随着纳米技术的快速发展,其在通信、材料科学、生物医学、军事等领域具有越来越广阔的应用前景。使用纳米技术,可以设计与制造出微观尺度下具有特殊功能的纳米机器（Nanomachine）。由于纳米机器体型微小,单个纳米机器难以实现复杂的任务,因此需要使用大量纳米机器互相通信成为纳米级通信网络,从而提升纳米机器的工作效率。但传统的电磁通信、光通信、声波通信难以应用于功率受限的纳米机器,令人兴奋的是,研究者们发现了分子通信（Molecular Communication,MC）方式。研究表明,分子通信是最有可能应用到纳米机器之间的通信方式。分子通信是一种以化学分子作为信息载体的通信技术,纳米机器通过发送或接收化学分子传递信息。一般情况下,纳米机器被部署在固定位置,纳米发射机使用开关键控（OOK）等分子通信调制方案将待发送信号调制为化学信号,接收方纳米机器通过采集环境中的分子浓度来检测化学信号。但由于固定纳米机器通信距离有限,研究者们考虑使用可移动纳米机器来扩大通信范围并执行如健康监测,靶向治疗等较为复杂的任务。但移动纳米机器会导致分子通信的距离不再固定,纳米机器检测到的分子浓度会产生较大波动,通信也会产生极大的时间延迟,这将导致针对固定纳米机器的分子通信调制与信号检测方案难以直接应用到移动分子通信中。目前,针对不同通信环境中不同移动特性的纳米机器的调制与信号检测方案的研究还不够充分,存在误码率较高或复杂度较高的情况。因此,对于不同环境中不同移动特性的纳米机器,本文提出了一种自由扩散环境中有限移动范围的移动纳米接收机的信号检测方案以及漂移扩散环境中两种不同移动纳米机器的调制与信号检测方案。论文的研究工作主要由以下三部分构成:（1）在自由扩散信道中,在使用开关键控调制方案的前提下,提出了一种基于浓度差的分子浓度信号检测方案。该方案通过比较一个通信间隔内接收机采样到的分子浓度变化情况来判断传输的信号。实验结果表明,该方案可以有效降低自由扩散信道中由信道中分子浓度累积引起的符号间干扰（Inter-Symbol Interference,ISI）的影响,与已有方案相比,该方案可以将误码率降低4%。（2）在漂移扩散信道中,提出了一种新的适用于该场景下的调制方案与一种新的信号检测方案。固定纳米发射机通过使用多种类型的分子将待发送信号进行分块调制,信息分子在自由扩散的同时随着信道介质的流动由发射机扩散至随机移动的纳米接收机。接收机通过阈值预测设置动态的阈值进行信号检测。实验结果表明,与现有方案相比,本章提出的调制与信号检测方案可以有效降低漂移扩散环境中随机移动纳米机器带来的信号检测影响。（3）在漂移扩散信道中,考虑到恒速的移动纳米机器作为发送方执行主动的通信任务,而目前对于该场景尚未提出合理的调制与信号检测方案。因此本章提出了一种针对于恒速移动发射机的浓度信号调制方案。该方案可以在不同位置动态地调整移动发射机释放出的分子数量并保证固定的纳米接收机能够以相同的时间间隔与相同的浓度阈值进行信号检测,结果表明在信噪比超过10时,通信误码率将达到1%以下。