PRACTICE / 01
通信信道仿真工作台
实践项目 · AIoT / LTE 物理层端到端仿真
三套互相隔离的物理层仿真系统组成单页工作台:基于 3GPP TS 38.291 (Rel-19) 的 Ambient IoT PDRCH 链路级仿真(26 节点可视化、多天线 MRC/IRC)、AIoT 过程级全流程仿真(盘存/随机接入/读写信令)、以及基于 TS 36.211/36.212/36.101 的 LTE 上行 PUSCH 信道仿真(23 节点多域可视化)。
一套「三系统单页工作台」形态的通信物理层仿真项目:三套互相隔离的仿真子系统(互不 import、独立 API / 静态资源 / 前端状态),通过页签 + iframe 组成单页工作台(aiot.mengmingke.cn),切换时各侧运行状态保留。
① PDRCH 链路级(Ambient IoT, TS 38.291 Rel-19)
基于 3GPP TS 38.291 (Rel-19) 的 Ambient IoT PDRCH(Physical Device-to-Reader Channel)物理层端到端链路级仿真。覆盖 Device 1/2a(backscatter)上行全流程:TX 数据生成 → 信道模拟 → CW leakage / cancellation → AWGN → PDRCH 接收机解调,支持多设备 FDMA 与多天线接收。26 个信号节点的时域 / 频域交互式可视化:支持 1/2/4 接收天线与 MRC / IRC 合并切换(波形域合并:MRC w=g/(gᵀg);IRC w=R⁻¹g/(gᵀR⁻¹g)),左右 A/B 双面板任选两节点对比,62 万样本渲染 <10ms。Phase 0–7 全部完成,后续扩展多天线合并;单元测试 pytest 全绿。
② AIoT 过程级(盘存 / 随机接入 / 读写)
Reader↔Device 全过程交互仿真:L2/MAC 信令、随机接入、盘存、读写全流程,与链路级互补——一个看波形质量,一个看协议过程。
③ LTE 上行 PUSCH(TS 36.211 / 36.212 / 36.101)
LTE 上行 PUSCH 物理层端到端链路级仿真与交互式学习看板:CRC24A → Turbo 编码(QPP 交织,188 项双射校验)→ 速率匹配 → Gold 加扰 → QPSK/16/64QAM → DFT 预编码 SC-FDMA → 资源映射 → IFFT+CP → EPA/EVA/ETU 多径 + Jakes 多普勒信道 → DMRS-LS 信道估计 → MMSE/ZF 均衡 → max-log 软解调 → Turbo 迭代译码。23 个链路节点提供比特域 / 变换域(星座·DFT 系数·资源网格)/ 时域 / 频域 / PDP 域(实测 vs 理论功率时延谱)/ 多普勒域(Welch 谱 vs Clarke U 形理论、J₀ 自相关)/ 三维信道曲面 |H(f,t)| 专题可视化,附逐节点详解与系统入门教程。75 项 pytest 全部通过。
标准基线
| 来源 | 用途 |
|---|---|
| TS 38.291 (Rel-19) | PDRCH PHY 规范:D2R chips、PDRCH 生成、amble、SFS |
| TR 38.769 | RAN 研究:waveform、FDMA、BLER 性能 |
| TR 38.901 | 信道模型 InH-Office |
| TS 36.211 / 36.212 / 36.101 | LTE 上行:SC-FDMA、Turbo/QPP、EPA/EVA/ETU 信道模型 |
| RAN1#121 (2025-05) | Rel-19 最终 agreement |
工程化
三套仿真库(pdrch_sim / aiot_sim / lte_sim)+ 三个独立 FastAPI 子应用,经 Nginx 反代 + systemd 常驻服务部署,293 项单元测试全部通过;「千里江山·青绿描金」主题与本站设计体系同源。
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