面向 undergraduate 教育的分子通信实验台
物理教育
2025-12-03 v2 信息论
math.IT
摘要
本工作提出了为德国 TU Braunschweig 的 IfN 通信工程实验课程开发的面向分子通信 (MC) 的 hands-on 实验台。实验目标是为学生提供一种直观且可重复的 MC 概念介绍，采用低成本且易于获取的流体装置。该系统使用背景水流注入三种染色 dye，并通过多波长光电传感器检测符号。采用零强迫-based 估计器分离谱分量并可靠地识别传输的颜色。实验设计为在单个实验室课程中独立完成，仅需来自基础通信工程课程的基本先决知识。附带详细脚本引导学生完成信道特性、颜色检测、伪逆计算以及使用开闭调制进行简单数据传输。在试点试验中，学生成功复制了整个通信链并实现了最高 0.5 bit/s 的稳定数据速率，通过 15 cm 信道。该提出的实验台表明，基本的 MC 原理可以使用紧凑且低成本的实验装置有效教授。该实验将被整合到 undergraduate 实验课程中。
引用
@article{arxiv.2512.01904,
title = {A Hands-On Molecular Communication Testbed for Undergraduate Education},
author = {Arne Gaedeken and Alexander Wietfeld and Yaning Zhao and Christian Deppe and Eduard Jorswieck and Wolfgang Kellerer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01904},
year = {2025}
}