零色散简化光纤信道模型的每样本容量界
信息论
2019-12-11 v2 math.IT
摘要
文献中已提出多种基于微扰理论的简化光纤信道模型，并得到了广泛应用。尽管这些模型主要针对低功率机制开发，但它们也被用于中等或高功率情况。这些模型的容量在多大程度上受其推导时所采用的简化假设的影响仍不清楚。本文考虑了基于三种连续时间光模型的单信道数据传输：i) 正则微扰信道，ii) 对数微扰信道，iii) 随机非线性 Schrödinger (NLS) 信道。我们对这些信道施加了两个简化假设，以获得解析上可处理的离散时间模型。即我们忽略了信道记忆（光纤色散）并使用了采样接收机。这些假设使得本文所研究模型的物理相关性受到质疑。因此，结果应被视为分析更现实信道的第一步。我们研究了简化离散时间模型的每样本容量。具体而言，i) 我们建立了正则微扰信道容量的紧界；ii) 我们获得了对数微扰信道的容量；iii) 我们提出了零色散 NLS 信道容量的一个新颖上界。我们的结果表明，这些模型的容量在高功率下会相互偏离，因为它们产生不同的容量预对数。由于所有三个模型都基于相同的物理信道，我们的结果强调在高功率机制中使用简化信道模型时必须谨慎。
引用
@article{arxiv.1708.03102,
title = {Bounds on the Per-Sample Capacity of Zero-Dispersion Simplified Fiber-Optical Channel Models},
author = {Kamran Keykhosravi and Giuseppe Durisi and Erik Agrell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.03102},
year = {2019}
}