申请/专利权人：长春理工大学

申请日：2019-12-10

公开（公告）日：2020-03-17

公开（公告）号：CN110890917A

主分类号：H04B10/079(20130101)

分类号：H04B10/079(20130101);H04B10/11(20130101);H04B10/50(20130101);H04B10/70(20130101);H04L9/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.02.14#授权;2020.05.05#实质审查的生效;2020.03.17#公开

摘要：本发明公开一种基于频谱域的大气湍流光信道共享随机比特提取方法。本方法提出把连续采集得到的随机光信号衰落时域数据变换到频谱域，然后再对各个频谱分量进行阈值化处理，以提取随机比特。使用本方法，即使连续的两次采样测量值之间有较强统计相关性，在频谱域中的各频谱分量之间的统计相关性也会很低，从而可实现在连续的两次测量之间存在较强统计相关的条件下，确保提取的比特序列具有良好的随机特性。

主权项：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；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，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，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。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 长春理工大学 基于频谱域的大气湍流光信道共享随机比特提取方法

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