基于VOC的植物间分子通信信道建模与分析

分子通信（MC）通过受生物系统启发的粒子实现信息传递。挥发性有机化合物（VOCs）是生物或非生物对象使用的一类最丰富多样的信号分子。基于VOC的MC在开发长距离、生物兼容的通信系统方面具有巨大前景，该系统能够连接纳米和微尺度设备。在本文中，我们从ICT视角提出了一个基于VOC的植物间MC的全面端到端框架。通信过程分为三个阶段：传输（VOC的生物合成与叶片排放）、信道传播（通过高斯云团对应力诱导VOC释放和通过高斯羽流对应组成性VOC释放的湍流风中的平流-扩散），以及接收（VOC的摄取与受体植物的生理响应）。每个阶段均通过其衰减和延迟进行分析。数值结果表明VOC信道呈现低通行为，其带宽和容量受距离、风速和噪声的强烈影响。尽管物理信道支持中等频率，但发射端的生物约束将端到端信道限制为缓变信号。