光子级光电倍增接收机的统计非线性模型、可达速率与信号检测
信息论
2020-02-10 v3 math.IT
摘要
我们刻画了光无线通讯中从离散脉冲体制到连续波形体制的宽信号强度范围内的实用接收机。我们首先基于光电倍增管(PMT)多级放大与泊松信道提出一个统计非线性模型,随后在线性体制下推导了具有峰值功率与平均功率约束的开关键控(OOK)调制的最优与易处理次优占空比。接着,基于该非线性模型提出了一个基于阈值的分类器以区分 PMT 工作体制。此外,我们基于小死时间与中心极限定理推导了线性体制下无限采样率与有限过采样率时平均功率检测的近似性能。我们还建立了非线性体制下的信号模型。进一步,从理论与数值两方面评估了不同采样率下具有最大似然(ML)检测的平均功率检测与光子计数检测的性能。我们可以得出结论:等效于死时间的采样间隔是一个好的选择,而较低的采样率会显著劣化性能。
引用
@article{arxiv.1803.11475,
title = {Statistical Non-linear Model, Achievable Rates and Signal Detection for Photon-level Photomultiplier Receiver},
author = {Zhimeng Jiang and Chen Gong and Zhengyuan Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.11475},
year = {2020}
}
备注
39 pages, 14 figures