bruijn_counter = bruijn_counter;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
else
|
||||||
|
% Initialize the PRBS registers
|
||||||
|
state.reg = ones(1,state.periodicity);
|
||||||
|
state.srgtaps = srgtaps(state.periodicity);
|
||||||
|
|
||||||
|
state.mat_table = betatable(h(:,2)+1,:);
|
||||||
|
|
||||||
|
% determine indices into past PRBS
|
||||||
|
|
||||||
|
state.PRBS_inx=1+(0:state.dimension-1)*(2^state.periodicity-1)/modulo_mask;
|
||||||
|
|
||||||
|
% fill PRBS_memory by creating the first part of the PRBS
|
||||||
|
[state.reg,state.PRBS_memory]=prms_prbs_init_mex(state.periodicity,state.srgtaps,state.PRBS_inx(end));
|
||||||
|
% init for deBruijn sequence
|
||||||
|
|
||||||
|
% skip first bits
|
||||||
|
skipped=0;
|
||||||
|
PRBS_memory_pointer=0;
|
||||||
|
while skipped<para.skip,
|
||||||
|
|
||||||
|
% consider deBruijn symbol
|
||||||
|
if state.bruijn==2 && skipped>1,
|
||||||
|
skipped = skipped+1;
|
||||||
|
state.bruijn = 1;
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
% compute current PRMS-symbol
|
||||||
|
|
||||||
|
PRBS_inx=mod(state.PRBS_inx+PRBS_memory_pointer-1,state.PRBS_inx(end))+1;
|
||||||
|
symbol_temp=rem(sum(repmat(double(state.PRBS_memory(PRBS_inx).'),1,state.dimension).*...
|
||||||
|
state.mat_table,1),2).';
|
||||||
|
|
||||||
|
% compute new PRBS_memory
|
||||||
|
|
||||||
|
state.reg=[rem(sum(state.reg(state.srgtaps)),2) state.reg(1:end-1)];
|
||||||
|
state.PRBS_memory(PRBS_memory_pointer+1)=state.reg(end);
|
||||||
|
|
||||||
|
PRBS_memory_pointer=mod(PRBS_memory_pointer+1,state.PRBS_inx(end));
|
||||||
|
skipped=skipped+1;
|
||||||
|
|
||||||
|
% consider deBruijn option
|
||||||
|
|
||||||
|
if state.bruijn==1,
|
||||||
|
if state.bruijn_counter<0,
|
||||||
|
% counter not yet locked
|
||||||
|
if any([~sum(symbol_temp) state.order==1]),
|
||||||
|
% zero symbol detected
|
||||||
|
state.bruijn_counter=state.bruijn_counter-1;
|
||||||
|
if any([state.bruijn_counter== -state.order state.order==1]),
|
||||||
|
% lock counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter=2^state.periodicity-1;
|
||||||
|
state.bruijn=2;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
% no zero, so reset counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter=-1;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
% counter already locked
|
||||||
|
state.bruijn_counter=state.bruijn_counter-1;
|
||||||
|
if state.bruijn_counter==0,
|
||||||
|
% reset counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter = 2^state.periodicity-1;
|
||||||
|
state.bruijn=2;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out=zeros(state.dimension,state.bl);
|
||||||
|
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
% Execution Stage
|
||||||
|
|
||||||
|
% update status window
|
||||||
|
|
||||||
|
% status(getfield(inputname(2),{1:length(inputname(2))-6}));
|
||||||
|
|
||||||
|
bl = state.bl;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ~para.rand % PRMS
|
||||||
|
|
||||||
|
if para.method == 1 % fast implementation
|
||||||
|
|
||||||
|
[prbs_register, bruijn, bruijn_counter,data_out ]= prms_c(int32(state.bl),...
|
||||||
|
state.reg,...
|
||||||
|
state.srgtaps,...
|
||||||
|
int32(state.order),...
|
||||||
|
state.mat_table,...
|
||||||
|
int32(state.bruijn),...
|
||||||
|
int64(state.bruijn_counter));
|
||||||
|
if ~state.reset_prms
|
||||||
|
state.reg = prbs_register;
|
||||||
|
state.bruijn = bruijn;
|
||||||
|
state.bruijn_counter = bruijn_counter;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out = double(data_out);
|
||||||
|
|
||||||
|
else %old way slow implementation
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((loop==1) || ~state.reset_prms)
|
||||||
|
% Initialisierung des Ausgangsvektors
|
||||||
|
data_out = zeros(state.dimension,bl);
|
||||||
|
|
||||||
|
% Successives Berechnen der Ausgangsfolge
|
||||||
|
counter=0;
|
||||||
|
PRBS_memory_pointer=0;
|
||||||
|
|
||||||
|
while counter<bl,
|
||||||
|
|
||||||
|
% check for zero symbol to be inserted for de Bruijn
|
||||||
|
% sequence
|
||||||
|
|
||||||
|
if state.bruijn==2,
|
||||||
|
counter = counter+1;
|
||||||
|
state.bruijn = 1;
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
% compute current PRMS-symbol
|
||||||
|
|
||||||
|
PRBS_inx=mod(state.PRBS_inx+PRBS_memory_pointer-1,state.PRBS_inx(end))+1;
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out(:,counter+1)=rem(sum(repmat(double(state.PRBS_memory(PRBS_inx).'),1,state.dimension).*...
|
||||||
|
state.mat_table,1),2).';
|
||||||
|
|
||||||
|
% compute new PRBS_memory
|
||||||
|
|
||||||
|
state.reg=[rem(sum(state.reg(state.srgtaps)),2) state.reg(1:end-1)];
|
||||||
|
state.PRBS_memory(PRBS_memory_pointer+1)=state.reg(end);
|
||||||
|
|
||||||
|
counter=counter+1;
|
||||||
|
PRBS_memory_pointer=mod(PRBS_memory_pointer+1,state.PRBS_inx(end));
|
||||||
|
|
||||||
|
% consider deBruijn option
|
||||||
|
|
||||||
|
if state.bruijn==1,
|
||||||
|
if state.bruijn_counter<0,
|
||||||
|
% counter not yet locked
|
||||||
|
if any([~sum(data_out(:,counter)) state.order==1]),
|
||||||
|
% zero symbol detected
|
||||||
|
state.bruijn_counter=state.bruijn_counter-1;
|
||||||
|
if any([state.bruijn_counter== -state.order state.order==1]),
|
||||||
|
% lock counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter=2^state.periodicity-1;
|
||||||
|
state.bruijn=2;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
% no zero, so reset counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter=-1;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
% counter already locked
|
||||||
|
state.bruijn_counter=state.bruijn_counter-1;
|
||||||
|
if state.bruijn_counter==0,
|
||||||
|
% reset counter
|
||||||
|
state.bruijn_counter = 2^state.periodicity-1;
|
||||||
|
state.bruijn=2;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
% resort PRBS_memory for next block
|
||||||
|
|
||||||
|
state.PRBS_memory=[state.PRBS_memory(PRBS_memory_pointer+1:end) state.PRBS_memory(1:PRBS_memory_pointer)];
|
||||||
|
|
||||||
|
if state.reset_prms
|
||||||
|
state.data_mem = data_out;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else
|
||||||
|
data_out=state.data_mem;
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
data_out = round(rand(para.dimension,bl)) ;
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
% A D D I T I O N A L F U N C T I O N S %
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
% generate feedback taps for shift register %
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
|
||||||
|
function taps=srgtaps(inx)
|
||||||
|
|
||||||
|
data={[1] ...
|
||||||
|
[2 1] ...
|
||||||
|
[3 1] ...
|
||||||
|
[4 1] ...
|
||||||
|
[5 2] ...
|
||||||
|
[6 1] ...
|
||||||
|
[7 1] ...
|
||||||
|
[8 7 2 1] ...
|
||||||
|
[9 4] ...
|
||||||
|
[10 3] ...
|
||||||
|
[11 2] ...
|
||||||
|
[12 10 2 1] ...
|
||||||
|
[13 8 5 3] ...
|
||||||
|
[14 12 11 1] ...
|
||||||
|
[15 1] ...
|
||||||
|
[16 15 12 10] ...
|
||||||
|
[17 3] ...
|
||||||
|
[18 7] ...
|
||||||
|
[19 10 9 3] ...
|
||||||
|
[20 3] ...
|
||||||
|
[21 2] ...
|
||||||
|
[22 1] ...
|
||||||
|
[23 5] ...
|
||||||
|
[24 11 5 2] ...
|
||||||
|
[25 3] ...
|
||||||
|
[26 23 15 13] ...
|
||||||
|
[27 23 22 17] ...
|
||||||
|
[28 3] ...
|
||||||
|
[29 2] ...
|
||||||
|
[30 27 10 9] ...
|
||||||
|
[31 3] ...
|
||||||
|
[32 16 7 2] ...
|
||||||
|
[33 13] ...
|
||||||
|
[34 17 12 8] ...
|
||||||
|
[35 2] ...
|
||||||
|
[36 11] ...
|
||||||
|
[37 22 14 2] ...
|
||||||
|
[38 27 6 5] ...
|
||||||
|
[39 4] ...
|
||||||
|
[40 29 27 23] ...
|
||||||
|
[41 3] ...
|
||||||
|
[42 34 31 30] ...
|
||||||
|
[43 27 22 5] ...
|
||||||
|
[44 39 35 18] ...
|
||||||
|
[45 39 28 4] ...
|
||||||
|
[46 40 31 18] ...
|
||||||
|
[47 5] ...
|
||||||
|
[48 19 9 1]};
|
||||||
|
|
||||||
|
taps=data{inx};
|
||||||
|
end
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
% adapted and faster version of generator for cyclic code %
|
||||||
|
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
|
||||||
|
|
||||||
|
function code=cyclgen_local(columns,polynomial)
|
||||||
|
rows=log2(columns+1);
|
||||||
|
code=zeros(rows,columns);
|
||||||
|
code(1,1)=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
% create columns
|
||||||
|
|
||||||
|
for s=2:columns,
|
||||||
|
code(:,s)=[0;code(1:end-1,s-1)];
|
||||||
|
|
||||||
|
% check for overflow
|
||||||
|
|
||||||
|
if code(end,s-1),
|
||||||
|
code(:,s)=rem(code(:,s)+polynomial(1:end-1).',2);
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
end;
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
@@ -7,6 +7,11 @@ classdef Signalgenerator_test < IMDDTestCase
|
|||||||
testCase.verifyEqual(gen.length, 1024);
|
testCase.verifyEqual(gen.length, 1024);
|
||||||
testCase.verifyEqual(gen.fs, 1000);
|
testCase.verifyEqual(gen.fs, 1000);
|
||||||
testCase.verifyEqual(gen.fsig, 50);
|
testCase.verifyEqual(gen.fsig, 50);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(gen.dimension, 1);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(gen.order, 7);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(gen.randkey, 0);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(gen.skip, 0);
|
||||||
|
testCase.verifyFalse(gen.bruijn);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
function buildSignalProducesExpectedSineWave(testCase)
|
function buildSignalProducesExpectedSineWave(testCase)
|
||||||
@@ -38,5 +43,79 @@ classdef Signalgenerator_test < IMDDTestCase
|
|||||||
testCase.verifyEqual(out.signal, [0 1 0 -1], "AbsTol", 1e-12);
|
testCase.verifyEqual(out.signal, [0 1 0 -1], "AbsTol", 1e-12);
|
||||||
testCase.verifyEqual(height(out.logbook), 1);
|
testCase.verifyEqual(height(out.logbook), 1);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function randomDataIsDeterministicAndColumnShaped(testCase)
|
||||||
|
gen = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.random, ...
|
||||||
|
"length", 8, ...
|
||||||
|
"dimension", 2, ...
|
||||||
|
"randkey", 3);
|
||||||
|
|
||||||
|
signal = gen.build_signal();
|
||||||
|
expected = [ ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
0 0; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
1 1; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
0 1; ...
|
||||||
|
0 1];
|
||||||
|
|
||||||
|
testCase.verifySize(signal, [8 2]);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(signal, expected);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function prmsDataUsesMoveItStyleShape(testCase)
|
||||||
|
gen = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.prms, ...
|
||||||
|
"length", 8, ...
|
||||||
|
"dimension", 2, ...
|
||||||
|
"order", 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
signal = gen.build_signal();
|
||||||
|
expected = [ ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
0 1; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
0 1; ...
|
||||||
|
0 0; ...
|
||||||
|
1 0; ...
|
||||||
|
0 0];
|
||||||
|
|
||||||
|
testCase.verifySize(signal, [8 2]);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(signal, expected);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function prmsLengthDefaultsToPamSourceStyleLength(testCase)
|
||||||
|
pam4Gen = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.prms, ...
|
||||||
|
"dimension", 2, ...
|
||||||
|
"order", 7);
|
||||||
|
pam6Gen = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.prms, ...
|
||||||
|
"dimension", 5, ...
|
||||||
|
"order", 7);
|
||||||
|
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(pam4Gen.length, 2^(7 - 1));
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(pam6Gen.length, 2^(7 - 2));
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function processWrapsPrmsSignalInInformationsignal(testCase)
|
||||||
|
gen = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.prms, ...
|
||||||
|
"length", 8, ...
|
||||||
|
"dimension", 2, ...
|
||||||
|
"order", 6, ...
|
||||||
|
"fs", 42);
|
||||||
|
|
||||||
|
out = gen.process();
|
||||||
|
|
||||||
|
testCase.verifyClass(out, 'Informationsignal');
|
||||||
|
testCase.verifySize(out.signal, [8 2]);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(out.fs, 42);
|
||||||
|
testCase.verifyEqual(height(out.logbook), 1);
|
||||||
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,40 @@
|
|||||||
|
% Minimal example: Signalgenerator -> PAMmapper -> demap -> BER
|
||||||
|
|
||||||
|
clear; clc;
|
||||||
|
|
||||||
|
repoRoot = fileparts(fileparts(fileparts(mfilename("fullpath"))));
|
||||||
|
addpath(genpath(repoRoot));
|
||||||
|
|
||||||
|
orders = [2 4 6 8];
|
||||||
|
userOrder = 7;
|
||||||
|
|
||||||
|
fprintf("PAM | bits checked | errors | BER\n");
|
||||||
|
fprintf("----+--------------+--------+-----\n");
|
||||||
|
|
||||||
|
for M = orders
|
||||||
|
if M == 6
|
||||||
|
bitsPerBlock = 5;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bitsPerBlock = log2(M);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
bitSignal = Signalgenerator( ...
|
||||||
|
"form", signalform.prms, ...
|
||||||
|
"dimension", bitsPerBlock, ...
|
||||||
|
"order", userOrder).process();
|
||||||
|
|
||||||
|
if M == 6
|
||||||
|
txBits = reshape(bitSignal.signal.', [], 1);
|
||||||
|
txBits = txBits(1:end - mod(numel(txBits), bitsPerBlock));
|
||||||
|
else
|
||||||
|
txBits = bitSignal.signal;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
mapper = PAMmapper(M, 0);
|
||||||
|
txSymbols = mapper.map(txBits);
|
||||||
|
rxBits = mapper.demap(txSymbols);
|
||||||
|
|
||||||
|
[checkedBits, errors, ber] = calc_ber(rxBits, txBits);
|
||||||
|
|
||||||
|
fprintf("%3d | %12d | %6d | %.1e\n", M, checkedBits, errors, ber);
|
||||||
|
end
|
||||||
BIN
projects/Messung_Zürich/Prep_Meeting.pptx
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BIN
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