超越泊松:续期脉冲噪声的首次到达渐近行为
统计力学
2026-02-24 v2 概率论
摘要
随机信号到达阈值的首次到达时间(FPT)是物理、生物和金融领域的基本可观测量。尽管续期脉冲噪声是此类信号的标准模型,但其FPT的解析结果仍局限于泊松(马尔可夫)情形。尽管非泊松到达统计在神经元放电到基因表达等应用中广泛存在,但此前人们未能突破这一长久局限。我们通过推导续期脉冲噪声在一般到达统计和指数标记下,到达水平b的平均首次到达时间⟨Tb⟩的通用渐近公式,破解了这一难题。我们的核心结果是闭式表达式,揭示了一般到达统计如何精确影响原始阿瑞尼斯定律。我们表明,到达分布的短时行为决定了普遍的尺度修正,从 stretched-exponential 到代数,可能显著加速阈值跨越。此外,我们表明在大阈值下,完整的FPT分布趋于指数分布,这意味着⟨Tb⟩提供了完整的渐近描述。本工作基于 novel exact solution for the moments of the noise,建立了分析非马尔可夫系统极端事件的通用框架。
引用
@article{arxiv.2510.21670,
title = {Beyond Poisson: First-Passage Asymptotics of Renewal Shot Noise},
author = {Julien Brémont},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21670},
year = {2026}
}
备注
PRL version