view in publisher's site

On Medium Chemical Reaction in Diffusion-Based Molecular Communication: A Two-Way Relaying Example

Chemical reactions are a prominent feature of molecular communication systems, with no direct parallels in wireless communications. While chemical reactions may be used inside the transmitter nodes, receiver nodes, or the communication medium, we focus on its utility in the medium in this paper. Such chemical reactions can be used to perform computation over the medium as molecules diffuse and react with each other (physical-layer computation). We propose the use of chemical reactions for the following purposes: 1) to reduce signal-dependent observation noise of receivers by reducing the signal density; 2) to realize molecular physical-layer network coding (PNC) by performing the natural XOR operation inside the medium; and 3) to reduce the inter-symbol interference (ISI) of other transmitters by canceling out the remaining molecules from previous transmissions. To make the ideas formal, we consider an explicit two-way relaying example with a transparent receiver (which has a signal-dependent noise). The proposed ideas are used to define a modulation scheme (which we call the PNC scheme). We compare the PNC with a previously proposed scheme for this problem, where the XOR operation is performed at the relay node (using a molecular logic gate). We call the latter, the straightforward network coding (SNC). It is observed that in addition to the simplicity of the proposed PNC scheme, it outperforms the SNC scheme especially when we consider ISI.

واکنش شیمیایی متوسط در ارتباط مولکولی انتشار: یک مثال دو طرفه: مثال

واکنش‌های شیمیایی یک ویژگی بارز از سیستم‌های ارتباطی مولکولی هستند و هیچ گونه ارتباطی مستقیم در ارتباطات بی‌سیم وجود ندارد. در حالی که واکنش‌های شیمیایی ممکن است در گره‌های فرستنده، گره‌های گیرنده، یا رسانه ارتباطی مورد استفاده قرار گیرد، ما بر کاربرد آن در رسانه در این مقاله تمرکز می‌کنیم. چنین واکنش‌های شیمیایی را می توان برای انجام محاسبات در محیط کشت به صورت مولکول و واکنش با یکدیگر (محاسبات لایه فیزیکی)به کار برد. ما استفاده از واکنش‌های شیمیایی برای اهداف زیر را پیشنهاد می‌کنیم: ۱)تا صدای مشاهده وابسته به سیگنال را با کاهش چگالی سیگنال کاهش دهد؛ ۲)تا کدگذاری شبکه فیزیکی - لایه (PNC)را با اجرای عملیات XOR طبیعی درون محیط (و ۳)برای کاهش تداخل بین علامت (ISI)از فرستنده‌های دیگر حذف می‌کند. برای ایجاد این ایده‌ها، ما یک مثال دو طرفه صریح را با یک گیرنده شفاف در نظر می‌گیریم (که نویز وابسته به سیگنال دارد). ایده‌های پیشنهادی برای تعریف یک طرح مدولاسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند (که ما آن را طرح PNC می‌نامیم). ما PNC را با طرح پیشنهادی قبلی برای این مساله مقایسه کردیم، که در آن عملیات XOR در گره رله (با استفاده از دروازه منطق مولکولی)انجام می‌شود. ما به دومی، کدگذاری شبکه ساده (SNC)می‌گوییم. مشاهده شده‌است که علاوه بر سادگی طرح PNC پیشنهاد شده، آن بهتر از طرح SNC است، به خصوص وقتی که آی اس آی را در نظر می‌گیریم.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • ترجمه مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • ترجمه مقاله مهندسی برق و الکترونیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.