Войти
A наносеть или наносеть представляет собой набор взаимосвязанные наномашины (устройства размером несколько сотен нанометров или несколько микрометров ), которые могут выполнять только очень простые задачи, такие как вычисление, хранение данных, обнаружение и срабатывание. Ожидается, что наносети расширят возможности отдельных наномашин как с точки зрения сложности, так и диапазона операций, позволив им координировать, совместно использовать и объединять информацию. Наносети открывают новые возможности применения нанотехнологий в биомедицине, экологических исследованиях, военных технологиях и промышленности, а также потребительских товарах. Связь в наномасштабе определена в IEEE P1906.1.
Классические коммуникационные парадигмы должны быть пересмотрены для наномасштаба. Две основные альтернативы коммуникации в наномасштабе основаны либо на электромагнитной коммуникации, либо на молекулярной коммуникации.
Это определяется как передача и прием электромагнитного излучения от компонентов на основе новых наноматериалов. Последние достижения в области углеродной и молекулярной электроники открыли дверь новому поколению электронных компонентов в нанометровом масштабе, таких как нанобатареи, наноразмерные сбор энергии системы, нано-память, логические схемы в наномасштабе и даже наноантенны. С точки зрения связи, уникальные свойства, наблюдаемые в наноматериалах, будут определять конкретную ширину полосы для излучения электромагнитного излучения, временную задержку излучения или величину излучаемой мощности для данной входной энергии, среди прочего другие.
В настоящее время предусмотрены две основные альтернативы электромагнитной связи в наномасштабе. Во-первых, было экспериментально продемонстрировано, что можно принимать и демодулировать электромагнитную волну с помощью нанорадио, то есть с помощью электромеханически резонирующей углеродной нанотрубки, которая является может декодировать волны с амплитудной или частотной модуляцией. Во-вторых, наноантенны на основе графена были проанализированы как потенциальные электромагнитные излучатели в терагерцовом диапазоне.
Молекулярная связь определяется как передача и прием информации с помощью молекул. Различные методы молекулярной коммуникации можно классифицировать в соответствии с типом распространения молекулы в коммуникации на основе обхода, потока или диффузии.
В молекулярной коммуникации на основе пешеходных переходов молекулы распространяются заранее заданными путями с использованием веществ-носителей, таких как молекулярные моторы. Этот тип молекулярной коммуникации также может быть достигнут с использованием E. coli как хемотаксис.
В молекулярной коммуникации на основе потока молекулы распространяются посредством диффузии в текучей среде, поток и турбулентность Ориентированы и предсказуемы. гормональная коммуникация через кровоток внутри человеческого тела является примером этого типа распространения. Распространение на основе потока также может быть реализовано с использованием несущих объектов, движение которых может быть ограничено в среднем по определенным путям, несмотря на отображение случайной составляющей. Хорошим примером этого случая является феромональная молекулярная связь на большом расстоянии.
В молекулярной связи, основанной на диффузии, молекулы распространяются посредством спонтанной диффузии в текучей среде.. В этом случае молекулы могут подчиняться только законам диффузии или могут также подвергаться воздействию непредсказуемой турбулентности, присутствующей в текучей среде. Феромонная коммуникация, когда феромоны выделяются в текучую среду, такую как воздух или вода, является примером архитектуры, основанной на диффузии. Другие примеры этого вида транспорта включают передачу сигналов кальция среди клеток, а также распознавание кворума среди бактерий.
На основе макроскопической теории идеальной (свободной) диффузии об импульсной характеристике одноадресного молекулярного канала связи сообщалось в статье, в которой было указано, что импульсная характеристика идеального молекулярного канала связи, основанного на диффузии, испытывает временное расширение. Такое временное расширение оказывает сильное влияние на производительность системы, например, на создание межсимвольной интерференции (ISI) на принимающей наномашине. Для обнаружения молекулярного сигнала, закодированного по концентрации, были предложены два метода обнаружения, названные детектированием на основе выборки (SD) и детектированием на основе энергии (ED). В то время как подход SD основан на амплитуде концентрации только одной пробы, взятой в подходящий момент времени в течение продолжительности символа, подход ED основан на общем накопленном количестве молекул, полученных в течение всей продолжительности символа. Чтобы уменьшить влияние ISI, была проанализирована управляемая схема молекулярной коммуникации на основе ширины импульса. Представленная работа показала, что можно реализовать многоуровневую амплитудную модуляцию на основе идеальной диффузии. Также было проведено всестороннее исследование основанной на импульсах бинарной и синусовой системы молекулярной коммуникации с кодировкой концентрации.
.
