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专利号: 2019112470937
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于频谱域的大气湍流光信道共享随机比特提取方法,其特征在于,所需的硬件系统和执行步骤如下:需要激光收发端机A和激光收发端机B,激光收发端机A和激光收发端机B相互通视;激光收发端机A包括激光器A、收发光学系统A、探测器A和计算机A;激光收发端机B包括激光器B、收发光学系统B、探测器B和计算机B;激光器A发出的激光信号A001经收发光学系统A发射到大气湍流信道中,激光信号A001到达收发光学系统B后再入射到探测器B上;激光器B发出的激光信号B001经收发光学系统B发射到大气湍流信道中,激光信号B001到达收发光学系统A后再入射到探测器A上;计算机A实时采集探测器A输出的电信号,计算机B实时采集探测器B输出的电信号;

1)本方法第一部分使激光收发端机A和激光收发端机B正常工作,具体操作包括:使激光器A和激光器B正常工作,使探测器A和探测器B正常工作,使计算机A和计算机B正常工作,使收发光学系统A和收发光学系统B相互对准并正常工作;

2)本方法第二部分在激光收发端机A中执行以下操作:

从t0时刻开始,计算机A每隔时间τ就对探测器A输出的电信号进行一次采样测量,每次采样测量获得一个采样测量值MsA,在Nt×τ+t0时刻总共获得Nt+1个采样测量值MsA;Nt表示正整数;按获得的时间先后顺序把这Nt+1个采样测量值MsA保存在计算机A的存储器中;在(i‑

1)×τ+t0时刻获得第i个采样测量值MsA,其中i=1,2,3,…,Nt+1;

3)本方法第三部分在激光收发端机B中执行以下操作:

从t0时刻开始,计算机B每隔时间τ就对探测器B输出的电信号进行一次采样测量,每次采样测量获得一个采样测量值MsB,在Nt×τ+t0时刻总共获得Nt+1个采样测量值MsB;按获得的时间先后顺序把这Nt+1个采样测量值MsB保存在计算机B的存储器中;在(i‑1)×τ+t0时刻获得第i个采样测量值MsB,其中i=1,2,3,…,Nt+1;

4)本方法第四部分在计算机A上从保存在计算机A的存储器中的Nt+1个采样测量值MsA中提取原始随机比特序列,具体步骤如下:步骤Step401:在计算机A的存储器中创建n个包含 个元素的一维数组SA,数组SA的元素用于保存采样测量值MsA, 表示对x向下取整;在计算机A的存储器中创建包含n×(e+1)个元素的一维数组BITA,e为整数且 s为整数且 数组BITA的元素用于保存提取的原始随机比特值;

步骤Step402:把在 时刻获得的采样测量值MsA赋值给第m个

数组SA的第j个元素,其中m=1,2,…,n,j=1,2,…,

步骤Step403:令计数器Counter=1;

步骤Step404:依次针对m=1,2,…,n做下面的子步骤Step404‑1和子步骤Step404‑2描述的操作:子步骤Step404‑1:把第m个数组SA的所有元素当作一个时间域采样值序列,对这个时间域采样值序列进行离散傅里叶变换得到包含 个值的频谱域采样值序列SEQA;序列SEQA的各个采样值为复数;

子步骤Step404‑2:依次针对j1=s,s+1,s+2,…,s+e做下面的①和②描述的操作:①如果序列SEQA的第j1个采样值的虚部大于0,则把数组BITA的第Counter个元素赋值为1,否则把数组BITA的第Counter个元素赋值为0;

②使Counter=Counter+1;

5)本方法第五部分在计算机B上从保存在计算机B的存储器中的Nt+1个采样测量值MsB中提取原始随机比特序列,具体步骤如下:步骤Step501:在计算机B的存储器中创建n个包含 个元素的一维数组SB,数组SB的元素用于保存采样测量值MsB, 表示对x向下取整;在计算机B的存储器中创建包含n×(e+1)个元素的一维数组BITB,e为整数且 s为整数且 数组BITB的元素用于保存提取的原始随机比特值;

步骤Step502:把在 时刻获得的采样测量值MsB赋值给第m个

数组SB的第j个元素,其中m=1,2,…,n,j=1,2,…,

步骤Step503:令计数器Counter2=1;

步骤Step504:依次针对m=1,2,…,n做下面的子步骤Step504‑1和子步骤Step504‑2描述的操作:子步骤Step504‑1:把第m个数组SB的所有元素当作一个时间域采样值序列,对这个时间域采样值序列进行离散傅里叶变换得到包含 个值的频谱域采样值序列SEQB;序列SEQB的各个采样值为复数;

子步骤Step504‑2:依次针对j2=s,s+1,s+2,…,s+e做下面的a)和b)描述的操作:a)如果序列SEQB的第j2个采样值的虚部大于0,则把数组BITB的第Counter2个元素赋值为1,否则把数组BITB的第Counter2个元素赋值为0;

b)使Counter2=Counter2+1;

6)本方法的第六部分利用量子密钥分配后处理中的误码估计、密钥协商、错误校验技术找出并纠正数组BITA和数组BITB中存储的原始随机比特序列中的不一致比特,使数组BITA和数组BITB中存储的随机比特序列一致;

在实施本方法时,先执行本方法的第一部分,然后同时开始执行本方法的第二部分和第三部分,接着同时开始执行本方法的第四部分和第五部分,最后执行本方法的第六部分。