带有角度分集接收机的多色波分复用可见光通信系统设计及实验验证

《Scientific Reports》：Design and experimental demonstration of multi-colour WDM based VLC system with angular diversity receiver

　　摘要：本文提出了一种紧凑型、无滤波器的多色可见光通信（VLC）系统的设计、理论建模与实验验证，该系统采用角度分集接收机（ADR）。通过利用商用集成红绿蓝（RGB）光电二极管（PD）固有的波长选择性，并结合模拟域等增益合并（EGC）技术，所提出的ADR设计消除了笨重的颜色分离光学器件，同时提供了并行的空间分集。通过功率预算分析，在理论和实验上确认了该系统的链路可行性，验证了在现实室内环境光条件下具有足够的硬件电压余量以保障可靠通信。原型系统在资源受限的微处理器上运行，跨RGB三通道实现了3 Mbps的总数据速率，并对光谱串扰表现出强大的抗扰能力。同时成功实时传输环境传感器数据，验证了这种小尺寸波分复用（WDM）-ADR架构在室内物联网（IoT）网络中的可行性与实际部署价值。