低噪声下非线性 Schr"{o}dinger 信道的谱效率表达式：基于散射数据的分析
信息论
2026-01-14 v1 统计力学
math.IT
摘要
光纤传输提供了超高速和长距离通信，但在分布式放大器噪声存在下，寻找其最终容量极限受到波动散射与非线性相互作用的复杂制约。本文利用非线性 Schr"{o}dinger方程的可积性，该方程准确地建模了光纤通信，我们在低放大器噪声极限下，推导了光纤通信信道的谱效率表达式，完全以散射数据域形式表达。我们利用所导出的噪声协方差算子与信号与散射数据之间映射Jacobian之间的关系，获得了前者的性质。协方差算子的结构揭示了Gordon-Haus效应在调节甚至最终反转谱效率随功率增加趋势方面的重要性。该效应在高带宽 regime下输入为高斯信号的Numerical simulations中得到展示。
引用
@article{arxiv.2502.17702,
title = {Spectral Efficiency Expression for the Non-Linear Schr\"{o}dinger Channel in the Low Noise Limit Using Scattering Data},
author = {Pavlos Kazakopoulos and Aris L. Moustakas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17702},
year = {2026}
}