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通过消耗自由能实现能源高效的分子通信接收机设计

信息论 2025-08-08 v1 math.IT

摘要

信息分子在分子通信 (MC) 中扮演着重要角色,作为信息传递的载体。获取信息分子的常见方法是从环境中收获它们;然而,收获的分子往往是混合了各种环境分子的混合物,且初始浓度比例在储备罐中相同,这会阻碍诸如分子移位键控 (MoSK) 等高保真传输技术。本文提出了一种接收机设计,该设计从周围环境中收获分子并存储在两个储备罐中。为了分离混合分子,需要消耗能量将其在储备罐之间转移。给定有限的能源资源,本文探讨了各种能源效率策略以优化接收机性能。通过理论分析和仿真,我们研究了不同方法用于在储备罐之间移动分子。结果表明,转移更高初始浓度的分子可提高接收机性能,而使用更少的分子进行每次转移进一步提高效率。这些发现为通过能源高效的分子转移技术优化 MC 系统提供了宝贵的见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.04805,
  title  = {Energy Efficient Transmitter Creation by Consuming Free Energy in Molecular Communication},
  author = {Dongliang Jing and Linjuan Li and Zhen Cheng and Lin Lin and Andrew W. Eckford},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04805},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications