循环差分相移量子密钥分发协议研究

依据量子力学理论,量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)协议能够在合法用户间建立起绝对安全的密钥,并提供对窃听者的检测,它是近三十多年信息安全领域中迅速发展的一个重要研究方向。在常见的QKD协议中,安全密钥的产生需要监测窃听者产生的干扰,当量子比特错误率大于某个阈值时,合法用户将放弃该次密钥分发。2014年提出的循环差分相移量子密钥分发(Round Robin Differential Phase Shift Quantum Key Distribution,RRDPS-QKD)协议,则无需监控窃听者的干扰,具有高噪声容忍度,成为QKD协议研究热点。文中从RRDPS-QKD协议的原理、协议的改进、协议的实验进展等方面,较为全面地介绍RRDPS-QKD协议,并介绍了我们团队在RRDPSQKD协议方面的工作。

40Gb/s差分相移键控格式抗偏振模色散的性能研究

研究了40Gb/s非归零或归零格式下,差分相移键控和开关键控信号对一阶偏振模色散的影响.比较分析了不同偏振模色散影响下的各种调制格式的眼开度.结果表明:使用非归零和归零格式,在一阶偏振模色散情况下,差分相移键控信号均比开关键控信号有更高的眼开度;与归零差分相移键控格式相比,非归零差分相移键控格式受偏振模色散影响眼开度要小;对于给定的比特率,载波抑制归零差分相移键控格式比归零差分相移键控格式有更好的抗偏振模色散能力.

钻井液连续压力波差分相移键控信号的传输特性分析

对随钻测量旋转阀的控制进行了逻辑分析,利用编码逻辑控制信号的积分运算及傅里叶正、逆变换,得到差分相移键控(DPSK)调制信号的函数表达式。根据通信原理,用调制信号控制载波相移构成DPSK信号的数学模型,分析了DPSK信号的频谱特性。对于水基钻井液,根据钻柱压力剖面将钻柱沿垂直方向划分为多个井段,通过对各个井段传递函数的分段描述,得到信号沿垂直钻柱分布的数值解。分析了信号传输距离、钻柱内径、载波频率、钻井液黏度及含气率对信号传输的影响,并对数值计算结果进行了分析。数值计算表明,钻井液黏度和含气率对信号传输的影响最大。对DPSK压力信号的井筒传输特性进行了研究,利用传输特性可以分析频带传输信号的传输效率和失真度以及钻井液参数对信号传输的影响。

光差分相移键控调制格式原理

DPSK(差分相移键控)调制格式是一种将信号调制到相位信息上的调制方式。与传统的OOK调制方式相比,DPSK最显著的优点是在达到相同的误码率(BER)时,对光信噪此的要求低了3dB。本文详细讲述了DPSK信号的产生、接收方式及特性。

符号内连续相位差分相移键控调制方法

提出了一种幅度准恒包络、相位连续的差分相移键控调制与解调方法。该方法设计了一组基带信号集合,根据输入的信息值和状态值选择基带信号来实现信号调制。在信号解调中,通过计算接收信号在一个符号持续时间内的相位变化累积量来判决发送信息。仿真结果表明,该调制方法具有良好的频谱特性和准恒包络特性,并且避免了本振偏离、多普勒频移等引起的符号间相位变化对信号解调的影响。

用单片机实现差分相移键控调制解调器的探讨

本文提出了一种用8031单片机控制实现的差分相移键控(DPSK)调制器和解调器,给出了硬件电路和程序设计。

基于最小二乘自适应算法的二进制差分相移键控解调方法

本文研究了利用自适应算法解调二进制差分相移键控(2DPSK)信号的方法。采用递归最小二乘(RLS)自适应算法,研究了自适应解调方法对二进制差分相移键控信号的解调及其性能。计算机模拟结果表明,基于这种算法的自适应解调完全可行且性能优越,而且便于用数字信号处理技术实现。

X波段双线偏振多普勒雷达共极化差分相移资料的滤波方法研究

为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移Ψ_C质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移率K_(DP)的估算方面相较于中值滤波、综合滑动平均、综合卡尔曼滤波及综合有限脉冲响应(FIR)滤波都是最优秀的,其能较好地保留原始Ψ_C平均趋势及细节特征(偏差基本在±2°可信范围内,部分区域由于对原始Ψ_C细节特征的保留会略有超出),避免探测误差零值对滤波产生的影响(误差零值订正值回归平均趋势水平,偏差在±2°可信范围内),对原始Ψ_C距离廓线的平滑程度达到了94%～97%[平滑了超出±1.5°Gate^(-1)(Gate表示雷达距离库)的波动,对±1.5°Gate^(-1)内波动保留];(2)估算的K_(DP)整体在±5°km^(-1)边界阈值内,避免了探测误差零值、环境噪声和δ对K_(DP)估算产生的误差影响,K_(DP)对较强降水指示明显(在回波强度30 dBZ≤Z_H<37 dBZ的层积云降水中K_(DP)普遍大于0.25°km^(-1),峰值可达到4.3°km^(-1);在回波强度30 dBZ≤Z_H<50 dBZ的积雨云降水中K_(DP)普遍大于0.1°km^(-1),峰值可达到1.95°km^(-1))。本文工作对于降水估测和水成物粒子识别有着改善效果,这对雷暴天气预警预报具备重要意义。

基于量子差分相移系统的混合编码设计方案

差分相移系统有成钥率高,编码速率快,抗干扰性能强,传输距离大等特点。在分析普克尔斯效应的基础上,提出基于差分相移系统的混合编码设计方案,该方案中发送端通过运用普克尔斯效应进行偏振、相位、时间的混合编码,接收端利用相位干涉和测量时间的控制进行解码。与传统差分相移编码系统分析比较,增加了差分相位编码的相关性,有效提升了差分相位编码的实际安全性,进一步提高了量子密钥的成钥率。

差分相移量子密钥分发研究进展

量子密钥分发被认为是实现保密通信的理想方法。本文综述了差分相移量子密钥分发的研究进展。重点介绍差分相移量子密钥分发协议的原理和针对在不同攻击策略下的安全性讨论。概述量子密钥分发当前应用情况,最后对量子密钥分发技术的前景进行了展望。

S波段双线偏振雷达差分相移率自适应计算研究

业务用S波段双线偏振雷达受地物干扰和非均匀充塞(简称NBF,下同)影响会造成定量估测降水等方面的应用误差。该文设计了一种自适应计算差分相移率的方法,即对差分相位数据退相位折叠处理后,针对是否非NBF径向,分别利用信噪比和相关系数进行气象和非气象回波的识别并订正NBF径向相关系数。再对径向差分相位进行9阶和25阶平滑滤波。最终通过反射率和订正后的相关系数选择9点或25点最小二乘法(LS)计算差分相移率。其结果表明:差分相位折叠是影响差分相位数据质量及后续差分相移率计算的因素之一;本文提出的方法能够有效区分NBF径向中的气象和非气象回波;NBF径向相关系数的订正方法能够改善NBF径向相关系数低估的问题;9阶和25阶滤波窗的选用在差分相位曲线适度平滑的基础上,保留正确的变化趋势;同时9点和25点LS的自适应选取,保证了差分相移率的最终计算结果更符合实际的相位变化情况。

基于差分相移键控的水声数据传输技术研究

该文研究了四进制差分相移键控水声通信系统,给出了系统调制和解调的工作原理。该系统采用正交调制法生成DPSK信号,解调运用了互谱解调和差分正交解调两种方法。在无多径干扰及一定多径干扰的典型水下声信道条件下,比较了系统性能并给出了仿真结果。结果表明,在所选两组典型水声信道下,当信息以较低速率传输并采用互谱法解调时,即使不使用均衡器处理,在较小的信噪比下仍可实现信息的正确传输。而在以较高数据率传输信息时,在采用基于LMS算法的均衡器的情况下,极大地改善了通信的质量,降低了误码率。在一定的信噪比下仍可实现信息的正确传输。该系统也为构造实际的系统获取了一定的先验知识,并可提高实际系统的研制效率。

基于光纤差分相移键控的色散补偿方案的研究

为了研究光差分相移键控(DPSK)调制格式在光纤高速传输系统中的色散补偿,利用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿原理,对40Gbit/s光纤传输系统进行色散补偿,分析了40Gbit/s单通道光纤传输系统中3种DPSK调制格式信号的频谱特性;仿真了3种码型的色散容忍度以及3种调制格式在考虑光纤的非线性下的色散补偿方案。结果表明,光非归零码差分相移键控(NRZ-DPSK)信号具有最好的色散容忍度,但其受非线性的影响比较大;33%归零码差分相移键控(33%RZ-DPSK)信号的色散容忍度差,但其色散补偿后的效果优于NRZ-DPSK;而载波抑制归零码差分相移键控信号对色散和非线性效应都有较好的抑制;3种DPSK调制格式均在对称补偿2方案中色散补偿的效果最佳。此仿真研究对光DPSK信号在光纤中的色散补偿具有参考意义。

基于差分相移键控的电力线载波通信分析及建模

智能电网对于构建全球能源互联网至关重要.分布式电源是智能电网的重要组成,因此有必要对分布式电源的状态信息进行在线监测.光伏分布式电源具有环境友好且分布广泛的优点,因而以光伏分布式电源为研究对象,并对其状态信息进行在线监测.引入差分相移键控技术在电力线载波通信系统发送端对状态信息进行调制,并通过电力线载波通信系统远程传输光伏分布式电源的状态信息,最后在电力线载波通信系统接收端对状态信息进行解调.进一步在Matlab/Simulink平台上建立了光伏分布式电源发电系统以实现其状态信息的在线监测.仿真结果显示,基于差分相移键控的电力线载波通信能有效监测光伏分布式电源的状态信息.

晶体型差分相移键控格式解调器

介绍了利用偏振光干涉原理的晶体型DPSK与DQPSK解调器,理论推导结果表明,这种晶体型解调器能够实现与普通解调器同样的功能;更进一步地,通过旋转一个四分之一波片,该器件可以实现在DPSK与DQPSK解调器功能之间的切换。实际研制了该解调器,其PDFS在整个C波段小于0.4 GHz,响应时间小于50 ms,各项指标均达到了商用化的水平。

Inphi单芯片差分相移键控编码器

Inphi公司推出13750DE／13751DE差分编码器，据称是第一款可提供高达12．5Gbps差分相移键控（DPSK）或双二进制传输的商用化单芯片编码器。为满足电信系统和发射机应答器需求而设计，该差分编码器可提供信号完整性，确保在宽范围的设计中具有高性能。

基于systemview的差分相移键控系统仿真

理论上分析2DPSK的调制解调原理,并详细介绍利用systemview软件完成2DPSK系统的仿真过程和结果分析。结果表明,通过合理设置参数,能够实现正确的解调。

新型循环差分相移量子密钥分发协议

量子密钥分发(QKD)作为一种由量子物理保证的绝对安全的密钥分发引起了广泛的关注。在现有的量子密钥分发协议中,循环差分相移量子密钥分发协议(RRDPS-QKD)因其具有较大的比特错误容限度,在实际应用中具有极大的优势。在循环差分相移量子密钥分发协议基础上,设计一种新型循环差分相移量子密钥分发协议,在接收设备中通过一个开关将接收到的脉冲序列分为两支(定义为奇偶两支路),在奇(偶)路上加入一个随机延时器和一个延时器,既能使接收端接收到的所有脉冲都能参与干涉,提升脉冲序列的利用率,又能使发送端可以连续发送脉冲序列。仿真分析结果和模拟量子密钥分发实验结果表明,新型循环差分相移量子密钥分发协议能够明显增大脉冲序列参与干涉的概率,有效地提升了循环差分相移量子密钥分发协议的安全密钥率。

偏振复用差分相移键控信号的数字相干解调与偏振解复用算法研究

利用光纤偏振分束器和3 dB耦合器搭建偏振分集90°光学混频器,采用单端接收实现了偏振分集的相干接收机。实现了10 Gb/s偏振复用差分相移键控(DPSK)光信号,经过280 km普通单模光纤(SSMF)和掺铒光纤放大器(EDFA)传输后的数字相干接收,测量无误码。研究了数字相干光接收中的各种信号处理算法。采用数字信号处理算法完成载波相位估计,数字滤波器补偿光纤色散,恒模算法进行自适应数字偏振解复用等。研究了90°光学混频器的非理想正交特性,运用统计方法补偿了光学混频器偏离90°的误差,此算法和信号格式以及光纤色散等因素无关。使用恒模算法实现数字偏振解复用,该算法收敛时间小于0.5μs。