CN103354536A - 用于纳米通信的调制和解调的方法及使用该方法的接收器 - Google Patents

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CN103354536A CN2013100493466A CN201310049346A CN103354536A CN 103354536 A CN103354536 A CN 103354536A CN 2013100493466 A CN2013100493466 A CN 2013100493466A CN 201310049346 A CN201310049346 A CN 201310049346A CN 103354536 A CN103354536 A CN 103354536A
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Abstract

本发明公开了一种用于纳米通信的调制和解调的方法及使用该方法的接收器。所述用于纳米通信的接收器包括：电源，包括阴极和阳极；阴极单元，连接到电源的阴极，所述阴极单元包括纳米装置，并且该纳米装置被构造为：接收根据预定调制方案调制的无线信号、具有至少两个不同的谐振频率、基于无线信号的频率和所述至少两个不同的谐振频率进行谐振；阳极单元，连接到电源的阳极，并且该阳极单元被构造为检测从纳米装置发射的电子并基于检测电子的图案对无线信号进行解调。

Description

用于纳米通信的调制和解调的方法及使用该方法的接收器
本申请要求于2012年2月27日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0019649号韩国专利申请的权益，所述申请的全部公开出于所有目的而通过引用合并于此。
技术领域
以下描述涉及一种用于纳米通信的调制和解调的方法及使用所述方法的接收器。
背景技术
纳米管(nanotube)通信是基于如下的现象，即，纳米管按预定频率谐振并且在谐振的同时发射电子。纳米管可以是仅具有一个独有谐振频率的长的圆柱型纳米结构，其中，所述谐振频率取决于纳米管的半径和纳米管的长度。单个纳米管可在纳米管通信中执行天线、调谐器、放大器和解调器的功能。
纳米管的一端连接到阴极并且纳米管的另一端与阳极相对，使得电子聚集在纳米管的与阳极相对的所述另一端并且因场致电子发射现象而被发射到阳极，从而产生场发射电流。输入无线信号在纳米管的所述另一端与电子相互作用，导致洛伦兹力被施加到纳米管的所述另一端。洛伦兹力试图使纳米管偏转，但是这种偏转被纳米管的弹性阻碍。如果无线信号的频率等于纳米管的谐振频率，则由于洛伦兹力与弹性的相互作用，纳米管将按谐振频率谐振。同时，由于上面讨论的场致电子发射现象，聚集在纳米管的所述另一端的电子作为场发射电流而被发射到阳极。当纳米管以谐振频率进行谐振时在阳极接收的电子的数量多于当纳米管没有以谐振频率谐振时在阳极接收的电子的数量。使用这种现象，可通过辨别在阳极接收的电子的数量大于预定阈值时，来解调无线信号。
发明内容
根据一个总体方面，一种用于纳米通信的接收器包括：电源，包括阴极和阳极；阴极单元，连接到电源的阴极，所述阴极单元包括纳米装置，并且该纳米装置被构造为：接收根据预定调制方案调制的无线信号、具有至少两个不同的谐振频率、基于无线信号的频率和所述至少两个不同的谐振频率进行谐振；阳极单元，连接到电源的阳极，并且该阳极单元被构造为：检测从纳米装置发射的电子；基于检测电子的图案对无线信号进行解调。
所述至少两个不同的谐振频率可包括第一谐振频率和第二谐振频率，纳米装置以第一谐振频率进行谐振的谐振方向可不同于纳米装置以第二谐振频率进行谐振的谐振方向。
所述至少两个不同的谐振频率可取决于纳米装置的属性；纳米装置的属性可包括纳米装置的长度、纳米装置的宽度以及纳米装置的厚度；纳米装置的厚度可以是纳米装置的最长的尺寸；纳米装置的宽度可以是沿纳米装置的横截面的第一方向的纳米装置的尺寸，其中，所述横截面与纳米装置的长度正交；纳米装置的厚度可以是沿纳米装置的横截面的第二方向的纳米装置的尺寸，其中，第二方向与第一方向正交；纳米装置的宽度可不同于纳米装置的厚度。
根据预定调制方案调制的无线信号可基于所述至少两个不同的谐振频率被调制。
根据预定调制方案调制的无线信号可通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率而被调制。
阳极单元可包括与纳米装置的谐振方向对应的区域，所述区域被构造为检测从纳米装置发射的电子；阳极单元还被构造为：基于由所述区域检测的电子来检测所述检测的电子的图案；基于所检测的所述检测的电子的图案对无线信号进行解调。
阳极单元可包括：与纳米装置的至少两个谐振方向对应的多个区域，其中，所述至少两个谐振方向分别对应于所述至少两个不同的谐振频率，阳极单元还可被构造为：测量因检测的电子而流过所述多个区域中的每一个区域的电流的量，将测量的电流的量与各自的预定阈值进行比较；基于比较的结果检测所述检测的电子的图案，基于所检测的所述检测的电子的图案对无线信号进行解调。
纳米装置可包括具有长方形柱体的结构而不是正方形柱体的结构的纳米带。
根据另一总体方面，一种用于使用具有至少两个不同的谐振频率的纳米装置的纳米通信的方法，所述方法包括：提供数据比特；识别所述至少两个不同的谐振频率；通过基于所述至少两个不同的谐振频率对数据比特进行调制，来产生无线信号。
产生无线信号的步骤可包括：通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率，来对数据比特进行调制。
所述至少两个不同的谐振频率可包括第一谐振频率和第二谐振频率，纳米装置按第一谐振频率进行谐振的谐振方向可不同于纳米装置按第二谐振频率进行谐振的谐振方向。
纳米装置可包括具有长方形柱体的结构而不是正方形柱体的结构的纳米带。
根据另一总体方面，一种用于纳米通信的解调的方法包括：通过连接到电源的阴极的纳米装置接收根据预定调制方案调制的无线信号；通过连接到电源的阳极的多个电子传感器检测从纳米装置发射的电子；基于检测的电子的图案对无线信号进行解调，其中，纳米装置可被构造为：具有至少两个不同的谐振频率；基于无线信号的频率和所述至少两个不同的谐振频率进行谐振。
所述至少两个不同的谐振频率可包括第一谐振频率和第二谐振频率，纳米装置按第一谐振频率进行谐振的谐振方向可不同于纳米装置按第二谐振频率进行谐振的谐振方向。
根据预定调制方案调制的无线信号可通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率而被调制。
无线信号的解调的步骤可包括：测量因检测的电子而流过每一个电子传感器的电流的量；将测量的电流的量与各自的预定阈值进行比较；基于比较的结果，检测所检测的电子的图案，其中，所述多个电子传感器可包括与纳米装置的至少两个谐振方向对应的电子传感器。
纳米装置可包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。
根据另一总的方面，一种永久型计算机可读存储介质存储有用于控制用于执行上面描述的方法的程序。
根据另一总体方面，一种用于纳米通信的接收器包括：阴极单元，包括纳米装置，所述纳米装置具有多个不同的谐振频率并且被构造为接收无线信号；阳极单元，被构造为在纳米装置接收无线信号的同时检测从纳米装置发射的电子的图案，并基于所检测的从纳米装置发射的电子的图案对无线信号进行解调。
纳米装置可包括具有长方形柱体的结构而不是正方形柱体的结构的纳米带。
纳米装置可沿多个不同的谐振方向进行谐振，其中，所述多个不同的谐振方向分别对应于多个不同的谐振频率。
无线信号可根据预定调制方案基于多个谐振频率而被调制。
预定调制方案将多个数据比特映射到所述多个谐振频率。
阳极单元可包括多个传感器，所述多个传感器被构造为检测从纳米装置发射的电子；阳极单元还可被构造为：测量在预定时间段期间因检测的电子而流过每一个传感器的电流的量；将测量的电流的量与各自的预定阈值进行比较；基于比较的结果，检测从纳米装置发射的电子的图案；基于所检测的从纳米装置发射的电子的图案，对无线信号进行解调。
纳米装置可沿多个不同的谐振方向进行谐振，所述多个谐振方向分别对应于所述多个不同的谐振频率，所述多个传感器可包括：分别对应于所述多个不同的谐振方向的多个传感器、对应于所述多个不同的谐振方向的组合的传感器。
阳极单元可包括多个传感器，所述多个传感器被构造为检测从纳米装置发射的电子，阳极单元还可被构造为：测量在预定时间段期间因检测的电子而流过每一个传感器的电流的量；通过计算测量的电流的量的总和，来获得和值；将测量的电流的量的和值与多个预定阈值进行比较；当测量的电流的量的和值在两个预定阈值之间时，将两个测量的电流的量相互比较；基于两次比较的结果，检测从纳米装置发射的电子的图案；基于检测的从纳米装置发射的电子的图案，对无线信号进行解调。
纳米装置可沿多个不同的谐振方向进行谐振，所述多个不同的谐振方向分别对应于所述多个不同的谐振频率，所述多个传感器可包括：分别对应于所述多个不同的谐振方向的多个传感器、对应于所述多个不同的谐振方向的组合的传感器、对应于所述多个不同的谐振方向相交叉的区域的传感器。
通过以下详细描述、附图和权利要求，其它特征和方面将变得清楚。
附图说明
图1是示出用于纳米通信的接收器的示例的示图。
图2是示出由阳极单元检测的电子的图案(pattern)的示例，以及基于检测的电子的图案对无线信号进行解调的方法的示例的示图。
图3是示出用于基于检测的电子的图案对无线信号进行解调的阳极单元的结构的示例的示图。
图4是示出用于基于检测的电子的图案对无线信号进行解调的阳极单元的结构的另一示例的示图。
图5是示出用于纳米通信的调制的方法的示例的流程图。
图6是示出用于纳米通信的解调的方法的示例的流程图。
具体实施方式
提供以下详细描述，以帮助读者获得对在此描述的方法、设备、和/或系统的全面理解。但是，在此描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改以及等同物对于本领域的普通技术人员清楚的。在此描述的操作的顺序仅是示例且不限于在此阐述的顺序，但是对于本领域普通技术人员清楚的是，除必需按特定顺序发生的操作之外，所述操作的顺序可被改变。此外，为了更加清楚和简洁，本领域普通技术人员所公知的功能和结构的描述将被省略。
贯穿附图和详细描述，相同的附图标号指示相同的元件。附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、示出和便利，可夸张附图中的元件的相对大小、比例和示出。
图1是示出用于纳米通信的接收器的示例的示图。参照图1，接收器包括：阴极单元110，阴极单元110包括纳米装置115；阳极单元120，被配置为检测从纳米装置115发射的电子。阴极单元110连接到电源的阴极，阳极单元120连接到电源的阳极。
纳米装置115具有取决于纳米装置115的属性的至少两个不同的谐振频率。例如，纳米装置115可以是具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带(未示出)。在该示例中，纳米带具有取决于于纳米带的长度、纳米带的宽度和纳米带的厚度的两个不同的谐振频率。
纳米带的长度是纳米带的最长的尺寸。纳米带的宽度是沿与纳米带的长度正交的纳米带的横截面的第一方向的纳米带的尺寸。纳米带的厚度是沿纳米带的横截面的与第一方向正交的第二方向的纳米带的尺寸。纳米带的宽度和纳米带的厚度具有不同值。因此，纳米带具有分别与宽度方向和厚度方向对应的两个不同的谐振频率。
纳米装置115利用纳米装置115的至少两个不同的谐振频率，接收根据预定调制方案调制的无线信号。具体地讲，通过将数据比特与至少两个不同的谐振频率相互映射，来对无线信号进行调制。无线信号是通过将数量等于所述至少两个不同的谐振频率的数量的数据比特进行调制而产生的信号。
例如，数据比特被一一对应地匹配到所述至少两个不同的谐振频率。通过基于每一个数据比特的值是“0”还是“1”确定是否将对应的谐振频率包括在无线信号中，来对数据比特进行调制。
此外，当使用宽度和厚度互不相同的纳米带时，纳米带将具有两个不同的谐振频率。由纳米带接收的无线信号是通过使用两个不同的谐振频率对两个数据比特进行调制而产生的信号。即，两个不同的谐振频率中的第一谐振频率对应于两个数据比特中的第一数据比特，两个不同的谐振频率中的第二谐振频率对应于两个数据比特中的第二数据比特。
在该示例中，当第一数据比特具有值“0”时第一谐振频率不包括在无线信号中，当第一数据比特具有值“1”时第一谐振频率包括在无线信号中，使得基于第一数据比特的值对无线信号进行调制。
类似地，当第二数据比特具有值“0”时第二谐振频率不被包括在无线信号中，当第二数据比特具有值“1”时第二谐振频率包括在无线信号中，使得基于第二数据比特的值对无线信号进行调制。
可以以各种方式修改调制方案。例如，当第一数据比特或第二数据比特具有值“1”时第一谐振频率或第二谐振频率可不被包括在无线信号中，当第一数据比特或第二数据比特具有值“0”时第一谐振频率或第二谐振频率可被包括在无线信号中。
由于可使用两个数据比特指示四条信息，因此可通过改变基于两个数据比特的值的第一谐振频率和第二谐振频率中的每一个是否包括在无线信号中的组合，来对表示四条信息的两个数据比特进行调制。
纳米装置115是否谐振取决于接收的无线信号的频率以及纳米装置115的至少两个不同的谐振频率。
如上所述，所述至少两个不同的谐振频率取决于纳米装置115的属性。当纳米装置115接收作为频率分量而包括所述至少两个不同的谐振频率中的至少一个谐振频率的无线信号时，纳米装置115将按所述至少两个不同的谐振频率中的所述至少一个谐振频率进行谐振。
在该示例中，纳米装置115沿不同方向按所述至少两个不同的谐振频率中的每一个进行谐振。即，所述至少两个不同的谐振频率可包括第一谐振频率和第二谐振频率，纳米装置115按第一谐振频率进行谐振的谐振方向与纳米装置115按第二谐振频率进行谐振的谐振方向不同。
例如，宽度和厚度互相不同的纳米带将根据对应于宽度方向的谐振频率还是对应于厚度方向的谐振频率包括在接收的信号中，来沿宽度方向或沿厚度方向进行谐振。另外，当由纳米带接收的信号包括对应于宽度方向的谐振频率和对应于厚度方向的谐振频率二者时，纳米带将沿宽度方向和厚度方向这两个方向进行谐振。
阳极单元120检测从纳米装置115发射的电子，并基于检测的电子的图案对由纳米装置115接收的无线信号进行解调。
阳极单元120包括与纳米装置可沿其谐振的至少两个不同的谐振方向对应的多个区域。所述区域检测从纳米装置150发射的电子。阳极单元120基于由区域检测的电子检测来检测所述检测到的电子的图案，并基于检测的电子的图案对无线信号进行解调。
具体地讲，阳极单元120检测从纳米装置150发射的电子，测量在预定时间段内由于检测到的电子而流过与纳米装置115的至少两个谐振方向对应的每一个区域的电流的量，将测量的电流的量与预定阈值进行比较，基于比较的结果检测所检测的电子的图案并基于检测的所检测的电子的图案对无线信号进行解调。稍后，将参照图3和图4来详细描述阳极单元120。
图2是示出由阳极单元检测的电子的图案的示例，以及基于检测的电子的图案对无线信号进行解调的方法的示例的示图。参照图2，阳极单元基于检测的电子的图案对由阳极单元接收的无线信号进行解调。
在该示例中，用于纳米通信的接收器使用具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。纳米带具有对应于纳米带的厚度和宽度的两个不同的谐振频率。
在该示例中，纳米带根据接收的无线信号的频率分量沿厚度方向和宽度方向进行谐振。当接收到包括所述两个不同的谐振频率的无线信号时，纳米带根据所述两个不同的谐振频率的强度以椭圆形或圆形进行谐振。
阳极单元使用以下方法对接收的无线信号进行解调。当如210所示没有检测到电子时，阳极单元确定“00”被发送。当如220所示检测的电子具有垂直图案时，阳极单元确定“01”被发送。当如230所示检测的电子具有水平图案时，阳极单元确定“10”被发送。当如240所示检测的电子具有圆或椭圆图案时，阳极单元确定“11”被发送。虽然图2示出当“00”被发送时没有检测到电子，但是事实上，当“00”被发送时将检测到一些电子，这是因为纳米带由于上面所讨论的场致电子发射现象而将发射一些电子。但是，如将在稍后描述的，这些电子的数量小于用于检测电子的预定阈值，所以为了便于描述，假设当“00”被发送时没有检测到电子。
在该示例中，纳米带布置在阴极单元上，从而纳米带厚度方向和宽度方向分别对应于垂直方向和水平方向。可选择地，纳米带可布置在阴极单元上，使得纳米带厚度方向和宽度方向分别对应于水平方向和垂直方向。
可根据对上面参照图1描述的调制方案的改变，而以多种方式修改上面描述的解调方案。针对无线信号的调制方案的修改而提供的描述可等同地应用于解调方案的修改，因此为了简洁，将省略对其的详细描述。
图3是示出用于基于检测到的电子的图案对无线信号进行解调的阳极单元的结构的示例的示图。参照图3，用于纳米通信的接收器包括：阴极单元310，阴极单元310包括纳米装置315；阳极单元，被配置为检测从纳米装置315发射的电子。在该示例中，纳米装置315是纳米带，下面将被称作纳米带315。
纳米带315具有相互不同的宽度和厚度，使得纳米带315具有两个不同的谐振频率并且沿不同方向按所述两个不同的谐振频率中的每一个进行谐振。在图3中的示例中，纳米带315被布置为根据接收的无线信号的频率沿垂直方向和水平方向进行谐振。
阳极单元具有二维(2D)平面结构。优选地，阳极单元的2D平面可与纳米带315的长度方向垂直。阳极单元包括多个用于检测从纳米带315发射的电子的电子传感器。阳极单元在阳极单元的2D平面结构的垂直区域中包括第一电子传感器321，其中，所述阳极单元的2D平面结构的垂直区域对应于纳米带315的垂直震荡区域。阳极单元在阳极单元的2D平面结构的水平区域中包括第二电子传感器322，其中，所述阳极单元的2D平面结构的水平区域对应于纳米带315的水平震荡区域。阳极单元在没有被第一电子传感器321和第二电子传感器322占据的阳极单元的2D平面结构的剩余区域中包括第三电子传感器323。
第一电子传感器321、第二电子传感器322和第三电子传感器323中的每一个单独地测量从连接到阴极单元310的纳米带315接收的电流的量。第一电子传感器321、第二电子传感器322和第三电子传感器323可对应于单独的电极。
接收器根据上述的解调方案基于以下条件使用阳极单元的第一电子传感器321、第二电子传感器322和第三电子传感器来对接收的无线信号进行解调。
Figure BDA00002831200200091
具体地讲，第一电子传感器321接收从纳米带315发射的电子，测量在由上述条件中的表达式
Figure BDA00002831200200092
指示的预定时间段T期间因接收的电子而流动的电流的量。在该表达式中的括号中的点“.”表示接收的电子的数量或接收的电子的电荷。接收器确定测量的电流的量是否大于或等于第一预定阈值TH1，并且当确定测量的电流的量大于或等于第一预定阈值TH1时将接收的无线信号解调为“01”。作为一示例，接收器可使用通过开关连接到第一电子传感器321的电容器测量电流的量，所述开关闭合预定时间T然后断开，使得电容器的电压表示测量的电流的量。接收器可使用比较器将测量的电流的量与预定阈值进行比较，其中，所述比较器具有连接到电容器的一输入以及连接到表示预定阈值的电压的另一输入。电容器可通过连接在电容器与接地之间的另一开关被放电，其中，所述另一开关在比较操作完成之后闭合并在下一测量操作开始之前断开。但是，这仅是示例，执行测量和比较的很多不同方式对于本领域的普通技术人员是清楚的。
第二电子传感器322接收从纳米带315发射的电子，并测量由于在预定时间段T期间接收的电子而流动的电流的量。接收器确定测量的电流的量是否大于或等于第二预定阈值TH2，并且当确定测量的电流的量大于或等于第二预定阈值TH2时将接收的无线信号解调为“10”。
第三电子传感器323接收从纳米带315发射的电子，并测量由于在预定时间段T期间接收的电子而流动的电流的量。接收器确定测量的电流的量是否大于或等于第三预定阈值TH3，并且当确定测量的电流的量大于或等于第三预定阈值TH3时将接收的无线信号解调为“11”。
当接收器确定在预定时间段T期间由第一电子传感器321、第二电子传感器322和第三电子传感器323测量的电流的测量量均小于各自的预定阈值TH1、TH2和TH3时，接收器将接收的无线信号解调为“00”。
图4是用于基于检测的电子的图案对无线信号进行解调的阳极单元的结构的另一示例的示图。参照图4，用于纳米通信的接收器包括：阴极单元410，包括纳米装置415；阳极单元，被配置为检测从纳米装置415发射的电子。在该示例中，纳米装置415是纳米带，并将被称作纳米带415。
纳米带415相互不同的宽度和厚度，使得纳米带415具有两个不同的谐振频率，并且沿不同方向按所述两个不同的谐振方向中的每一个进行谐振。在图4中的示例中，纳米带415被布置为根据接收的无线信号的频率沿垂直方向和水平方向进行谐振。
阳极单元具有二维(2D)平面结构。阳极单元包括多个用于检测从纳米带415发射的电子的电子传感器。阳极单元在阳极单元的2D平面结构的垂直区域中包括第一电子传感器421，其中，所述阳极单元的2D平面结构的垂直区域对应于纳米带415的垂直震荡区域。阳极单元在阳极单元的2D平面结构的水平区域中包括第二电子传感器422，其中，所述阳极单元的2D平面结构的水平区域对应于纳米带415的水平震荡区域。阳极单元在阳极单元的2D平面结构的中心区域中包括第四电子传感器424，其中，纳米带415的垂直震荡区域和水平震荡区域在所述中心区域重叠。阳极单元在阳极单元的没有被第一电子传感器421、第二电子传感器422和第四电子传感器424占据的2D平面结构的剩余区域中包括第三电子传感器423。
第一电子传感器421、第二电子传感器422、第三电子传感器423和第四电子传感器424中的每一个独立地测量从连接到阴极单元410的纳米带415接收的电流的量。第一电子传感器421、第二电子传感器422、第三电子传感器423和第四电子传感器424可对应于单独的电极。
接收器根据上述的解调方案基于以下条件使用阳极单元的第一电子传感器421、第二电子传感器422、第三电子传感器423和第四电子传感器424来对接收的无线信号进行解调。
第一电子传感器+第二电子传感器+第三电子传感器+
第四电子传感器：
Figure BDA00002831200200111
Figure BDA00002831200200112
第一电子传感器的
Figure BDA00002831200200113
＞第二电子传感器的
Figure BDA00002831200200114
第一电子传感器的
Figure BDA00002831200200115
≤第二电子传感器的
Figure BDA00002831200200116
具体地讲，第一电子传感器421、第二电子传感器422、第三电子传感器423和第四电子传感器424中的每一个接收从纳米带415发射的电子，并测量如由上述条件中的表达式
Figure BDA00002831200200117
指示的在预定时间段T期间因接收的电子而流动的电流的量。接收器基于通过对由第一电子传感器421、第二电子传感器422、第三电子传感器423和第四电子传感器424测量的电流的测量量进行求和而获得的和值，对接收的无线信号进行解调。
当和值小于第一预定阈值TH1时，接收器将接收的无线信号解调为“00”。
但和值大于或等于第二预定阈值TH2时，接收器将接收的无线信号解调为“11”。
当和值大于或等于第一预定阈值TH1且小于第二预定阈值TH2时，接收器将由第一电子传感器421测量的电流的测量量与由第二电子传感器422测量的电流的测量量进行比较。当由第一电子传感器421测量的电流的测量量大于由第二电子传感器422测量的电流的测量量时，接收器将接收的无线信号解调为“01”。相反，当由第二电子传感器422测量的电流的测量量大于由第一电子传感器421测量的电流的测量量时，接收器将接收的无线信号解调为“10”。当和值大于或等于第一预定阈值TH1且小于第二预定阈值TH2时，不期望发生由第一电子传感器421测量的电流的测量量等于由第二电子传感器422测量的电流的测量量的情况，其中，假设第一预定阈值TH1和第二预定阈值TH2已被适当地设置。但是，一旦这种情况发生，接收器可报告错误，或者可将接收的无线信号解调为“01”，或者可将接收的无线信号解调为“10”。
除上述方案之外，接收器可通过各种方案区分“01”和“10”。例如，当由第一电子传感器421测量的电流的测量量和由第四电子传感器424测量的电流的测量量之和大于或等于第三预定阈值TH3时，接收器可将接收的无线信号解调为“01”，并且当由第二电子传感器422测量的电流的测量量和由第四电子传感器424测量的电流的测量量之和大于或等于第四预定阈值TH4时，接收器可将接收的无线信号解调为“10”。
图5是示出用于纳米通信的调制的方法的示例的流程图。参照图5，调制方法包括：在510，提供数据比特；在520，识别纳米装置的至少两个不同的谐振频率；在530，通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率来基于所述至少两个不同的谐振频率对数据比特进行调制，来产生无线信号。
例如，数据比特可以一一对应地匹配到所述至少两个不同的谐振频率。可通过基于数据比特中的每一个的值是“0”还是“1”确定是否将对应的谐振频率包括在无线信号中，来产生无线信号。
在该示例中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构纳米带(未示出)，并且所述至少两个不同的谐振频率包括第一谐振频率和第二谐振频率，纳米装置按第一谐振频率进行谐振的谐振方向不同于纳米装置按第二谐振频率进行谐振的谐振方向。
参照图1至图4提供的描述可被等同地应用于图5的操作，因此为了简洁，将省略对其的详细描述。
图6是示出用于纳米通信的解调的方法的示例的流程图。参照图6，解调方法包括：在610，使用纳米装置接收无线信号；在620，使用多个电子传感器检测从纳米装置发射的电子；在630，基于通过在预定时间段期间测量因检测的电子而流过每一个电子传感器的电流的量、将测量的电流的量与预定阈值进行比较、基于比较的结果检测检测电子的图案，来基于检测的电子的图案对无线信号进行解调。
在该示例中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带，所述纳米装置连接到电源的阴极，所述纳米装置具有至少两个不同的谐振频率，并且所述纳米装置基于接收的无线信号的频率以及所述至少两个不同的谐振频率进行谐振。所述至少两个不同的谐振频率包括第一谐振频率和第二谐振频率，并且纳米装置按第一谐振频率进行谐振的谐振方向不同于纳米装置按第二谐振频率进行谐振的谐振方向。多个电子传感器包括与纳米装置的谐振方向对应的电子传感器。
无线信号是根据预定调制方案调制的信号。具体地讲，无线信号是通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率而调制的信号。
参照图1至图4提供的描述可被等同地应用于图6的操作，因此为了简洁，将省略其详细描述。
可使用一个或多个硬件部件、一个或多个软件部件，或者一个或多个硬件部件和一个或多个软件部件的组合来实现如上所述的用于纳米通信的接收器。
硬件部件可以是例如物理地执行一个或多个操作的物理装置，但不限于此。硬件部件的示例包括放大器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、模数转换器、数模转换器、比较器、电容器、开关以及处理装置。
可通过例如由用于执行一个或多个操作的软件或指令控制的装置来实现软件部件，但不限于此。计算机、控制器或其它控制装置可以使处理装置运行软件或执行指令。可通过一个处理装置来实现一个软件部件，通过一个处理装置来实现两个或更多个软件部件，或者可通过两个或更多个处理装置来实现一个软件部件，或者可通过两个或更多个处理装置来实现两个或更多个软件部件。
可使用一个或多个通用或专用计算机(诸如例如，处理器、控制器和逻辑运算单元、数字信号处理器、微计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够运行软件或执行指令的其它装置)来实现处理装置。处理装置可运行操作系统(OS)，并且可运行在OS下操作的一个或多个软件应用。处理装置可在运行软件或执行指令时访问、存储、操作、处理和创建数据。为了简洁，可在说明书中使用单数术语“处理装置”，但是本领域的普通技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和多个类型的处理元件。例如，处理装置可包括一个或多个处理器、或一个或多个处理器和一个或多个控制器。另外，不同处理配置是可行的，例如，平行处理器或多核处理器。
配置为实现用于执行操作A的软件部件的处理装置可包括被编程为运行软件或执行指令的控制器，以控制该处理器执行操作A。另外，被配置为实现用于执行操作A、操作B和操作C的软件部件的处理装置可具有各种配置，诸如例如：被配置为实现用于执行操作A、B和C的软件部件的处理器；被配置为实现用于执行操作A的软件部件的第一处理器，被配置实现用于执行操作B和C的第二处理器；被配置为实现用于执行操作A和B的软件部件的第一处理器，被配置为实现用于执行操作C的软件部件的第二处理器；被配置为实现用于执行操作A的软件部件的第一处理器，被配置为实现用于执行操作B的软件部件的第二处理器，被配置为实现用于执行操作C的软件部件的第三处理器；被配置为实现用于执行操作A、B和C的软件部件的第一处理器，被配置为实现用于执行操作A、B和C的软件部件的第二处理器；或者每一个实现操作A、B和C中的一个或多个的一个或多个处理器的任何其它配置。虽然这些示例指示三个操作A、B和C，可实现的操作的数量不限于三个，而是可实现的操作的数量可以是用于获得期望的结果或执行期望任务所需的任意数量的操作。
用于控制处理装置以实现软件部件的软件或指令可包括：用于单独或集成地命令或配置处理装置以执行一个或多个期望操作的计算机程序、一条代码、指令或它们的一些组合。软件或指令可包括可由处理装置直接执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)和/或可由处理装置使用解释器执行的高级代码。软件或指令和任何相关数据、数据文件和数据结构可被永久或临时包含于任意类型的机器、部件、物理或虚拟装置、计算机存储介质或装置或能够提供指令或数据或由处理装置解释的传播信号波。软件或指令和任何相关数据、数据文件和数据结构还可分布于网络连接的计算机系统，从而以分布方式存储和执行软件或指令和任何相关数据、数据文件和数据结构。
例如，软件或指令和任何相关数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定于一个或多个永久型计算机可读存储介质。永久型计算机可读存储介质可以是，能够存储软件或指令和任何相关数据、数据文件和数据结构使得他们可被计算机系统或处理装置读取的任意的数据存储装置。永久型计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-RLTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘或本领域普通技术人员已知的任何其它永久型计算机可读存储介质。
可由示例所属的领域的程序员基于在此提供的附图和其对应描述，容易构建用于实现这里公开的示例的功能程序、代码和代码段。
虽然本公开包括特定示例，但是本领域普通技术人员将清楚，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的前提下，可对这些示例进行形式和细节的各种修改。在此描述的示例应该被理解为仅是描述性的，并不是为了限制的目的。每一个示例的特征或方面的描述被理解为可应用于其它示例的相同特征或方面。如果描述的技术以不同顺序执行和/或如果在描述的系统、结构、装置或电路中的部件以不同方式组合和/或被其它部件或其等同物替代或补充，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由详细描述所限定，而是由权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围内的全部变化被理解为包括在本公开中。

Claims (26)

1.一种用于纳米通信的接收器，所述接收器包括：
电源，包括阴极和阳极；
阴极单元，连接到电源的阴极，所述阴极单元包括纳米装置，并且该纳米装置被构造为：
接收根据预定调制方案调制的无线信号；
具有至少两个不同的谐振频率；
基于无线信号的频率和所述至少两个不同的谐振频率进行谐振，阳极单元，连接到电源的阳极，并且该阳极单元被构造为：
检测从纳米装置发射的电子；
基于所检测的电子的图案对无线信号进行解调。
2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述至少两个不同的谐振频率包括第一谐振频率和第二谐振频率，
纳米装置以第一谐振频率进行谐振的谐振方向与纳米装置以第二谐振频率进行谐振的谐振方向不同。
3.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述至少两个不同的谐振频率取决于纳米装置的属性，
纳米装置的属性包括纳米装置的长度、纳米装置的宽度以及纳米装置的厚度，
纳米装置的长度是纳米装置的最长的尺寸；
纳米装置的宽度是纳米装置在纳米装置的横截面的第一方向上的尺寸，其中，所述横截面与纳米装置的长度正交，
纳米装置的厚度是纳米装置在纳米装置的横截面的第二方向上的尺寸，其中，第二方向与第一方向正交；
纳米装置的宽度与纳米装置的厚度不同。
4.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述根据预定调制方案调制的无线信号是基于所述至少两个不同的谐振频率被调制的。
5.根据权利要求4所述的接收器，其中，根据预定调制方案调制的无线信号是通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率而被调制的。
6.根据权利要求1所述的接收器，其中，阳极单元包括与纳米装置的谐振方向对应的区域，所述区域被构造为检测从纳米装置发射的电子；
阳极单元还被构造为：
基于由所述区域检测的电子来检测所检测的电子的图案；
基于检测的所检测的电子的图案对无线信号进行解调。
7.根据权利要求1所述的接收器，其中，阳极单元包括与纳米装置的至少两个谐振方向对应的多个区域，其中，所述至少两个谐振方向分别对应于所述至少两个不同的谐振频率，
阳极单元还被构造为：
测量由于所检测的电子而流过所述多个区域中的每一个区域的电流的量；
将测量的电流的量与各自的预定阈值进行比较；
基于比较的结果检测所检测的电子的图案；
基于检测的所检测的电子的图案对无线信号进行解调。
8.根据权利要求1所述的接收器，其中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。
9.一种用于使用具有至少两个不同的谐振频率的纳米装置的纳米通信的调制的方法，所述方法包括：
提供数据比特；
识别所述至少两个不同的谐振频率；
通过基于所述至少两个不同的谐振频率对数据比特进行调制，来产生无线信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，产生无线信号的步骤包括：通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率，来对数据比特进行调制。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少两个不同的谐振频率包括第一谐振频率和第二谐振频率，
纳米装置以第一谐振频率进行谐振的谐振方向与纳米装置以第二谐振频率进行谐振的谐振方向不同。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。
13.一种用于纳米通信的解调的方法，所述方法包括：
通过连接到电源的阴极的纳米装置接收根据预定调制方案调制的无线信号；
通过连接到电源的阳极的多个电子传感器检测从纳米装置发射的电子；
基于所检测的电子的图案对无线信号进行解调，
其中，纳米装置被构造为：
具有至少两个不同的谐振频率；
基于无线信号的频率和所述至少两个不同的谐振频率进行谐振。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少两个不同的谐振频率包括第一谐振频率和第二谐振频率，
纳米装置以第一谐振频率进行谐振的谐振方向与纳米装置以第二谐振频率进行谐振的谐振方向不同。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述根据预定调制方案调制的无线信号是通过将数据比特映射到所述至少两个不同的谐振频率而被调制的。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，无线信号的解调包括：
测量由于所检测的电子而流过每一个电子传感器的电流的量；
将测量的电流的量与各个预定阈值进行比较；
基于比较的结果，检测所检测的电子的图案，
其中，所述多个电子传感器包括与纳米装置的至少两个谐振方向对应的电子传感器。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。
18.一种用于纳米通信的接收器，所述接收器包括：
阴极单元，包括纳米装置，所述纳米装置具有多个不同的谐振频率并且被构造为接收无线信号；
阳极单元，被构造为：
在纳米装置接收无线信号的同时检测从纳米装置发射的电子的图案；
基于检测的从纳米装置发射的电子的图案，对无线信号进行解调。
19.根据权利要求18所述的接收器，其中，纳米装置包括具有长方形柱体结构而不是正方形柱体结构的纳米带。
20.根据权利要求18所述的接收器，其中，纳米装置沿多个不同的谐振方向进行谐振，其中，所述多个不同的谐振方向分别对应于多个不同的谐振频率。
21.根据权利要求18所述的接收器，其中，无线信号是根据预定调制方案基于所述多个谐振频率而被调制的。
22.根据权利要求21所述的接收器，其中，所述预定调制方案将多个数据比特映射到多个谐振频率。
23.根据权利要求18所述的接收器，其中，阳极单元包括多个传感器，所述多个传感器被构造为检测从纳米装置发射的电子；
阳极单元还被构造为：
测量在预定时间段期间由于所述检测到的电子而流过每一个传感器的电流的量；
将测量的电流的量与各自的预定阈值进行比较；
基于比较的结果，检测从纳米装置发射的电子的图案；
基于所检测的从纳米装置发射的电子的图案，对无线信号进行解调。
24.根据权利要求23所述的接收器，其中，纳米装置沿多个不同的谐振方向进行谐振，所述多个谐振方向分别对应于所述多个不同的谐振频率，
所述多个传感器包括：
分别对应于所述多个不同的谐振方向的多个传感器；
对应于所述多个不同的谐振方向的组合的传感器。
25.根据权利要求18所述的接收器，其中，阳极单元包括多个传感器，所述多个传感器被构造为检测从纳米装置发射的电子，
阳极单元被进一步构造为：
测量在预定时间段期间由于检测的电子而流过每一个传感器的电流的量；
通过将测量的电流的量求和，来获得和值；
将测量的电流的量的和值与多个预定阈值进行比较；
当测量的电流的量的和值在两个预定阈值之间时，将两个测量的电流的量相互比较；
基于两次比较的结果，检测从纳米装置发射的电子的图案；
基于所检测的从纳米装置发射的电子的图案，对无线信号进行解调。
26.根据权利要求25所述的接收器，其中，纳米装置沿多个不同的谐振方向进行谐振，所述多个不同的谐振方向分别对应于所述多个不同的谐振频率，
所述多个传感器包括：
分别对应于所述多个不同的谐振方向的多个传感器；
对应于所述多个不同的谐振方向的组合的传感器；
对应于所述多个不同的谐振方向相交叉的区域的传感器。
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