전기장 보조 분자 통신의 확률 모델링 및 파형 최적화

본 논문은 전기장을 이용해 분자 통신(MCvD) 시스템의 전송 효율을 향상시키는 방법을 이론적으로 정립하고, 실용적인 파형 설계 알고리즘을 제시한다. 연구는 크게 네 부분으로 구성된다. 1. **시스템 모델 및 물리적 배경** - 3‑차원 유체 환경에서 송신기(Tx)가 원점으로부터 거리 d₀에 위치하고, 반경 r_Rx인 구형 수신기(Rx)를 중심에 두는 전형적인 MCvD 설정을 고려한다. - 입자는 전하를 띤 이온으로 가정하고, 복합 드리프트 Φ(t)=u(t)+c_eE(t) 를 받는다. 여기서 u(t)는 배경 흐름, E(t) 는 외부 전기장, c_e는 전기 이동도 상수이다. - 두 종류의 수신기를 정의한다. (i) 완전 흡수형(FA): 입자가 표면에 닿으면 즉시 소멸, 생물학적 리셉터와 유사. (ii) 수동형(PA): 입자가 자유롭게 들어오고 나갈 수 있는 투명 경계, 수학적 검증용 기준점. 2. **측정 변환 기반 확률론적 프레임워크** - 입자 위치 X_t는 SDE dX_t = Φ(t)dt + √(2D)dB_t 로 기술된다. 직접적으로 PDE(특히 Nernst‑Planck)를 풀면 구형 경계와 시간 가변 드리프트 때문에 해를 구하기 어렵다. - Cameron‑Martin‑Girsanov 정리를 이용해, 드리프트가 없는 순수 확산 과정(P)와 실제 물리 과정(Q) 사이의 라디온–니코디엄 M_t 를 정의한다. - M_t = exp