공간 다중 광 키 생성의 채널 상관성 영향

LI Hui ,  

LOU Yan ,  

ZHAO Yiwu ,  

CHEN Chunyi ,  

HOU Yihao ,  

ZHAO Shengya ,  

QIN Xinyi ,  

摘要

무선 광 채널 자체의 특성을 이용한 광 키 생성 및 분배는 고속 위성-지상 보안 통신에 안전하고 효율적인 보장을 제공할 수 있다. 무선 광 채널 공간 다중 키 생성 시스템에서 인접 하위 채널 상관성에 대한 연구가 진행되었다. 전력 스펙트럼 반전을 구현하여 Kolmogorov 대기 난류 위상 스크린을 생성하고, 무선 광 채널(WOC) 내 다중 입력 다중 출력(MIMO) 모델을 구성하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 가우스 빔이 대기 난류를 통과하는 특성을 모의하며, 다양한 난류 강도와 빔 전송 거리가 광 강도 분포에 미치는 영향을 비교하였다. 대기 난류 강도, 인접 두 수신 구경 사이 거리, 수신 구경, 전송 거리, 광파장 등이 인접 하위 채널 상관성에 미치는 영향을 분석하였다. 결과에 따르면, 인접 두 수신 구경이 수신하는 광 신호 세기의 상관성은 수신 구경 직경과 파장의 증가에 따라 증가하며, 인접 수신 구경 사이 거리, 광파장 전송 거리, 난류 강도 증가에 따라 감소하였다. 대기 굴절률 구조 상수<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><msubsup><mrow><mi>C</mi></mrow><mrow><mi>n</mi></mrow><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn></mrow></msubsup><mi mathvariant="normal">为</mi><mn mathvariant="normal">5</mn><mo>×</mo><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">14</mn></mrow></msup><msup><mrow><mi mathvariant="normal">m</mi></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">2</mn><mo>/</mo><mn mathvariant="normal">3</mn></mrow></msup></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/F2269205-CC93-4e19-A9FA-4AB32EDB35BA-M001.jpg"?><fx-imagestate width="26.24666595" height="3.97933316"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/F2269205-CC93-4e19-A9FA-4AB32EDB35BA-M001c.jpg"?><fx-imagestate width="26.24666595" height="3.97933316"?></graphic></alternatives></inline-formula>, 수신 구경 0.03 m, 전송 거리 2,000 m의 근지상 수평 링크 조건에서, 인접 채널 간 거리가 0.07 m일 때 수신되는 광 신호 세기의 상관성은 거의 0에 가까우며, 이때 두 인접 채널은 서로 독립적이다. 이 결과는 공간 다중 대기 광 채널 키 추출 시스템 구축에 참고가 될 수 있다.

关键词

무선 광 통신;다중 입력 다중 출력;채널 상관성;키 생성;난류 위상 스크린

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