Modelling and performance analysis of information dissemination in communication nanonetworks

Abstract

The aim of the present thesis was to model and study message dissemination in electromagnetic and molecular nanonetworks. In the first part of the work we studied electromagnetic nanonetworks using 2 different simulation schemes, one nano and one macro. We studied the same simulation scenario in two different dimensions in order to reveal the boundaries of macro simulation models in the study of electromagnetic nanonetworks. In the second part of this thesis, we studied information dissemination in molecular nanonetworks. In order to analyze message diffusion in molecular nanonetworks undergoing multiple sources of infection, a new mathematical model was proposed being in strong agreement with the simulation results. In addition, message dissemination in a molecular nanosystem was analyzed under a new mathematical formulation taking into consideration chemotaxis. Finally, we presented future issues of nanonetworks related to information dissemination.

Σκοπός της διατριβής ήταν η μοντελοποίηση και η μελέτη της διάδοσης πληροφορίας σε ηλεκτρομαγνητικά και βιολογικά νανοδίκτυα. Στο πρώτο μέρος μελετήθηκαν τα ηλεκτρομαγνητικά νανοδίκτυα με χρήση 2 διαφορετικών προσομοιωτικών μοντέλων, ενός νάνο και ενός μάκρο. Μελετήθηκε το ίδιο σενάριο σε 2 διαφορετικές διαστάσεις με σκοπό να γίνουν φανερά τα όρια των μάκρο μοντέλων στην μελέτη των νανοδικτύων. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής μελετήθηκε η διάδοση πληροφορίας σε βιολογικά νανοδίκτυα. Για τη μελέτη της διάδοσης σε νανοσύστημα με πολλαπλές πηγές, προτάθηκε ένα μαθηματικό μοντέλο με πολύ καλή συσχέτιση προσομοίωσης και θεωρίας. Στη συνέχεια μελετήθηκε η διάδοσης πληροφορίας σε βιολογικά νανοδίκτυα μέσω ενός νέου μαθηματικού μοντέλου που λαμβάνει υπόψη την παρουσία χημειοτακτισμού στο σύστημα. Τέλος αναφέρθηκαν θέματα που θα απασχολήσουν την ανάπτυξη των νανοδικτύων στο μέλλον.