密钥提取中降低初始不一致率的预处理方法

在密钥生成过程中,传统量化算法会导致量化结果初始不一致率较高,从而降低最终的密钥生成速率。为解决该问题,提出一种基于奇偶校验的预处理方法。合法双方对量化比特进行合理分组,交互每组的奇偶校验位,且双方同时删除校验位不一致的分组。仿真结果表明,该方法能降低初始序列的不一致率,进而提高后端信息协商的效率,特别是当初始不一致率较高时性能改善明显,如当初始不一致率为0.26时,采用该预处理方法的剩余比例较未采用该预处理方法提高近9倍。     

基于WRF模式预报的微波湍流特性研究

大气湍流对对流层内微波的传播具有重要影响,正确认识大气湍流的特性有助于提高电波传播模型预测的准确性和可靠性. 本文利用天气数值预报（weather research and forecasting,WRF）模式预测气象要素,计算微波波段大气折射率结构常数,研究对流层内大气湍流的时空分布特性,并探讨其与温度、相对湿度和修正大气折射率的变化关系. 研究表明:近海面微波湍流强度具有明显的日变化特征;对流层内微波湍流的垂向结构具有较为明显的分层;大气环境出现逆温减湿现象,湍流活动较强. 这些研究成果可为微波在大气环境中传播的准确预测提供理论支持.     

北斗ka星间链路高动态应用辅助接收技术

北斗三号ka频段星间链路具备为高速移动目标提供全球范围内测控数传服务的能力，但由于北斗三号ka频段星间链路是短突发信号，对于高速移动目标应用存在难以在短时间建链的难题。文中提出基于“GNSS+微惯性单元”的辅助信息生成方法，对接收机概略位置、速度/加速度、天线指向的预报值进行估计，开环辅助ka星间链路的接收。还提出了超紧组合导航结构，利用惯性信息辅助矢量跟踪的高动态跟踪环路，降低了接收机的瞬态响应误差和对环境的敏感度。仿真证明提出的高动态应用辅助接收技术（速度为12 km/s，加速度为11 kHz/s的情况）提供的辅助信息精度优于建链路需求，可完成百毫秒内的信号同步，实现北斗三号ka星间链路高动态快速建链的需求。     

可见光多天线空分键控技术研究

空分键控是一种新型的空间复用技术,每个时刻只有一个发送天线工作,携带信息的是天线的位置而非发送符号本身,因此该种方法频带利用率较低。为了提高频带利用率,基于广义空间调制的概念,提出了光多天线空分键控调制方法,这种调制方式中每个时刻有多个天线同时工作。首先建立了可见光通信中的多天线空分键控系统模型,并对其误码率性能进行了分析,然后由此为依据提出了一种基于最小距离最大化准则的天线选择算法以获得误码率性能的增益,最后通过蒙特卡罗仿真验证了该天线选择方法的有效性。      

一种小型化有源相控阵天线设计与测试

文章设计了一种小型化有源相控阵天线,阵元采用低剖面双馈圆极化技术,轴比性能优异;T/R组件采用片式组件表贴综合网络技术,与常规砖式或瓦式相控阵天线的多次封装和模块连接相比,该天线通过一次封装集成实现了相控阵天线的轻、薄、小目标。通过紧缩场暗室测试和对星测试,结果表明,天线工作稳定可靠,性能优异。     

密钥生成系统中的双门限量化算法研究

针对密钥生成系统中传统量化算法导致合法双方初始不一致率较高从而降低最终的密钥生成长度的问题,提出了双门限量化的基本模型,合法双方同时设置一个上门限和下门限,将高于上门限的采样值量化为1,低于下门限的采样值量化为0,同时将上、下门限之间的采样值舍弃。通过分析可知,这种量化方法有较高的可靠性,并且不会泄露有关密钥的任何信息。本文分析了其在密钥生成中的具体应用,并以合法双方最终生成的密钥的长度为目标函数,推导得到了双门限量化时最优的量化因子。进一步的仿真表明,相比较传统的等概量化,通过选择合适的量化因子,合法双方能够生成更长的密钥。在信噪比为15 dB-25 dB时,密钥长度的提升在0.1比特以上。      

基于LDPC码和二分法的联合信息协商算法

信息协商是量子密钥分发(QKD)中的重要环节。在此环节中常需要用信道纠错码技术,如采用性能优异的低密度奇偶校验(LDPC)码。为了增强协商算法对合法双方的错误率的适应性,可以采用码率自适应的方案,但其设计不便、灵活性较差。文章提出了一种以LD-PC码协商算法为主,以二分法协商方法为辅的联合协商算法,可在协商效率和协商轮数上取得较好折衷,对合法双方原始密钥的错误率有良好的适应性。     

成像MIMO通信中信道容量研究

成像MIMO是实现高速、远距离可见光通信的新型方式。由不完美对焦或镜头抖动造成的成像模糊会大大降低成像质量、产生空间码间串扰(SISI),进而影响通信效率。建立了基于成像MIMO的通信模型,对成像MIMO通信系统中的噪声和信道容量进行了分析,得出了该模型下的信道容量和信噪比与收发端距离、接收单元数量的关系,分析了SISI对信噪比和信道容量的影响。此外,为减小SISI对信道容量的影响,对接收阵列单元进行了优化,得到了使信道容量达到最佳的接收单元数量和尺寸。     

无线平坦衰落信道的密钥生成速率研究

针对传统窃听信道模型中假定合法信道完全互易、窃听方只处理合法双方一方信号的问题,对传统的窃听信道模型进行了改进.一方面引入相关系数ρ0来刻画合法信道的互易程度,另一方面考虑窃听方能够获取并利用合法双方的信息.在此基础上,推导得到了密钥生成速率的解析表达式,并对影响密钥生成速率的因素进行了仿真分析.仿真结果表明,密钥生成速率随合法信道的相关系数ρ0、信噪比γ的增大而增大,随合法信道与窃听信道之间的相关系数ρ1、ρ2的增大而减小.     

降雨率的最坏月分区转换模式研究

最坏月分布特性是无线电系统设计和研制过程中需要考虑的重要指标,大多数无线电气象数据和传播数据只能提供年平均分布概率,这就要求提供最坏月分布和年平均分布之间的转换模式. 本文首先给出了包含累积分布和互补累积分布完整的最坏月概念. 然后分析了对流层散射传输损耗、降雨率和雨衰减、地面视距链路多径衰落等多种电波环境和传播特性的年平均和最坏月概率转换关系,并通过对比分析给出了最优的模型参数,其对应的均方根误差最小,其中对流层散射和雨衰减的均方根误差小于10%,同时论证了雨衰减的转换关系可以由降雨率的转换关系得到. 本文的研究将有力支撑无线电系统的最坏月设计.