量子密码技术开辟通信安全新时代

 2004年6月3日,世界上第一个量子密码通信网络在美国马萨诸塞州剑桥城正式投入运行。主持这套网络建设的是美国BBN技术公司。新的量子密码通信网络已成功地实现了该公司与哈佛大学之间的连接,不久将延伸至波士顿大学。新的量子密码通信网络与现有因特网技术完全兼容,网络传输距离约为10千米。这个由美国BBN技术公司研发的量子密码通信网络和现有的宽带网并没有太大的不同---采用普通光纤传输数据,并且与普通网络完全兼容。与普通网络不同的是,该网络中传输的数据采用了量子密码技术进行加密。     

多路程控网络讯号源数据采集和控制

为研究材料的冲击特性而进行的爆轰实验测试中,用多路程控网络讯号源给电探针供电及漏电检查,电探针导通时产生脉冲信号。为测试仪器自动化的需要,设计了一种利用RS-485总线把PC机和多台网络讯号源互联构成小型集散系统,实现了分布式程控网络讯号源数据采集和控制。     

重要的无源器件光纤光栅

 光纤光栅在调Q、锁模、单频、多波长等各种光纤激光器中有重要的应用价值。光栅的物理原理是光纤的光敏性,即光致折变效应。利用光纤在紫外光照射下产生的光致折变效应,在纤芯上形成周期性的折射率调制分布,从而对入射光波中相位匹配的频率产生相干反射．可以在典型的0．1到几十纳米的带宽(Δλ)内产生反射,反射率可以达到100％。光纤光栅的这一重要的波长选择特性使之成为光纤器件中一种最重要的无源器件,受到普遍关注。光纤光栅由最简单和最基本的均匀周期光纤布喇格光栅,发展到多种不同结构、不同特点的光纤光栅。     

高阶效应影响下飞秒孤子间的相互作用

本文从高阶非线性薛定谔方程（HNLS）出发，给出了其Lax对，同时运用Darborx变换求得了N-孤子解和双孤子解的显式表达式，并且给出了在一定初始条件下谱参数的近拟本片值。最后通过数值模拟对解析结果作了验证，结果表明：高阶效应的联合作用在一定程度上能够减弱飞秒孤子间的相互作用。     

量子BB84协议在联合旋转噪音信道上的安全性分析

多数在理想条件下设计的量子密码协议没有考虑实际通信中噪音的影响,可能造成机密信息不能被准确传输,或可能存在窃听隐藏在噪音中的风险,因此分析噪音条件下量子密码协议的安全性具有重要的意义.为了分析量子BB84协议在联合旋转噪音信道上的安全性,本文采用粒子偏转模型,对量子信道中的联合噪音进行建模,定量地区分量子信道中噪音和窃听干扰;并且采用冯·诺依曼熵理论建立窃听者能窃取的信息量与量子比特误码率、噪音水平三者之间的函数关系,定量地分析噪音条件下量子信道的安全性;最后根据联合噪音模型及窃听者能窃取的信息量与量子比特误码率、噪音水平三者之间的关系,定量地分析了量子BB84协议在联合噪音条件下的安全性并计算噪音临界点.通过分析可知,在已有噪音水平条件下,窃听者最多能够从通信双方窃取25%的密钥,但是Eve的窃听行为会被检测出来,这样Alice和Bob会放弃当前协商的密钥,重新进行密钥协商,直至确认没有Eve的窃听为止.这个结果说明量子BB84协议在联合旋转噪音信道下的通信是安全的.     

智能燃气表缴费系统设计

为了解决传统燃气缴费系统在缴费方式上的不灵活、不方便等问题,提出了一种基于WiFi无线网络及Android技术的燃气缴费系统设计;给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了智能燃气表缴费系统的硬件及软件设计思路,定制了燃气表和客户端的通信协议;系统实现了内嵌WiFi模块的智能燃气表的电路设计,基于Android系统的手机客户端软件设计,以及燃气公司服务端的设计,并通过WiFi和GPRS网络建立三者之间的无线通信系统;通过测试,系统能够快速建立通信网络,具有传输数据快、可靠性高的优点。     

基于循环前缀相关性的水声OFDM信号调制识别方法*

本文研究水声OFDM通信信号与常见单载波水声数字通信信号(MPSK,MFSK)之间的调制识别问题。考虑到水声信道复杂传播特性对循环前缀相关性的影响,本文通过截取信号前后片段并迭代搜索双相关峰进行无需先验知识的水声OFDM通信信号特征参数提取,在此基础上设计了一种基于模糊系统的水声OFDM通信信号识别器。对不同信道条件下海上实录信号数据的识别实验结果表明了本文方法的有效性。     

基于OMAP3530嵌入式最小系统的开发

随着嵌入式系统日趋复杂,类似机载状态监测系统,对嵌入式处理器在高性能计算和复杂控制方面的性能提出了更高的要求。针对复杂嵌入式系统的高性能需求,分析了嵌入式处理器的发展现状,介绍了TI公司ARM+DSP架构的双核异构处理器OMAP3530,并开发了OMAP3530嵌入式最小系统。硬件设计包括电源、时钟、存储器以及外围接口等模块,实现了OMAP3530启动以及和外围通信的最基本硬件组成;软件设计包括ARM端操作系统移植、ARM和DSP双核通信,在此基础上设计了应用程序。ARM端操作系统采用嵌入式Linux系统,采用DSPLINK驱动模块实现ARM和DSP双核通信,应用程序包括ARM端程序和DSP端算法程序。最后采用LabVIEW在上位机上设计了软件部分的测试程序,测试了系统的完整性。OMAP3530作为一款高性能的嵌入式处理器,为复杂的嵌入式系统应用提供了解决思路。     

改进的MPPM-QPSK光通信系统两模均衡算法

多脉冲位置调制联合正交相移键控(MPPM QPSK)在接收机灵敏度方面具有明显优势,均衡算法可以有效优化数字相干光通信系统中信号带宽受限和码间串扰带来的影响,提高信号的传输质量.针对恒模算法仅能优化MPPM-QPSK中QPSK部分的问题,对两模均衡算法的内圈参考模值进行改进,提出了一种内圈模值不为0的两模均衡算法.将该算法应用到10 Gbit/s单载波高斯成形和Nyquist成形的MPPM-QPSK相干光通信系统中,并对其内圈模值、抽头数和步长等参数进行优化.实验结果表明,相比使用传统两模算法的系统,本系统的接收机灵敏度优化了约0.1dB.当脉冲数m=2,4,8,16时,相比不加均衡算法的系统,本系统的接收机灵敏度分别优化了0.9 dB,0.6 dB,0.5 dB,0.4 dB.     

Generalized Positive-Definite Operator in Quantum Phase Space Obtained by Virtue of the Weyl Quantization Rule

We introduce a generalized positive-definite operator △g（q,p） by smoothing out the Wigner operator △w（q,p） and by averaging over the ＂coarse graining＂ function. The function is then regarded as the classical Wey1 correspondence of the operator △g（q,p）; in this way we can easily identify a quantum state ｜Ф} such that △9 （q, p） = ｜Ф} 〈Ф｜, and ｜Ф} turns out to be a new kind of squeezed coherent state. Correspondingly, the generalized distribution function for any state ｜φ} is 〈φ｜△g（q,p）φ} = ｜{Ф｜φ〉}｜^2, which is obviously positive-definite and is a generalization of the Husimi function.