近年來,由于通信設(shè)備微型化的需求,納米網(wǎng)絡(luò)(Nano Networks,NNs)的發(fā)展受到廣泛地關(guān)注,單個納米機器受尺寸和功率的影響操作能力有限,對于復(fù)雜的應(yīng)用,納米機器之間的通信尤為重要。傳統(tǒng)電磁波通信由于收發(fā)器體積等因素不適用于納米網(wǎng)絡(luò),基于生物啟發(fā)的分子通信(Molecular Communication,MC)技術(shù)成為實現(xiàn)納米網(wǎng)絡(luò)最合適的選擇之一。分子通信是一種以生物化學(xué)分子作為信息載體的新型短距離通信技術(shù),是集生物醫(yī)學(xué)、納米技術(shù)、計算機和通信技術(shù)于一體的新興交叉學(xué)科。與傳統(tǒng)通信相比,分子通信具有信息承載量大,生物相容性高,能耗低等特點,在健康監(jiān)測、納米醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護、工業(yè)制造和軍事領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。在現(xiàn)有文獻提出的分子通信方法中,基于自由擴散的分子通信(Molecular Communication via Diffusion,MCvD)是一種高效節(jié)能的信息傳輸方法。由于高度交叉學(xué)科的復(fù)雜特性和實驗器材的昂貴,現(xiàn)階段對于分子通信的研究方法主要集中在理論數(shù)學(xué)建模研究和模擬仿真實驗階段,本文從理論和仿真兩個方面研究分子通信,并通過仿真實驗結(jié)果驗證理論推導(dǎo)的準確性。信道模型...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1分子通信系統(tǒng)示意圖

分子發(fā)射機是一種生物或工程細胞,在環(huán)境中釋放分子以影響環(huán)境中的分子濃度。分子通信中的發(fā)射機通常有以下幾種形式[54]:1.點源發(fā)射機:點源發(fā)射機的大小假設(shè)為零,分子是在點源發(fā)射機中瞬間產(chǎn)生的,并立即進入物理通道,發(fā)射的分子向周圍等概率擴散,沒有方向性。該假設(shè)意味著粒子的產(chǎn)生和釋放....

圖2.2(a)自由擴散的MC系統(tǒng)模型圖(b)有吸收機存在的MC系統(tǒng)模型圖

可以得到宏觀上的分子濃度分布1C(t)與微觀上的分子接收概率分布1p(t)之間的關(guān)系為圖2.2(a)自由擴散的MC系統(tǒng)模型圖(b)有吸收機存在的MC系統(tǒng)模型圖

圖2.2(a)自由擴散的MC系統(tǒng)模型圖(b)有吸收機存在的MC系統(tǒng)模型圖

圖2.2(a)自由擴散的MC系統(tǒng)模型圖(b)有吸收機存在的MC系統(tǒng)模型圖當環(huán)境中只存在點源發(fā)射機和半徑為rr吸收型接收機時,如圖2.2(b)所示,定義發(fā)射機與接收機的球邊距為d(球邊距指發(fā)射機與球形接收機表面的最近距離),吸收型接收機在時間t上的吸收分子個數(shù)可以表示為

圖3.1三維球形邊界中的分子通信系統(tǒng)模型

3.1三維球形邊界中的分子通信系統(tǒng)信道模型三維球形邊界中的分子通信系統(tǒng)信道模型如圖3.1所示,發(fā)射機位于球形邊界的中心位置,在初始時間t0=0釋放所有N個分子,將發(fā)射機視為半徑為tr的球源發(fā)射機,所發(fā)射的分子均勻分布在球體的表面,當tr→0時,可將球源發(fā)射機視為點源發(fā)射機。分子....

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