論文の概要: Coverage Analysis of Rydberg Atom Quantum Receiver Arrays: A Stochastic Geometry Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.23214v1
• Date: Fri, 22 May 2026 04:05:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-25 17:29:20.192051
• Title: Coverage Analysis of Rydberg Atom Quantum Receiver Arrays: A Stochastic Geometry Approach
• Title（参考訳）: Rydberg原子量子受信器アレイの被覆解析:確率幾何学的アプローチ
• Authors: Dongnan Xia, Cunhua Pan, Hong Ren, Dongsheng Sui, Qihao Peng, Jiangzhou Wang,
• Abstract要約: ライドバーグ原子量子受信機(RAQR)は、量子制限感度とブロードバンドチューナビリティを提供する。 密集した展開において、集合的干渉は原子トランスデューサを小さな信号状態から外すことができる。 本稿では、RAQRフロントエンドを幾何学的カバレッジ分析に埋め込むことで、この問題に対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.47164192369501
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rydberg atomic quantum receivers (RAQRs) offer quantum-limited sensitivity and broadband tunability. It is not obvious whether this device-level advantage also improves network reliability, since in dense deployments, aggregate interference can push the atomic transducer out of its small-signal regime. This paper addresses the question by embedding the RAQR front end into a stochastic geometry (SG) coverage analysis. Starting with the atomic master equation and balanced coherent optical detection, we derive a third-order complex baseband model that retains both the linear gain and the leading cubic nonlinearity. A Bussgang decomposition converts the per-element nonlinear response into an equivalent linear gain plus a distance-dependent distortion noise. Using this equivalent model, we derive the post maximal-ratio combining (MRC) SINR and obtain tractable expressions for the conditional and spatially averaged coverage probabilities. The analytical results show that RAQRs outperform conventional receivers in sparse deployments. However, when the base station (BS) density becomes large, nonlinear distortion reduces this advantage and may make RAQRs perform worse. Simulation results validate the analytical expressions and confirm that the central design tradeoff is between linear gain and cubic nonlinearity.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子量子受信機(RAQR)は、量子制限感度とブロードバンドチューナビリティを提供する。 このデバイスレベルのアドバンテージがネットワークの信頼性も向上するかどうかは明らかではない。 本稿では,RAQRフロントエンドを確率幾何学(SG)のカバレッジ解析に埋め込むことで,この問題に対処する。 原子マスター方程式と平衡コヒーレント光検出から始めると、線形利得と鉛直3次非線形性の両方を保持する3階複素ベースバンドモデルが導出される。 バスガング分解は、要素ごとの非線形応答を等価な線形利得と距離依存歪み雑音に変換する。 この等価モデルを用いて,最大比結合(MRC)SINRを導出し,条件付きおよび空間平均被覆確率に対するトラクタブル表現を得る。 解析結果から、RAQRはスパース展開において従来の受信機よりも優れていることが示された。 しかし、基地局(BS)密度が大きくなると、非線形歪みによりこの利点が減少し、RAQRの性能が悪化する可能性がある。 シミュレーションの結果, 解析式を検証し, 中心設計トレードオフが線形利得と立方非線形性の間のものであることを確認した。

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