一种低功耗高噪声源真随机数设计

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究，设计了一种新型的低频时钟电路，可以把电阻热噪声放大100倍以上，从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值，使电路的面积和功耗减少，并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 40 nm CMOS工艺设计，完成了流片和测试，真随机数产生器输出速度范围为1.38～3.33 Mbit/s，电路整体功耗为0.11 mW，面积为0.00789 mm2。随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求，并且通过了国密2安全测试。     

物理真随机数发生器的设计

为了得到平稳的随机信号,设计了一种应用于智能卡的物理真随机数发生器。采用振荡采样的方法将噪声源产生的抖动噪声转变为随机数。同时,在发生器输出级运用由异或链、线性反馈移位寄存器组成的后处理模块,消除外部干扰导致随机数发生器产生的偏差和自相关性。通过设计在线检测电路,实时检测随机序列的质量。理论研究和仿真测试证明,该方案能生成均匀、彼此独立的随机信号。     

长周期硬件高速任意位数随机数产生器

本文介绍的随机数产生方法利用m序列所特有的性质,完全采用硬件电路产生,产生速率快.若随机数为16Bit,则速率可达50MHz/16=3.125MHz;随机数周期长,若利用24级移位寄存器产生m序列,则16Bit随机数的周期至少为2~(24)/16=2~(20).因此该方法产生的伪随机数可以再现.由于完全利用硬件产生,因此该方法产生速率快,不占用CPU和存贮单元,且能保证足够长的周期.经过均匀性和独立性的检验,该方法产生的伪随机数紧密地近似于理想的随机数.     

基于芯片化光电共封装的量子噪声源模块

现有的量子噪声源模块一般采用的是分立器件集成方式,不利于量子随机数发生器芯片化的发展需求。为此本文提出了一种基于芯片化光电共封装的量子噪声源模块,通过采用裸芯片高效空间光耦合及光电共封装的方式,最终实现了量子噪声源模块的芯片化封装,封装体积为7.5×5.4×5.2(mm)。     

高斯噪声源电路的设计与实现

为了实现占用资源少、精度高的高斯噪声源电路,设计了一种新的高斯噪声产生方案,该方案在FPGA上通过线性反馈移位寄存器产生高速均匀分布伪随机数,接着利用均匀分布与高斯分布之间的映射关系生成高斯噪声,并创新地采用非均匀划分的折线逼近映射曲线,同时设计寻址电路,从而减少噪声源占用的资源,改善噪声精度。在XILINX Virtex5 XC5VLX50T上的实现结果表明,该方案仅使用了2%的可配置SLICE和1块片上BRAM,实现了±4σ(σ为标准偏差)的高斯噪声源。时序分析表明其最高频率可达131 MHz。     

基于振荡器的高性能真随机数发生器

设计了一种应用于信息安全SoC平台的基于振荡器的高性能真随机数发生器,其利用放大的电阻热噪声来增大慢振荡器的抖动,使得前后两次采样相互独立,提高了序列的随机性能。采用T触发器采样消除快振荡器占空比偏差的影响。真随机数发生器采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,输出速率达4Mbps,通过NIST FIPS140-1和SP800-22中的各项测试。芯片面积为0.09mm2,工作电压为2.5V,功耗为4.15mW。     

一种基于单电子隧穿结和MOS晶体管的混合随机数发生器

提出了一种新颖的单电子随机数发生器(RNG).该随机数发生器由多个单电子隧穿结(MTJ)以及单电子晶体管(SET)/MOS管混合输出电路组成.MTJ被用于实现一个高频率的振荡器.它利用了电子隧穿的物理随机性得到了很大的振荡频率漂移.SET/MOS管输出电路放大并输出MTJ振荡器的输出信号.该信号经过一个低频信号采样后,产生随机数序列.所提出的随机数发生器使用简单的电路结构产生了高质量的随机数序列.它具有简单的结构,输出随机数的速度可以高达1GHz.同时,该电路还具有带负载能力以及很低的功耗.这种新颖的随机数发生器对未来的密码和通讯系统具有一定的应用前景.     

一种基于单电子隧穿结和MOS晶体管的混合随机数发生器

提出了一种新颖的单电子随机数发生器(RNG).该随机数发生器由多个单电子隧穿结(MTJ)以及单电子晶体管(SET)/MOS管混合输出电路组成.MTJ被用于实现一个高频率的振荡器.它利用了电子隧穿的物理随机性得到了很大的振荡频率漂移.SET/MOS管输出电路放大并输出MTJ振荡器的输出信号.该信号经过一个低频信号采样后,产生随机数序列.所提出的随机数发生器使用简单的电路结构产生了高质量的随机数序列.它具有简单的结构,输出随机数的速度可以高达1GHz.同时,该电路还具有带负载能力以及很低的功耗.这种新颖的随机数发生器对未来的密码和通讯系统具有一定的应用前景.     

一种基于锁相环的真随机数发生器

对高质量随机数的要求与日俱增,导致了真随机数发生器受到广泛关注;系统芯片技术的出现和发展,提出了实现片上随机数发生器的需要;鉴于这两个现实状况,该文提出了一种基于锁相环噪声源的随机数发生器实现方法.实验结果表明该方法具有真随机性,易于实现和系统集成.     

CCD器件在低信号电平的信号处理中的性能

本文介绍了在P型硅中利用常规单一电平处理而制造的表面沟道CCD噪声源特性的实验数据。这些数据是通过在一连续工作的CCD移位寄存器的输出端,进行噪声频谱的测量而得到的.将这些实验数据与也包括在本文中的根据频谱分析结果所预计的噪声电平作了定量的比较。为说明在模拟信号处理应用中CCD的噪声特性而研究了一个模型。最后,采用一个简单的输入模型,将主要的噪声源视为该模型的输入端噪声源,以便为电路设计者提供一个单一的等效输入噪声电压。     

随机选择算法的研究

随机选择问题在现实生活和工作中大量存在,这牵扯到社会公正、公平以及其他更深刻的科学问题。正确合理地随机选择算法对解决随机选择问题至关重要。在此研究了人们熟知的随机抽题考试、随机抽取学生分班等几个随机选择问题,给出了如何使用随机数生成函数解决它们的算法。这些算法可以直接用于解决其他类似随机选择问题,或对解决它们具有广泛的可借鉴性。     

基于随机光栅的可调谐随机光纤激光器

提出一种基于随机光栅与高反射布拉格光栅(FBG)相结合的可调谐随机光纤激光器。利用980nm泵浦光源泵浦一段7m长的掺铒光纤(EDF)进行增益放大,由随机光栅提供随机反馈。随机光栅长7cm,具有约10000个折射率修改点,这些点由飞秒激光逐点写入,并沿光纤方向随机分布,两点相邻间隔小于10μm。同时,利用中心波长为1548nm的高反射FBG来组成半开放腔结构,实现了随机激光的输出。实验测得的泵浦阈值功率仅为18mW,斜率效率高达13.2%,并通过改变FBG的中心波长,实现了输出激光波长的可调谐,调谐范围为4.45nm(1548.04~1552.49nm)。得益于半开放式激光腔的设计和EDF的高增益,整个系统具有阈值低、效率高、结构简单等优点。     

基于NS2的航空白组网节点移动模型仿真研究

航空自组网是MANET-s在航空通信中的应用。对三种节点移动模型在航空自组网中的应用进行了仿真研究。利用NS2仿真平台,添加了随机走动移动模型和随机方向移动模型,建立了AANET的网络模型．编写了仿真场景,对三种节点移动模型在AANET中的性能进行了仿真分析。结果表明随机路点移动模型的性能最优,随机走动移动模型其次,随机方向移动模型最差。研究结果对航空自组网的研究和应用具有一定的参考价值。     

一种新的激光陀螺抖动加噪效果评估方法

激光陀螺是一种角运动传感器件,为了避免激光陀螺的闭锁现象,可以采取正弦抖动偏频。为了减小机抖陀螺过锁区时的误差累积,往往会在抖动信号中注入噪声。然而如何选择一种合适的噪声形式目前还没有明确的依据,往往要经过长时间的测试才能得到一种较好的噪声形式。根据加噪的基本原理,提出了一种新的激光陀螺抖动加噪评估方法,这种方法能够在短时间之内快速评价加噪的效果。实际测试验证,新方法在衡量加噪效果上确实是行之有效的。     

雷达抗干扰中随机数产生技术分析研究

随机频率捷变和脉冲重复周期随机抖动可以使雷达具有较强的抗侦察、抗干扰能力。某型雷达具有伪随机频率捷变和脉冲周期参差捷变功能。本文分析了在该雷达上实现随机频率捷变和脉冲重复周期随机抖动的技术途径和可行性。     

一种新的无线通信随机相位线性均方估值方案

本文提出了一种新的无线通信随机相位线性均方估值方案，分析了其性能；针对瑞利度落信道进行了计算机模拟，并将模拟结果与理论值进行了比较。理论分析和模拟结果表明，该方法是一种有效的无线通信随机相位估值方法。     

随机激光的发展现状

综述了随机激光的最新研究成果，包括随机激光的发展历史和随机激光的理论、特点以及类型。最后，介绍了随机激光器的未来发展前景     

工作电流对二频机抖激光陀螺角随机游走影响的研究

理论上分析了二频机抖激光陀螺中由量子噪声和抖动噪声产生的角随机游走的影响因素;讨论了工作电流对量子噪声、比例因子的影响;根据陀螺参数定量的估计了抖动噪声产生的角随机游走的数量级。实验结果表明：电流在全测量范围内对陀螺比例因子的影响约为5ppm;对于本单位自行生产的二频机抖激光陀螺来说,由抖动噪声产生的角随机游走是总角随机游走的主要贡献者,比量子噪声产生的角随机游走大约高一个数量级。     

TSM系统中随机接入成功率的分析

TSM是从GSM到TD-SCDMA系统的一个过渡标准，在TD—SCDMA的开发过程中，各大开发商在TSM上花费了很多功夫。对于任何一个移动通信系统，都需要随机过程，随机接入能力将直接影响到一个系统的性能，所以很有必要对TSM系统的随机接入过程进行认真的分析与研究。本文将介绍TSM系统中的随机接入过程及其接入能力。最后对结论做简单的仿真和分析。     

相控阵天线适当随机馈相对DDS 杂散的抑制*

将用于相控阵天线的随机馈相法,应用于DDS 的设计。这种方法的优点是,采用这种随机馈相,在DDS 中,频率偏差的均值为零,而且其杂散可得到抑制。当采用随机馈相的改进型,即适当随机馈相法时,DDS 杂散的峰值进一步降低。文中,给出了计算结果,并对不同随机馈相方法的计算结果进行了比较。