Influência da correlação do canal na geração de chaves ópticas com diversidade espacial

LI Hui ,  

LOU Yan ,  

ZHAO Yiwu ,  

CHEN Chunyi ,  

HOU Yihao ,  

ZHAO Shengya ,  

QIN Xinyi ,  

摘要

A utilização das características intrínsecas do canal óptico sem fio para gerar e distribuir chaves ópticas pode fornecer garantias seguras e eficientes para a comunicação confidencial de alta velocidade entre satélite e solo. Foi realizado um estudo sobre a correlação de subcanais adjacentes em um sistema de geração de chaves com diversidade espacial no canal óptico sem fio. Através da inversão do espectro de potência para gerar uma tela de fase de turbulência atmosférica de Kolmogorov, construiu-se um modelo MIMO (entrada múltipla, saída múltipla) no canal óptico sem fio (WOC). Simulou-se via Monte Carlo as características de transmissão do feixe gaussiano através da turbulência atmosférica, comparando os efeitos de diferentes intensidades de turbulência e distâncias de transmissão na distribuição da intensidade da luz. Analisou-se o efeito da intensidade da turbulência atmosférica, da distância entre duas aberturas receptoras adjacentes, do diâmetro da abertura receptora, da distância de transmissão e do comprimento de onda da luz na correlação dos subcanais adjacentes. Os resultados mostram que a correlação da potência do sinal óptico recebido por duas aberturas receptoras adjacentes aumenta com o diâmetro das aberturas e o comprimento de onda, e diminui com a distância entre as aberturas receptoras, a distância de transmissão e a intensidade da turbulência. Sob a condição do coeficiente de estrutura do índice de refração atmosférico <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>, uma abertura receptora de 0,03 m e uma distância de transmissão de 2.000 m em condições de enlace horizontal próximo ao solo, a correlação da potência do sinal óptico recebido a uma distância de 0,07 m entre canais adjacentes é aproximadamente zero, indicando que dois canais adjacentes são independentes entre si. Este resultado pode servir de referência para estabelecer um sistema de extração de chaves em canal óptico atmosférico com diversidade espacial.

关键词

comunicação óptica sem fio;entrada múltipla saída múltipla;correlação de canal;geração de chaves;tela de fase turbulenta

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