基于 SiNW FET 的分子通信接收器的建模与分析

分子通信是一种受生物启发的通信方法，基于纳米级设备之间通过交换分子进行信息传递。文献已从多个方面对分子通信进行了广泛研究；然而，分子通信收发单元的物理设计在很大程度上被忽略了，通常假设网络节点是完全的生物设备（例如工程细菌），它们本质上能够接收和发送分子信息。然而，生物设备较低的信息处理能力及其与宏观网络连接的挑战，阻碍了纳米网络的真正应用潜力。为了克服这一问题，我们最近提出了一种纳米生物电子分子通信接收器架构，利用了基于纳米级场效应晶体管的生物传感器技术，该技术在产生电信号作为输出的同时，提供了非侵入式且灵敏的分子检测。在本文中，我们通过整合分子通信与 bioFET 中的底层过程，为基于硅纳米线场效应晶体管的分子通信接收器引入了一个综合模型，以提供一个统一的分析框架。我们推导出了噪声统计量、接收器输出端的信噪比（SNR）以及误码率（SEP）的闭式表达式。以 SNR 和 SEP 衡量的性能评估揭示了各个系统参数对所提出的分子通信接收器检测性能的影响。