Molekylär kommunikation som inspirerats av biologiska kommunikationssystem har föreslagits som ett livskraftigt system för kommunikation mellan nanostora anordningar åtskilda av ett mycket kort avstånd. Här frigörs molekyler av sändaren till mediet, som sedan uppfattas av mottagaren. Detta dokument utvecklar en preliminär version av ett sådant kommunikationssystem med fokus på frisläppandet av antingen en eller två molekyler till ett flytande medium med drift. Vi analyserar den ömsesidiga informationen mellan sändare och mottagare när information kodas i tiden för frisättning av molekylen. Det krävs förenklade antaganden för att beräkna den ömsesidiga informationen, och teoretiska resultat ges för att visa att dessa beräkningar är övre gränser för den verkliga ömsesidiga informationen. Dessutom tillhandahålls optimerade gradfördelningar, som föreslår överföringsstrategier för en mängd olika hastigheter. Kommunikationsforskningen har nästan uteslutande fokuserat på system baserade på elektromagnetisk förökning. På nanoteknologiska skalor står det dock inte klart att dessa metoder är genomförbara. Inspirerad av den kemiska utbyteskommunikation som utförs av biologiska celler, anser detta papper molekylär kommunikation [1], där information överförs genom ett utbyte av molekyler. Särskilt betraktar vi utbredningen av enskilda molekyler mellan tätt fördelade transmittrar och mottagare, båda nedsänkta i ett flytande medium. Sändaren kodar ett budskap i mönstret för molekylernas frisättning till mediet; dessa molekyler förökar sig sedan till mottagaren där de uppfattas. Mottagaren försöker sedan återställa budskapet genom att iaktta mönstret hos de mottagna molekylerna. Det är välkänt att mikroorganismer utbyter information genom molekylär kommunikation, med beslutsförnimmelse [2] som ett exempel, där bakterier utbyter kemiska budskap för att uppskatta den lokala populationen av deras arter. Den biologiska litteraturen om molekylär kommunikation är stor, men det har förekommit mycket nyligen arbete med dessa system som konstruerade former av kommunikation. Flera senaste dokument har beskrivit utformningen och genomförandet av konstruerade molekylära kommunikationssystem, med hjälp av metoder som: utbyte av godtyckliga molekyler med hjälp av Brownian rörelse i fritt utrymme [3]; utnyttjande av gap korsningar mellan celler för utbyte av kalciumjoner [4]; [5]; och användning av mikrotubules och molekylära motorer för att aktivt driva molekyler till sin destination [6], [7]. En omfattande översikt över det molekylära kommunikationssystemet ges också av [8], [9] och dess referenser. Med tanke på detta ingenjörsintresse är det bra att utforska molekylära kommunikationssystems teoretiska kapacitet. Till författarnas kännedom gjordes den tidigaste satsningen på informationsteoretisk analys av dessa kanaler [10], som undersökte informationsflödet i kontinuerlig spridning. I [11], [12], fysiska modeller och uppnåeliga gränser för informationshastighet tillhandahölls för diffusionsbaserade system.
I REF föreslår författarna ett något annorlunda scenario, där både nanonoder och utsända molekyler förökar sig genom ett flytande medium, drivs av en drifthastighet och Brownska rörelser.
Molecular Communication Using Brownian Motion with Drift
{'venue': 'ArXiv', 'journal': 'ArXiv', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Physics', 'Mathematics', 'Medicine']}