目前,世界正在努力寻找利用现代信息通信技术（如生物纳米信息网络,Io BNT）来治疗癌症、恶性肿瘤等疾病以及最近的传染性病毒（如SARS-Co V-2和covid19）的解决方案,通过靶向给药系统（TDDS）靶向所需的治疗药物。因此,许多研究者都致力于提出基于Io BNT的分子通信技术的解决方案。分子通信（MC）是计算机科学、生物学和通信科学交叉的研究领域。MC的主要思想是利用生物化学信号在自然和人工制造的生物纳米尺度装置之间进行短距离的信息交换。然而,纳米装置的设计和开发、分子通讯的协调、纳米装置的跟踪和定位等都面临着各种挑战,挑战包括Biocyber接口连接Io BNT的安全性、存储速率、存储容量,以及如何在混合设备中控制这个过程。为了应对这些挑战,本文提出了Io BNT框架下的一系列解决方案。本文首先提出了一个由数学模型组成的框架分析,同时考虑了靶细胞的性质以及配体-受体的结合机制,研究通过Io BNT在体内纳米网络中发生的药物浓度的影响和变化,改进药代动力学系统以获得所需的治疗药物,将靶向药物分子输送到病变细胞,从而减少靶向BAN中同一部位健康细胞周围的副作用。仿真结果表明,该方案比现有的方案具有更高的性能。其次,在Io BNT范式下,本文提出了一种基于混沌规则的生物网络接口隐私方案。所提出的混沌系统依赖于医疗人员对嵌入人体内的生物网络接口设备的输入信号,目的是增加人体生命的私密性,谨慎调整释放的剂量。此外,该方案还包括BPSK调制和过零率特征提取。本文应用接收机工作特性（ROC）曲线和误码率（BER）来评估该方案的性能。此外,在Io BNT模式的正向和反向生物网路介面中,利用隔室模型来评估此方案的效能。仿真实验结果表明,和最新研究成果相比,提出的方法可以通过保证给药剂量的准确性并减小对健康细胞的副作用。第三,本文讨论了Io BNT范式所面临的物理结构（几何设计）和纳米器件的发展挑战。首先提出了一种球形储能纳米发射器来控制药物分子的释放。研究了这种纳米器件对体内纳米网络浓度的影响,还提出了一个药代动力学系统,通过考虑纳米发射器中心到纳米接收器中心的距离来研究药物浓度的影响和变化。仿真结果表明,与现有方案相比,该方案提高了靶时间剂量传递率,减少了副作用。最后,我们提出了一种基于分子通讯的端到端容量系统,将其应用于靶向给药系统中,以解决分子通讯的物理设计和协调问题。针对这一系统的需求,提出了一种具有圆柱形外壳的球形纳米接收器,该接收器带有适应受体,从而增加了药物分子的接收数量,还提出了一种圆柱形储层纳米发射器,用于控制血管通道中发射的纳米载体。本文通过对网络的性能指标（如信道容量、吞吐量和效率）评估该方案的性能,仿真实验结果表明,和现有的方法相比,提出的方法具有更高的效率和药物分子吞吐率。