import numpy  as np
import matplotlib.pyplot as plt
import random
import matplotlib as mpl
import math
from scipy.io import wavfile

sum_am = 9
bits = 36
samples = 500
Tb = 0.2
# 1o Eρώτημα (a)
Amplitude = sum_am
sequence = np.empty(bits,dtype = int) #δημιουργία πίνακα 36 θέσεων
#σε κάθε θέση του πίνακα sequence θα μπεί 0 ή 1
for i in range (bits):
    sequence[i] = random.randint(0,1)
print(sequence)

#Δημιουργία πίνακα για το BPAM , όπου θα είναι bits*samples θέσεων έτσι ώστε
#για κάθε bit na υπάρχουν τόσα samples
BPAM = np.empty(bits*samples,dtype = int)
#αρχικοποίηση μεταβλητών που θα χρησιμοποιηθούν στα loops
lowbound = 0
upperbound = samples
#Για κάθε 0 το πλάτος είναι -Αmplitude για κάθε 1 το πλάτος είναι +Amplitude
for a in sequence :
    if(a == 0):
        for j in range (lowbound,upperbound):
            BPAM[j]= -Amplitude
    else:
        for j in range (lowbound,upperbound):
            BPAM[j] = Amplitude
    lowbound+=samples
    upperbound+=samples

t = np.linspace(0,bits*Tb,bits*samples)
plt.figure(figsize=(12,9))
plt.figure(1)
plt.plot(t, BPAM, label = 'Kωδικοποιημένο κατα BPAM ')
plt.xlabel("Time (sec)")
plt.ylabel("B-PAM modulation")
plt.title("B-PAM modulation")
plt.grid()
plt.show()

# 1o Eρώτημα (b)
E=Amplitude**2*Tb
f= BPAM/math.sqrt(E)
Em = np.empty(bits*samples)
for i in range (bits*samples):
    Em[i]=math.sqrt(E)
plt.scatter(f,Em)
plt.xlabel("φ1(t)")
plt.ylabel("B-PAM modulation")
plt.title("Διάγραμμα αστερισμού BPAM")
plt.grid()
plt.show()

#1ο Ερώτημα (c)
t2 = np.zeros(bits*samples)
signal_power = Amplitude**2
SNR1 = 6
SNR2 = 12
noise_power = signal_power/(2*math.sqrt(10**(SNR1/10)))