多链路分子通信中的面积速率效率
信息论
2023-09-29 v2 新兴技术
math.IT
摘要
我们考虑一个基于扩散的多链路分子通信(MC)系统,其中多个空间分布的发射机(TX)-接收机(RX)对使用同类信号分子建立点对点通信链路。为充分挖掘该系统潜力,需要深入理解空间链路密度与链路间干扰(ILI)之间的相互作用及其对系统性能的影响。本文考虑一个三维无界域,其中多个空间分布的点对点非协作传输链路,TX与RX均位于规则固定网格上。针对该设置,我们首先推导系统中TX与RX间信道冲激响应(CIR)的解析表达式。随后,推导RX的最大似然(ML)检测器,并证明其可化简为基于阈值的检测器。此外,我们推导了相应检测阈值的解析表达式,其依赖于来自专用TX的期望信号统计、MC信道统计以及ILI统计。最后,我们提出两个新性能指标,即面积速率效率(ARE)与面积时间速率效率(ARTE),适用于整体评估空间分布多链路MC系统。具体而言,ARE与ARTE分别刻画了传输链路密度与每链路可达速率之间的权衡,以及传输链路密度、每链路可达速率与码间干扰(ISI)之间的权衡。因此,ARE与ARTE可用于确定使整个系统吞吐量最大的最优传输链路密度。
引用
@article{arxiv.2111.05175,
title = {Area Rate Efficiency in Multi-Link Molecular Communications},
author = {Lukas Brand and Sebastian Lotter and Vahid Jamali and Robert Schober and Maximilian Schäfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.05175},
year = {2023}
}
备注
16 pages double column, 15 figures, 1 table. This paper has been accepted for publication in the IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2105.01590