有限块长下光纤MIMO信道的基本极限
信息论
2024-04-09 v1 math.IT
摘要
多输入多输出（MIMO）技术被认为是提升光纤通信吞吐量和可靠性的有前景方法。然而，文献中尚未给出有限块长（FBL）下光纤MIMO系统的基本极限。本文研究了在编码率是容量附近O(1/√(ML))扰动时，FBL机制下光纤多芯/多模系统的基本极限，其中M和L分别表示发射信道数和块长。考虑Jacobi MIMO信道，该信道被提出来模拟光纤系统中近乎无损耗的传播和串扰，我们推导了最优错误概率的上下界。为此，我们首先在发射、接收、可用信道数和块长以相同速度趋于无穷的渐近区域中建立了信息密度的中心极限定理。然后利用该结果推导了所关注速率下最优平均错误概率的上下界。推导的理论结果揭示了FBL下Jacobi MIMO信道的有趣物理见解。首先，当可用信道数趋于无穷时，Jacobi信道的推导界退化为Rayleigh信道的界。其次，高信噪比（SNR）近似表明，更多的可用信道会导致更大的错误概率。数值结果验证了理论结果的准确性，并表明所推导的界比中断概率更接近实际LDPC码的性能。
引用
@article{arxiv.2404.04477,
title = {Fundamental Limits of Optical Fiber MIMO Channels With Finite Blocklength},
author = {Xin Zhang and Dongfang Xu and Shenghui Song and Mérouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04477},
year = {2024}
}