int main()
{
//int
int M = 16; //Tamaño de la constelación (M = 16,64,256)
int k = log2(M); //Bits por símbolo
int N = 1000000; //Número de bits a simular
int i, j, z;
int y, m;
int qamLength;
//Double
double Ec,Eb, BER_sum;
//Vectores
vec SNRdB, BER;
vec EbN0dB, EbN0, N0;
//Vectores binarios
bvec in_bits, dec_bits;
//Vectores complejos
cvec qamSymbols, r0n, r1n;
cvec s0, s1, h0;
cvec h1, r0, r1;
cvec h0neg, reciv;
//Matrices complejas
cmat H, R, Hh;
cmat recR0R1;
//Classes
QAM qam(M); //Se define el modulador M-QAM
BERC berc; //Clase de contador de BER
AWGN_Channel awgn_channel(0.1); //Clase de canal AWGN
it_file ff; //Clase para fuardar resultados en archivo
//Parámetros del ruido AWGN
Ec = 1.0; //La energía transmitida por símbolo QAM es 1
Eb = Ec / k; //La energía transmitida por bit es Ec/tamaño de palabra
SNRdB = linspace(0,25,26); //Vector de SNR en dB
EbN0dB = SNRdB - 10*log10(k); //Se convierte el parámetro SNR a N0, para poder utilizar
EbN0 = inv_dB(EbN0dB); //la clase AWGN predefinida en la libreria
N0 = Eb * pow(EbN0, -1.0); ;
//Aleatorización de los generadores de valores rand
RNG_randomize();
//Se generan N-bits aleatorios:
in_bits = randb(N);
//Se modula el vector bits y se guardan los símbolos en el vector qamSymbols
qam.modulate_bits(in_bits, qamSymbols);
qamLength = qamSymbols.length(); //Tamaño del vector de símbolos
//Dividimos el vector de símbolos en s0 y s1, un ejemplo a continuación:
//qamSymbols = [a b c d e f];
//s0 = [a c e]
//s1 = [b d f]
s0 = zeros_c(1,qamLength/2);
s1 = zeros_c(1,qamLength/2);
z = 0;
for (j=0; j < qamLength; j = j+2){
if (j == 0){
s0(j) = qamSymbols(j);
s1(j) = qamSymbols(j+1);
}else {
s0(z) = qamSymbols(j);
s1(z) = qamSymbols(j+1);
}
z++;
}
std::complex<double> mycomplex (0,1);
BER = zeros(1,SNRdB.length()); //Vector para guardar los resultados de BER totales
BER_sum = 0;
//Ciclo de codificación de Alamouti con ruido, decodificación de Alamouti,
//demodulación QAM y cálculo de BER
for (i=0; i < SNRdB.length(); i++) {
for (m=0; m < 5; m++) {
//Caracterización del canal h0 y h1, canales Rayleigh
h0 = 1/sqrt(2)*(randn(1,qamLength/2)) + mycomplex * (randn(1,qamLength/2));
h1 = 1/sqrt(2)*(randn(1,qamLength/2)) + mycomplex * (randn(1,qamLength/2));
//Señal recibida sin ruido
r0 = elem_mult(h0,s0) + elem_mult(h1,s1); //r0 = h0*s0 + h1*s1
h0neg = -1*h0;
r1 = elem_mult(h0neg,conj(s1)) + elem_mult(h1,conj(s0));//r1 = -h0*conj(s1) + h1*conj(s0)
//Señal recibida con ruido
awgn_channel.set_noise(N0(i));
r0n = awgn_channel(r0); //r0 = h0*s0 + h1*s1 + n0
r1n = awgn_channel(r1); //r1 = -h0*conj(s1) + h1*conj(s0) + n1
H = zeros_c(2,2); //Vector vacío para guardar la matriz de canal
R = zeros_c(2,1); //Vector vacío para guardaar la matriz de señal recibida
reciv = zeros_c(1,(r0.length()+r1.length())); //Vector para almacenar los símbolos recibidos
//------------------Decodificación de Alamouti----------------------------------------------
y = 0;
for (k = 0; k < h0.length(); k++) {
//Formamos la matriz de canal H = [h0 h1;h1* -h0*]
H(0,0) = h0(k);
H(0,1) = h1(k);
H(1,0) = conj(h1(k));
H(1,1) = -1*conj(h0(k));
//Calculamos la matriz pseudoinversa
Hh = conj(H);
Hh = Hh.transpose();
H = inv(Hh*H)*Hh; //Matriz pseudo inversa, equivalente a H = pinv(H) en MATLAB
R(0,0) = r0n(k);
R(1,0) = conj(r1n(k)); //Vector de señal recivida R = [r0; conj(r1)]
recR0R1 = H*R; //Decodificación de símbolos
recR0R1 = recR0R1.transpose();
//Símbolos decodificados guardados en la variable reciv
reciv(y) = recR0R1(0,0);
reciv(y+1) = recR0R1(0,1);
y = y + 2;
}
//----------------Fin de decodificación de Alamouti-------------------------------------------
//Se demodula el vector qamSymbols y se guardan esos bits en dec_bits
qam.demodulate_bits(reciv, dec_bits);
//cout<<"Dec bits = "<< dec_bits <<endl;
//Cálculo de BER
berc.clear();
berc.count(in_bits, dec_bits);
//Se guardan los datos en el vector de resultados BER
BER_sum = BER_sum+ berc.get_errorrate();
}
BER(i) = BER_sum/5;
BER_sum = 0;
}
//Se muestran los resultados totales
cout<<"--------------------------------Resultados--------------------------------------"<<endl;
cout<<"SNR dB ="<< SNRdB <<endl;
cout<<"BER ="<< BER <<endl;
cout<<"--------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
cout <<"Resultados guardados en ./MIMO_2X1_alamouti_qam_result_file.it" << endl;
cout << endl;
//Se almacenan los resultados de la simulación en un archivo .it:
ff.open("MIMO_2X1_alamouti_qam_result_file.it");
ff << Name("SNR_QAM") << SNRdB;
ff << Name("BER_QAM") << BER;
ff.close();
}
TEST (Demapper, All)
{
//parameters
int const_size = 16;
string demapper_method[] = {"Hassibi_maxlogMAP", "GA", "sGA", "mmsePIC", "zfPIC"};
string code_name = "V-BLAST_MxN";
int em_antennas = 2;
int rec_antennas = 2;
int channel_uses = 1;
int perm_len = pow2i(6);//permutation length
//QAM modulator class
QAM mod(const_size);
//Space-Time code parameters
STC st_block_code(code_name, const_size, em_antennas, channel_uses);//generate matrices for LD code (following Hassibi's approach)
//SISO blocks
SISO siso;
siso.set_constellation(mod.bits_per_symbol(), mod.get_symbols(),
mod.get_bits2symbols());
siso.set_st_block_code(st_block_code.get_nb_symbols_per_block(),
st_block_code.get_1st_gen_matrix(), st_block_code.get_2nd_gen_matrix(),
rec_antennas);
siso.set_noise(1e-1);
//bits generation
bvec bits = randb(perm_len);
//QAM modulation
cvec em = mod.modulate_bits(bits)/sqrt(double(em_antennas));//normalize emitted symbols
//ST code
cmat S = st_block_code.encode(em);
//internal variables
int symb_block = st_block_code.get_nb_symbols_per_block();
int nb_symb = perm_len/mod.bits_per_symbol();//number of symbols at the modulator output
int nb_subblocks = nb_symb/symb_block;//number of blocks of ST code emitted in an interleaver period
int tx_duration = channel_uses*nb_subblocks;//transmission duration expressed in number of symbol periods
//ideal channel
ASSERT_EQ(em_antennas, rec_antennas);
cmat mimo_channel = eye_c(em_antennas);
cmat rec(tx_duration,rec_antennas);
for (int ns=0;ns<nb_subblocks;ns++)
{
rec.set_submatrix(ns*channel_uses, 0,
S(ns*channel_uses, (ns+1)*channel_uses-1, 0, em_antennas-1)*
mimo_channel);
}
//first decoder
vec demapper_apriori_data(perm_len);
vec demapper_extrinsic_data(perm_len);
demapper_apriori_data.zeros();//a priori information of emitted bits
cmat ch_att(em_antennas*rec_antennas, tx_duration);
ch_att = kron(reshape(mimo_channel, em_antennas*rec_antennas, 1), ones_c(1, tx_duration));
siso.set_impulse_response(ch_att);
BERC ber;
for (unsigned int n = 0; n < sizeof(demapper_method)/sizeof(demapper_method[0]); ++n)
{
siso.set_demapper_method(demapper_method[n]);
siso.demapper(demapper_extrinsic_data, rec, demapper_apriori_data);
//show results
ber.count((demapper_extrinsic_data > 0), bits);
ASSERT_DOUBLE_EQ(0, ber.get_errorrate());
demapper_extrinsic_data.zeros();
}
}
