Hackathon_EPO2/usrp.py at main · emilyluskin/Hackathon_EPO2 · GitHub

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import uhd  # ודאי שמותקן: pip install uhd

from trans_poc import ascii_mess_val, generate_key, dsss_spread, bpsk_mod, final_signal, build_preamble
from lpi_receiver import find_peaks_in_corr, peak_classifier, bits_to_string, last_idx_preamble

# --- הגדרות חומרה ---
FS = 1e6        # קצב דגימה (1MHz)
FREQ = 2.45e9   # תדר מרכזי
TX_GAIN = 50    # עוצמת שידור
RX_GAIN = 40    # הגבר קליטה

# --- פונקציות עזר ל-USRP ---

def send_and_receive_usrp(tx_data, fs, freq):
    # חיבור למכשיר (B210 מזוהה כ-b200)
    usrp = uhd.usrp.MultiUSRP("type=b200")

    # הגדרות ערוץ שידור (TX)
    usrp.set_tx_rate(fs, 0)
    usrp.set_tx_freq(uhd.libpyuhd.types.tune_request(freq), 0)
    usrp.set_tx_gain(TX_GAIN, 0)

    # הגדרות ערוץ קליטה (RX)
    usrp.set_rx_rate(fs, 0)
    usrp.set_rx_freq(uhd.libpyuhd.types.tune_request(freq), 0)
    usrp.set_rx_gain(RX_GAIN, 0)

    # הכנת הסטרימרים
    st_args = uhd.usrp.StreamArgs("fc32", "sc16")
    tx_streamer = usrp.get_tx_stream(st_args)
    rx_streamer = usrp.get_rx_stream(st_args)

    # הכנת הנתונים למשלוח (חובה Complex64)
    tx_samples = tx_data.astype(np.complex64)

    # קליטה של פי 2 יותר דגימות כדי לא לפספס את תחילת ההודעה
    num_rx_samples = len(tx_samples) * 3
    rx_buffer = np.zeros(num_rx_samples, dtype=np.complex64)

    # פקודת קליטה
    metadata_rx = uhd.types.RXMetadata()
    stream_cmd = uhd.types.StreamCMD(uhd.types.StreamMode.num_done)
    stream_cmd.num_samples = num_rx_samples
    stream_cmd.stream_now = True
    rx_streamer.issue_stream_cmd(stream_cmd)

    # שידור
    metadata_tx = uhd.types.TXMetadata()
    tx_streamer.send(tx_samples, metadata_tx)

    # משיכת הדגימות שנקלטו מהאוויר
    rx_streamer.recv(rx_buffer, metadata_rx)

    return rx_buffer

# --- תחילת התוכנית הראשית ---

# message
message = "hi"

# barker
barker_13_bits = [1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1]

# TRANSMITTER
bits = ascii_mess_val(message)
bits_list = [int(b) for b in bits]

seed = 42
key_len = 64

key = generate_key(seed, key_len)
spreaded_bits = dsss_spread(bits, key)
modulated_data = bpsk_mod(spreaded_bits)
preamble = build_preamble(barker_13_bits, key)
signal = final_signal(preamble, modulated_data)

# --- מעבר לחומרה (במקום add_noise) ---
print("Starting Over-the-Air Transmission...")
rx_signal_raw = send_and_receive_usrp(signal, FS, FREQ)

# המרה לערכים ממשיים (אם הפענוח שלך מבוסס על BPSK ממשי)
# בשידור חי תהיה פאזה, אז נשתמש בערך המוחלט או בחלק הממשי אחרי סנכרון פאזה
rx_signal = np.real(rx_signal_raw)

# RECEIVER
# חיפוש ה-Preamble בתוך האות שנקלט מהאוויר
end_of_pre = last_idx_preamble(rx_signal, preamble)
rx_signal_sliced = rx_signal[end_of_pre:]

pn = np.array(key)
pn_bpsk = bpsk_mod(pn)
# חשוב: הקורלציה צריכה להתבצע על האות שנחתך
corr = np.correlate(rx_signal_sliced, pn_bpsk, mode='full')

peaks = find_peaks_in_corr(rx_signal_sliced, pn_bpsk)
decoded_bits = peak_classifier(peaks)
decoded_text = bits_to_string(decoded_bits)

print("Decoded bits:", decoded_bits)
print("Decoded message:", decoded_text)

# --- PLOTS ---
plt.figure(figsize=(12,12))

plt.subplot(6,1,1)
plt.title("Original bits")
plt.stem(bits_list)

plt.subplot(6,1,2)
plt.title("Spread bits (DSSS)")
plt.plot(spreaded_bits)

plt.subplot(6,1,3)
plt.title("BPSK Modulated Signal")
plt.plot(modulated_data)

plt.subplot(6,1,4)
plt.title("Received Signal from USRP (Real Part)")
plt.plot(rx_signal)

plt.subplot(6,1,5)
plt.title("Correlation Output")
plt.plot(corr)

plt.subplot(6,1,6)
plt.title("Decoded Bits")
if len(decoded_bits) > 0:
    plt.stem(decoded_bits)

plt.tight_layout()
plt.show()