分子编码索引调制：信号传输、检测与性能分析

《IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications》：Molecular Code Index Modulation: Signaling, Detection, and Performance Analysis

生物-纳米物联网通信中基于分子编码的双模检测系统研究

　　

摘要：

生物纳米物联网络（IoBNT）预计将在未来的医疗系统中发挥关键作用。本文提出了一种分子编码索引调制（MCIM）方案，以实现可靠的分子通信（MC），该方案可应用于微/纳米级网络，包括IoBNT。MCIM系统利用两种不同类型的分子，将信息编码到传播码和分子类型的索引中。在接收端，利用这两种类型分子在所有芯片上的浓度差异来进行信息检测。相应地，基于相关检测原理，提出了两种低复杂度的检测器：联合检测器和逐步检测器，这两种检测器无需信道状态信息。此外，为了减轻由MC信道和特定结构的传播码引起的符号间干扰（ISI），开发了一种改进的逐步检测器以提高其性能。分析了采用联合检测的MCIM系统的比特错误率（BER）上限，以及采用任何检测方案的MCIM系统的吞吐量和计算复杂度。我们的研究表明，与现有的采用两种分子类型的调制方案（如分子移位键控和分子类型排列移位键控方案）相比，所提出的MCIM方案在较低的计算复杂度下具有实现更高BER和吞吐量性能的潜力。