Abstract-Detta arbete introducerar kapacitetsgränser för molekylär timing (MT) kanaler, där information moduleras om release timing av små informationspartiklar, och avkodas från tidpunkten för ankomst till mottagaren. Det visas att den slumpmässiga ankomsttiden kan representeras som en additiv bruskanal, och för den diffusionsbaserade MT-kanalen (DBMT) fördelas detta buller enligt Lévy-distributionen. Nedre och övre gränser för DBMT-kanalens kapacitet härleds för det fall där fördröjningen i samband med spridning av informationspartiklar i kanalen är ändlig. Dessa gränser visas också vara snäva. där små partiklar såsom molekyler används för att överföra information [1]. Information kan moduleras om olika egenskaper hos dessa partiklar, t.ex. deras koncentration, typ, antal eller tidpunkt för frisättning. Dessutom kan olika tekniker användas för att överföra partiklarna från sändaren till mottagaren inklusive: diffusion, aktiv transport, bakterier, och flöde. För att visa genomförbarheten av molekylär kommunikation har flera experimentella system som kan överföra korta meddelanden med låg bithastighet utvecklats under de senaste åren [2]. Men trots alla dessa framsteg finns det fortfarande många öppna problem på fältet, särskilt ur ett informationsteoretiskt perspektiv. Kanalkapaciteten hos många olika molekylära kommunikationssystem är till exempel fortfarande okänd [1], särskilt de med oskiljbara molekyler [3]. I detta arbete tar vi hänsyn till molekylära kommunikationssystem där information moduleras när informationspartiklarna frigörs. I biologin kan tiden för frisättning användas i hjärnan vid synapsklyftan, där två kemiska synapser kommunicerar över en kemisk kanal [4]. Ett vanligt antagande, som är korrekt för många sensorer, är att partikeln upptäcks och sedan avlägsnas från miljön som en del av detektionsprocessen. Således kan den slumpmässiga fördröjningen tills partikeln först anländer till mottagaren representeras som en additiv bullerterm. För spridningsbaserade kanaler är till exempel den slumpmässiga första ankomsten Lévy-distribuerad [5]. Även om det finns likheter mellan den timingkanal som beaktas i detta arbete och den timingkanal som beaktas i [6], som studerade överföringen av bitar genom köer, problemformuleringen och bullermodeller är i grunden olika. I [6], kön inducerar en ordning på kanalens utdata (dvs. Ankomsttider), dvs. den första ankomsttiden motsvarar den första kanalanvändningen, den andra ankomsten motsvarar den andra kanalens användning, och så vidare. Å andra sidan
Information kan också kodas i tiden för frisättning av molekyler REF.
On the Capacity of Diffusion-Based Molecular Timing Channels
{'venue': '2016 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)', 'journal': '2016 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Mathematics']}