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Barkhausen Institut

HermesPy

HermesPy (Heterogenous Radio MobileSimulator) ist ein Python-basierter Simulator der Physikalischen (PHY) Schicht von drahtloser Funkkommunikation. Das Ziel ist die Untersuchung von drahtloser 5G und 6G Funkkommunikation zu unterstützen. Der Simulator kann flexibel konfiguriert werden um verschiedene Wellenformen und Kanalmodelle zu simulieren. Er unterstützt die Simulation von mehreren Sendern und Empfängern unter Verwendung verschiedener Wellenformen und Frequenzen. Dabei werden verschiedene statistische Kenngrößen berechnet.

 

Das momentane Release (2020) ist eine Plattform für die Simulation von mehreren Modems und verschiedenen Kanalmodellen. Berechnungen mit OFDM und Single-Carrier Modulation können bereits durchgeführt werden. In den nächsten Releases werden 5G Wellenformen ("5G Release" im April 2021) und ein Baukasten für zukünftige 6G Wellenformen (Oktober 2021) unterstützt.

HermesPy ist Open Source und wurde entwickelt um einfach um neue Wellenformen, Codierer und weitere Modelle erweitert werden zu können. Mitwirkende sind das

  • Barkhausen Institut und der
  • Vodafone Lehrstuhl - Mobile Nachrichten Systeme von der TU Dresden.

Es ist ein gemeinschaftliches Unterfangen und wir sind offen für weitere Mitwirkende. Source Code, Releaseplan und Details um bei der Entwicklung beizutragen können auf GitHub gefunden werden: https://github.com/Barkhausen-Institut/hermespy

Wir planen die Releases wie folgt:

"April 2021: 5G Ready"

In diesem Release soll HermesPy benutzerfreundlicher werden indem wir ein Benutzerhandbuch, Bugfixes, und ein Test-Framework zur Verfügung stellen. Weiterhin wird der Platform-Ansatz erweitert damit die Implementierungen von neuen Technologien einfacher wird. Codes, Kanalmodelle und Modems werden 5G-Funktionalitäten unterstützen. Die Simulation wird mehrere Antennen unterstützen. Der Release Plan sieht im Detail wie folgt aus:

  • Simulation
    • Open Loop MIMO (örtliches Multiplexing, Space-Time Codes)
    • Erweiterung des Platform-Ansatzes
  • Kanal
    • 5G PHY Kanalmodell
  • Modem
    • 5G Frame mit Referenzsymbolen
  • Codes
    • LDPC
  • Sonstiges
    • Benutzerhandbuch
    • Bugfixes
    • Continuous Integration

"October 2021: 5G++"

Die Simulationen werden realistischer indem Hardwareungenauigkeiten und andere Kanalcharakteristika mitsimuliert werden. Weiterhin stellen wir ein flexibles GFDM Modem zur Verfügung. Dadurch kann HermesPy verwendet werden um Szenarios jenseits von 5G zu simulieren. En detail:

  • Simulation
  • Kanal
    • IQ Imbalance
    • Phasenrauschen
  • Modem
    • Nicht-lineare Verstärker
    • Entzerrung für Einzelträger Modulation
    • Kanalschätzung
    • Flexibles GFDM Modem
    • Beamforming
  • Codes
  • Sonstiges