分子通信网络的扩展主方程模型

我们考虑由分布在流体介质中的发射器和接收器组成的分子通信网络。在此类网络中，发射器向接收器发送一种或多种信号分子，这些分子在介质中扩散，从而实现通信。为了能够设计合成的分子通信网络，需要为这些网络建立数学模型。本文提出了一种新的分子通信网络随机模型，称为带外源输入的反应扩散主方程（RDMEX）。RDMEX 背后的核心思想是将发射器建模为信号分子计数的时间序列，而介质中的扩散和接收器处的化学反应则使用主方程建模为马尔可夫过程。RDMEX 的一个优点是它可以方便地用于对具有多个发射器和接收器的分子通信网络进行建模。针对接收器处反应动力学为线性的情况，我们展示了如何利用 RDMEX 确定接收器输出信号的均值和协方差，并推导出 RDMEX 模型接收器输出信号均值的闭式表达式。这些闭式表达式揭示了接收器的输出信号可能受到其他接收器存在的影响。文中提供了数值示例以展示该模型的特性。