基于囊泡的分子通信系统的容量分析

发布时间：2017-08-30 12:27

  本文关键词：基于囊泡的分子通信系统的容量分析

  更多相关文章： 分子通信 基于扩散的信道 囊泡释放和接收概率 信道容量

【摘要】：纳米技术的快速发展为生化、工业和军事等领域提供了新的研究途径。在纳米级,纳米机器(nano-machine)是最基本的功能单元,由于单个纳米机器仅能够完成简单的任务,因此,一般可通过多个纳米机器互联组成纳米网络来扩展单个纳米机器的功能。由于纳米机器尺寸很小,传统的通信技术不再适用于纳米网络,因此我们考虑利用基于生物启发的分子通信(MC,molecular communication)技术来实现纳米网络中纳米机器之间的通信。分子通信是使用分子作为信息载体的传输方式,它是一种新的涉及纳米技术、生物学和通信技术的交叉学科。本文主要研究的是基于囊泡的分子通信系统(molecular communication system using vesicles)。在基于囊泡的分子通信系统中,首先,信息分子被封装入一个囊泡并由发送端发送出去。当囊泡通过介质传输至接收端时,囊泡与接收端细胞表面的受体相结合,并通过受体介导的胞吞作用进入接收端细胞,完成了整个通信过程。目前大多数研究基于囊泡的分子通信系统的文献仅仅在他们的数学模型中考虑了信道的影响,而本文不仅考虑了囊泡的传输过程,还考虑了发送端囊泡的释放和接收端囊泡的接收过程。本文中所采用的传输机制是自由扩散机制,此过程服从菲克定律。在本文中,首先介绍了纳米网络和分子通信的相关基础知识,在此基础上,对基于囊泡的分子通信系统进行分析并建立了它的系统模型,然后分别推导了该系统中囊泡的释放和接收概率。在分子通信系统研究中,信道容量分析是一个重要的研究方向,本文建立了基于囊泡的分子通信系统的数学模型并计算了其混合信道的信道容量,该混合信道包括发送端、信道和接收端。在论文最后部分,本人使用MATLAB仿真观测了信道中诸多因素对信道容量的影响。
【关键词】：分子通信 基于扩散的信道 囊泡释放和接收概率 信道容量
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q61;TN914
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号对照表9-10
• 缩略语对照表10-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 题目的研究背景13-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 论文的框架结构16-19
• 第二章 分子通信系统的相关知识19-27
• 2.1 分子通信基本概念19-20
• 2.2 分子通信和传统通信的主要区别20-21
• 2.3 分子通信的主要研究方向21-22
• 2.4 分子通信的应用前景22-25
• 2.5 基于囊泡的分子通信系统基本概念25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 模型描述27-39
• 3.1 分子通信中常用的传输机制分析27-31
• 3.1.1 短距离传输机制27-29
• 3.1.2 中距离传输机制29-30
• 3.1.3 远距离传输机制30-31
• 3.2 囊泡的形成、封装、释放信息分子及定向结合过程分析31-33
• 3.3 系统模型33-34
• 3.4 信道传输过程34-35
• 3.5 发送端囊泡释放过程35-36
• 3.6 接收端囊泡接收过程36-38
• 3.7 本章小结38-39
• 第四章 信道容量39-47
• 4.1 信息论相关基础知识39-41
• 4.1.1 信息熵39-40
• 4.1.2 信道容量40-41
• 4.2 基于囊泡的分子通信系统的信道容量推导41-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第五章 仿真结果与分析47-53
• 5.1 参数设置47
• 5.2 仿真结果47-50
• 5.3 本章小结50-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 总结53-54
• 6.2 下一步工作展望54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-61
• 作者简介61-62

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5 特约通讯员 王群 龙泽群;全军通信系统研究生培养走上快车道[N];解放军报;2000年

6 刘葵;天诺移动跟踪和通信系统问世[N];通信产业报;2000年

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