[发明专利]分子通信方法及用于分子通信的接收机

说明书

本公开提供一种分子通信方法及用于分子通信的接收机。该方法在接收端执行，包括：在比特时隙内分别检测从发射端通过生化环境发送的携带原比特的信息的信使分子的第一浓度、生化环境存在的反应物分子的第二浓度、信使分子与反应物分子在生化环境中发生反应生成的产物分子的第三浓度，得到第一浓度曲线、第二浓度曲线和第三浓度曲线；分别对第一浓度曲线、第二浓度曲线和第三浓度曲线进行凹凸性度量，得到第一度量指标、第二度量指标和第三度量指标；通过将第一度量指标、第二度量指标和第三度量指标分别与预设自适应阈值进行比较，获得对原比特的第一检测结果、第二检测结果和第三检测结果；基于各检测结果进行综合判决，以得到原比特的恢复比特。

技术领域

本公开涉及分子通信技术领域，尤其涉及一种分子通信方法及用于分子通信的接收机。

背景技术

近年来，纳米技术、合成生物学等各领域不断发展，为分子通信相关研究提供了一定的硬件基础。分子通信整体设施及方式具有良好的生物兼容性，以分子通信为基础的纳米网络植入人体后，对周围环境、组织、器官能进行较为准确的感知，在检测到病变可能发生时及时的预警，故实现性能可靠的分子通信有利于生物医学的进一步发展。分子通信以分子自身作为信息载体，以信使分子浓度、种类以及释放时间为信息编码方式，发送端释放的信使分子，通过自由扩散过程抵达接收端，完成判决以恢复信息序列。

现有技术通过酶物质与信道中码间干扰分子发生酶解反应，从而消除信道中的码间干扰分子，然后通过相干检测在接收端进行检测。然而，相干检测技术必须精确获知信道状态信息以及复杂的数字信号处理过程，不仅繁琐，而且相干检测的检测效果还受信道传输速率的影响，导致分子通信过程中的误码率过高。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种分子通信方法及用于分子通信的接收机。

基于上述目的，本公开提供了一种分子通信方法，所述方法在接收端执行，包括：

在比特时隙内，分别检测从发射端通过生化环境发送的携带原比特的信息的信使分子的第一浓度、所述生化环境中存在的反应物分子的第二浓度、所述信使分子与所述反应物分子在所述生化环境中发生反应而生成的产物分子的第三浓度，以得到第一浓度曲线、第二浓度曲线和第三浓度曲线；

分别对所述第一浓度曲线、所述第二浓度曲线和所述第三浓度曲线进行凹凸性度量，以得到第一度量指标、第二度量指标和第三度量指标；

通过将所述第一度量指标、所述第二度量指标和所述第三度量指标分别与预设的第一自适应阈值、第二自适应阈值和第三自适应阈值进行比较，获得对所述原比特的第一检测结果、第二检测结果和第三检测结果；

基于所述第一检测结果、所述第二检测结果和所述第三检测结果进行综合判决，以得到所述原比特的恢复比特。

基于同样的发明目的，本公开一个或多个实施例还提供一种用于分子通信的接收机，包括：

分集接收模块，被配置为：在比特时隙内，分别检测从发射端通过生化环境发送的携带原比特的信息的信使分子的第一浓度、所述生化环境中存在的反应物分子的第二浓度、所述信使分子与所述反应物分子在所述生化环境中发生反应而生成的产物分子的第三浓度，以得到第一浓度曲线、第二浓度曲线和第三浓度曲线；

度量模块，被配置为：分别对所述第一浓度曲线、所述第二浓度曲线和所述第三浓度曲线进行凹凸性度量，以得到第一度量指标、第二度量指标和第三度量指标；

检测模块，被配置为：通过将所述第一度量指标、所述第二度量指标和所述第三度量指标分别与预设的第一自适应阈值、第二自适应阈值和第三自适应阈值进行比较，获得对所述原比特的第一检测结果、第二检测结果和第三检测结果；

判决模块，被配置为：基于所述第一检测结果、所述第二检测结果和所述第三检测结果进行综合判决，以得到对所述原比特的恢复比特。