具有局部与全局降解的闭环分子通信：建模与脱落符号分析
系统与控制
2025-06-23 v1 新兴技术
系统与控制
摘要
本文提出了一种新型基于物理的模型，用于闭环分子通信（MC）系统中的信号传播，这些系统在诸多愿景生物医学应用中尤为 relevant，例如生物监测或药物输送至人类心血管系统（CVS）内的闭环体内。与大多数考虑于开环系统的 MC 系统不同，闭环系统呈现出影响信号分子（SM）传播的不同特征效应。一个关键现象是周期性 SM 到达接收器（RX），导致闭环系统中各种类型的串扰（ISI）。为捕捉这些特征效应，我们提出了 TX 内 SM 传播的解析模型。该模型考虑任意时空 SM 释放模式，并纳入多种环境效应，如流体运动、SM 扩散和 SM 降解。此外，为涵盖广泛实用降解和清除机制，该模型包括局部移除（例如因 SM 吸收于器官）和全局移除（例如因化学降解）的 SM。通过三维（3-D）粒子基模拟（PBS）验证了所提模型的准确性。我们利用所提模型来发展对闭环 MC 系统中各种 ISI 类型的严格特征描述。
引用
@article{arxiv.2506.17112,
title = {Closed-Loop Molecular Communication with Local and Global Degradation: Modeling and ISI Analysis},
author = {Lukas Brand and Fardad Vakilipoor and Sören Botsch and Timo Jakumeit and Sebastian Lotter and Robert Schober and Maximilian Schäfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.17112},
year = {2025}
}