基于交叉反应受体的分子通信频域检测
信号处理
2023-09-19 v1 新兴技术
摘要
分子通信（MC）是一种受生物启发的通信范式，使用分子作为信息载体，需要非常规的收发机与调制/检测技术。实用的MC接收机（MC-Rx）可采用场效应晶体管生物传感器（bioFET）架构实现，其中表面受体与配体可逆反应。配体结合受体的时变浓度通过场效应转换为电信号，用于解码所传输的信息。然而，配体-受体相互作用不能提供理想的分子选择性，因为存在于MC信道中相似的配体类型（即干扰物）可与同类受体相互作用。在时域克服这种分子串扰可能具有挑战性，尤其是当接收机不知晓干扰物统计特性或工作在近饱和状态时。因此，我们提出一种用于基于bioFET的MC-Rx的频域检测（FDD）技术，其利用不同配体类型的结合反应速率差异（反映于配体-受体结合噪声的功率谱中）。我们推导了FDD技术的误比特概率（BEP），并证明在随机分子干扰下，与广泛使用的时域检测（TDD）技术相比，其在解码所传输浓度信号方面的有效性。随后，我们通过基于粒子的空间随机模拟器（模拟微流控通道中MC-Rx上的反应）验证了FDD的分析性能界限。
引用
@article{arxiv.2309.09377,
title = {Frequency-Domain Detection for Molecular Communication with Cross-Reactive Receptors},
author = {Meltem Civas and Murat Kuscu and Ozgur B. Akan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09377},
year = {2023}
}
备注
Submitted to the IEEE for possible publication. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2301.01049