分子通信是以纳米级分子作为信息载体的短距离通信技术。它作为纳米级设备之间的通信解决方案之一,生物兼容性的特点使分子通信具有广泛的应用前景已成为当今通信领域研究的热点之一。随着近十年来纳米技术、生物工程技术、合成生物学技术的发展,纳米设备将很快成为现实。与传统的无线电通信相同,两个纳米设备进行复杂任务的必要条件是设备之间时钟的同步。本文主要解决了三个问题:移动状态下的纳米机器进行时钟同步、纳米机器单脉冲时钟盲同步、纳米机器之间的距离估计。主要采用概率论和数理统计的方法如概率密度函数、最大似然估计算法、均方误差和牛顿迭代法等深入探讨了基于分子通信的时钟同步技术。本硕士论文的主要研究成果有以下几个方面:1.解决了移动状态下的纳米机器进行时钟同步的问题。移动状态下的纳米机器进行时钟同步是分子通信领域一个非常具有挑战性的问题,本文基于基于双向信号交换的策略,提出了使用到达时间差方法来估计两个纳米机器之间的距离,根绝接收到的时间戳,使用最大似然估计法估计纳米机器之间的时钟偏差量。本文用均方误差来衡量算法性能的好坏,实验结果证明提出的时钟同步算法在多种运动场景下都是有效的。2.提出了基于扩散的分子通信中单脉冲时钟盲同步算法,并且构建单输入多输出(SIMO)系统提高该时钟同步的精度。与传统估计时钟偏移量的思路不同,本文提出的算法是基于计算分子信号传输时间来完成两个纳米机器的时钟同步。接收端纳米机器不需要知道任何信道参数,只需要对一个脉冲信号进行采样,然后通过信号样本估算出分子传输的时间就可以完成时钟同步。仿真证明,本文提出的时算法是有效的,并且构建的SIMO模型可以降低噪声的影响,提高时钟同步的精度。3.研究基于扩散的分子通信中两个纳米机器时间距离估计问题。在提出的时钟盲同步算法中,如果接收端纳米机器已知距离参数,那么时钟同步的精度和速度都会加快,还能降低算法的复杂度。我们提出的响应模型中考虑了码间干扰的影响,提出了基于最大似然估计的多脉冲信号的距离估计算法。接收端纳米机器通过对多个脉冲信号进行采样,得到的样本通过最大似然估计和牛顿迭代法可以估计两个纳米机器之间的距离。仿真结果表明算法是有效的。