量子密钥分配网络分析

量子密钥分配(QKD)网络是由网络节点按照一定的拓扑结构连接而成的.目前出现的QKD网络可根据其节点功能性分为3类:光学节点QKD网络、信任节点QKD网络以及量子节点QKD网络.文章论述了QKD网络的研究进展,对现有的3种网络的结构、性能进行了全面的对比分析.通过对比,提出了一种高效实用的新型QKD网络方案.     

量子密钥分配系统应用技术初探

在描述了基本的点到点量子通信系统的工作机制,QKD原语分类和网络整合QKD技术特性的基础上,导出了多种QKD的使用情况.这些技术特性允许确认实现QKD的功能及安全要求,并试图在现存和未来的ICT网络中使用.     

自由空间量子密钥分配协议研究

针对自由空间量子信道特点,对已有量子密钥分配协议加以改进,提出自由空间量子密钥分配协议。将瞄准捕获跟踪和单光子捕获加入到协议之中,使得自由空间量子密钥分配协议更加完善、安全。     

自由空间量子密钥分配的发展状况

简要介绍了基于单光子几种量子密钥分配协议,从基于单光子偏振和基于光子纠缠两个方面综述了国内外量子理论和实验现状,说明了自由空间量子密钥分配面临的挑战,最后提出了全球量子通信存在的问题及发展方向.     

单光子双比特量子密钥分发量子误码分析

对基于偏振-相位混合调制的单光子双比特方案进行了分析和改进。建立了偏振态输入输出模型,从理论分析了光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉环对偏振态的影响,仿真分析了偏振基矢与快慢轴对准误差以及快慢轴相位差引入的偏振编码量子误码率(BER),进而推导出了偏振-相位混合调制的光子偏振态保持条件。偏振编码的量子误码率受到M-Z干涉仪的影响非常大。理论分析表明,偏振态的抖动不仅来源于光纤的折射率,还受到偏振态未对准光纤快慢轴的影响。给出了一些重要的偏振态保持条件。仿真表明当ρ和θ小于0.2rad,偏振态量子误码率小于0.015,当ρ和θ小于0.4rad时,偏振态量子误码率小于0.06。这对于单光子双比特的量子密钥系统的误码率(<11%)要求来说,2%～5%的误码率是能够接受的。     

连续变量量子密钥分配的量化预处理

从连续变量中提取出便于通信双方共享的离散值是连续变量量子密钥分配的关键技术之一,Slice量化是一种有效可行的方案。该方案能够让通信双方共享高度一致的二进制数据,为接下来进一步的数据协调和隐私放大做完善的前期工作。论文实现了Slice量化的预处理程序,该程序可以根据信道条件和实际要求计算出量化所必需的参考数据。     

序列攻击对1310nm相位差分量子密钥分配的影响分析

讨论了1 310 nm相位差分量子密钥分配的特点,分析了强度调制序列攻击机理及其对相位差分量子密钥分配的影响。1 310 nm适宜于10～50 km范围内高速率量子密钥分配,强度调制序列攻击不会改变Bob的探测概率分布,当引入的误码率小于系统的固有误码率时,很难利用诱惑态技术进行打击。基于L.J.Ma等人的实验数据对相位差分量子密钥分配系统的安全性进行了评估。分析结果显示:在序列攻击下,当传输距离为50 km时,安全的密钥生成速率上限值为6.9 Kb/s,因此他们实验生成的密钥是不安全的。     

一种基于量子纠错编码的量子密钥分配协议

量子加密从物理机制上保证了密钥分配的绝对安全,然而由于量子密钥分配过程中量子信道存在噪声,使得传输效率不高的量子密钥分配效率进一步降低。量子低密度奇偶校验(量子LDPC)码由于在码长和码率的选择方面具有巨大的灵活性,且信赖于稀疏图,已成为目前量子纠错编码的研究热点。该文借鉴经典纠错编码能够提高传输可靠性的特性,针对BB84协议,设计一种基于量子LDPC码的BB84协议。通过数值仿真,分析量子LDPC码对BB84协议的密钥传输效率的影响。结果表明基于量子纠错码的BB84协议的密钥传输效率得到提高,验证了在含噪量子信道中基于量子LDPC码的量子密钥分配协议的有效性。     

相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议

提出一种相位调制无关的改进测量设备无关量子密钥分配协议,在实际系统中通信双方 参考系随时间相对缓慢移动的条件下,该协议不需要添加辅助校准系统来补偿相位漂移,降 低了系统的复杂性。文章分析了相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议在弱相干光 源及参量下转换光源下的安全密钥生成率和最大安全传输距离,并进一步探究了有限密钥长 度引起的统计波动问题对安全密钥率的影响。仿真结果表明,该协议的最大安全传输距离接 近经典协议的最大安全传输距离。同时,考虑统计波动的影响,当达到相近的最大传输距离 时,本文协议所需的脉冲数比传统协议低约5个数量级,进一步提高了系统效率。     

量子密钥分配的安全性分析

量子密钥分配特别适合光通信环境,而且可以实现无条件安全性.但由于现有技术水平的限制,实际量子密钥分配的安全性受到挑战.分析了目前量子密钥分配安全性面,临的最大威胁-光子数分离攻击,介绍了两种可以抵制光子数分离攻击的方法:硬件措施-诱惑态方案和软件措施-非中交编码方案,并重点分析了两种方法的原理和特点.     

量子密码分配过程中的测量基问题

推导了利用单量子通信系统中Alice发送基与Bob接收基方向间有偏差时双方建立的Sifted-key的误码率公式.在对公式进行考查的基础上,我们建议设立一个万有方向来统一通信双方使用的基的方向.     

卫星量子通信中退极化信道补偿算法

针对卫星量子通信中的偏振保持问题,研究了大气 散射、大气湍流 以及卫星与地面站间相对运动对量子偏振态的影响。提出了一种采用量子同步修正比特存储 信道偏振 影响,而后对数据比特进行修正变换的偏振补偿算法。仿真对比了补偿前后系统量子误码率 (QBER),补偿后 系统量子QBER可低至0.7%,表明本文方案具有较 好的偏振补偿效果,可实现安全有效的卫星量子通信,且无需对系统增加任何附加设备。     

基于大气折射效应的星地背景光误码率分析

研究了大气折射效应对星地量子密钥分发(QKD)系统的背景光误码率的影响,研究过程中考虑了白天晴天、满月夜晚和无月夜晚三种不同的背景光条件。建立了分层结构的星地QKD信道传输模型,模拟大气折射效应对信号传输距离的影响;基于此模型仿真分析了考虑和忽略大气折射效应时只考虑背景光的误码率随天顶角的变化趋势。结果表明:忽略大气折射效应将对背景光误码率产生较大的影响,此外在无月夜晚背景光条件下可以获得相对最低的误码率。     

大气传播特性对量子密钥分发性能的影响研究

根据电磁波传播与散射理论,考虑衰减和去极化效应等因素,建立了地空极化编码单光子源的传播模型,研究了空气衰减和天顶角与密钥生成速率间的关系,并建立了交叉极化分辨率和系统误码间的关系式;分析并仿真了大气环境对量子密钥分发的影响;结果表明:大气衰减对量子密钥分发系统每秒密钥生成数的影响较大;降雨条件下引起的去极化效应则会造成量子误码率增加.     

自由空间量子密码通信中量子密钥比特率研究

通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、检测因子和数据筛选因子,给出了自由空间量子密钥分配中量子密钥比特率的表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路,进行了量子密钥比特率的数值仿真研究.结果表明,在低轨卫星-地面站间进行量子密钥分配是可行的.     

SDH中泊松分布下误块率与误码率的关系分析

本文较详细地介绍了ＳＤＨ中的ＢＩＰ误码校验方式，推导了泊松分布下，ＢＩＰ误块率与误码率的一般关系式，给出了ＳＤＨ中几种典型的误块率与误码率的关系曲线，并做了计算机模拟验证     

简化振动模型下空间光通信系统误码率分析

在空间光通信系统中,由于卫星振动将对系统的误码率产生影响,在探讨振动对误码率影响问题时,应分析不同振动类型的影响问题.侧重分析了正弦振动,并分别对方波、三角波、锯齿波型振动进行了分析.结果表明,对于正弦振动,当振动持续时间为整周期时,误码率仅为振幅的函数,此时误码率随振幅的增加迅速上升,而与振动频率无关;当振动持续时间为非整周期时,误码率随时间的增加而起伏,误码率的改变越来越小,且趋于仅与振幅有关的常数.其它类型的振动也有类似的结果.     

基于光码分多址信道特性的RS码性能分析

纠错码广泛应用于数字通信系统中,也是数字通信课程教学中的一个重要内容。为了使学生对纠错码的性能有更深入的理解和体会,本文在分析光码分多址系统(OCDMA)信道特性的基础上,研究了RS码的纠错性能,得出了具体的误码率表达式。分析结果表明,RS纠错码能有效改善OCDMA系统的误码率性能,提高了OCDMA系统的可靠性。     

多径衰落信道中滤波多音(FMT)调制性能分析

多径衰落信道中进行高速率数据传输,容易造成符号间干扰(ISI)。新兴的多载波技术滤波多音(FMT)调制具有子信道频谱严格约束的特性,在有效克服信道间干扰(ICI)的同时克服信道造成的ISI。比较了在多径衰落环境中,滤波多音调制性能,分析多径衰落对系统性能的影响,探讨FMT技术在无线领域的应用环境及可行性。     

基于DS2172的误码测试仪的设计

在数字通信工程中,误码率是检验数据传输设备及其信道工作质量的一个主要指标,给出了采用AT89C51单片机结合误码测试器DS2172实现简单误码测试仪的设计.