nearlink_sdr.sim.usrp_sim

USRP 环回仿真引擎。

使用 MockUSRP loopback 模式, 将完整的 SLE 发射/接收流水线 通过虚拟 USRP 设备连接, 验证端到端功能正确性。

支持的仿真场景:

• 单帧 IQ 环回 (AWGN 信道)

• PHY 全链路环回 (CRC → Polar → 调制 → 信道 → 解调 → 解码 → CRC)

• MAC 数据帧环回 (AsyncDataFrame 打包 → PHY → 环回 → PHY → 解包)

• MAC 信令环回 (信令编码 → PHY → 环回 → PHY → 信令解码)

• 跳频发射序列

• SleNode 双节点端到端

Module Contents

Classes

LoopbackResult	单帧环回仿真结果。
USRPLoopbackSim	USRP 环回仿真器。
USRPSimResult	多帧仿真汇总结果。

API

class nearlink_sdr.sim.usrp_sim.LoopbackResult

单帧环回仿真结果。

tx_samples: int

None

rx_samples: int

None

crc_ok: bool

None

head_crc_ok: bool

None

ber: float

0.0

snr_db: float

0.0

class nearlink_sdr.sim.usrp_sim.USRPLoopbackSim(snr_db: float = 30.0, channel_type: str = 'awgn', sample_rate_hz: float = 1000000.0, seed: int = 42)

USRP 环回仿真器。

在 MockUSRP loopback 模式下, TX 端发送的 IQ 信号经可选信道模型 后直接送入 RX 端, 实现完整的硬件在环式仿真。

Initialization

close()

loopback_iq(iq_samples: numpy.ndarray) → numpy.ndarray

IQ 样本经 MockUSRP TX → loopback → RX 环回。

loopback_phy(data_bits: numpy.ndarray, cfg: nearlink_sdr.phy.tx_pipeline.TxConfig, ctrl_bits: numpy.ndarray | None = None) → nearlink_sdr.sim.usrp_sim.LoopbackResult

PHY 全链路环回: 编码 → 调制 → USRP TX → 信道 → USRP RX → 解调 → 解码。

参数:

• data_bits -- 信息比特。

• cfg -- 发射配置。

• ctrl_bits -- 控制信息比特, None 时使用全零。

返回:

LoopbackResult 包含 CRC 校验结果和 BER。

loopback_mac_data(mac_payload: bytes, cfg: nearlink_sdr.phy.tx_pipeline.TxConfig | None = None) → tuple[nearlink_sdr.phy.mac_interface.MacRxResult, nearlink_sdr.sim.usrp_sim.LoopbackResult]

MAC 数据帧环回: bytes → mac_to_iq → USRP → iq_to_mac。

参数:

• mac_payload -- MAC 层载荷字节。

• cfg -- 发射配置, None 时使用 FT2 MCS7 默认值。

返回:

(MacRxResult, LoopbackResult)

loopback_hopping(iq_samples: numpy.ndarray, hop_sequence: list[int]) → list[tuple[int, numpy.ndarray]]

跳频发射 + 接收环回。

在每个跳频信道上发射 iq_samples, 然后在同一信道上接收。

返回:

[(channel_num, rx_samples), ...]

run_batch(payloads: list[bytes], cfg: nearlink_sdr.phy.tx_pipeline.TxConfig | None = None) → nearlink_sdr.sim.usrp_sim.USRPSimResult

批量 MAC 帧环回仿真。

参数:

• payloads -- MAC 载荷列表。

• cfg -- 发射配置。

返回:

USRPSimResult 汇总结果。

property device: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice

property transceiver: nearlink_sdr.phy.usrp.SLETransceiver

class nearlink_sdr.sim.usrp_sim.USRPSimResult

多帧仿真汇总结果。

total_frames: int

0

success_frames: int

0

failed_frames: int

0

avg_ber: float

0.0

frame_results: list[nearlink_sdr.sim.usrp_sim.LoopbackResult]

'field(...)'

property fer: float

帧错误率。