收藏本站
《西安邮电大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间多种等离子体环境对量子卫星通信性能影响的研究

唐守荣  
【摘要】:量子通信是通过量子纠缠效应来进行信息传递的一种新型的通信方式。基于量子力学的基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可克隆性,保证了信息的不可窃听和不可破解。因此量子通信具有保密性强、安全性高等优势,是当前通信与信息领域的研究热点。2016年8月16日凌晨1时40分,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”在中国酒泉卫星发射中心发射成功,这是使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的第一步。其中量子中继技术是组建全球量子通信网络的关键技术。由于星地量子卫星通信网络受空间环境的影响较大,为确保通信的可靠性,应准确研究空间环境对量子卫星通信的影响,及时调整卫星系统的各项指标。然而,有关空间不同等离子体环境对量子卫星通信性能影响方面的研究,迄今尚未展开。为此本文通过对不同等离子体环境特性进行分析,研究等离子体环境对光量子信号传输的影响,着重讨论了在特定的环境下量子卫星链路的衰减模型,环境特性与量子卫星性能参数的定量关系,为今后量子通信发展的研究提供理论依据,为下一步研究如何解决由于空间环境造成量子通信性能衰减这一问题奠定了基础。本文的创新点主要分为:一、根据偶发E层的形成过程,得出了自由电子密度随高度变化的关系;然后建立了自由电子密度、偶发E层的厚度对量子卫星链路衰减的模型;针对振幅阻尼信道,给出自由电子密度和信道容量、纠缠保真度、误码率及安全密钥产生率的定量关系。二、根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面;然后通过粒子浓度求出总的消光截面,得出了链路衰减的数学模型,提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系;针对退极化信道,给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量、量子误码率的定量关系。三、首先从量子纠缠态的超密编码传输开始,提出了一种基于四光子纠缠态的量子超密编码通信协议,通过该协议,即可以建立纠缠信道,又可以传递量子信息;然后探究了星地量子链路传输损伤模型,得出了传输距离与信息传输损伤率的关系;接着提出基于平流层量子通信的量子中继修复策略。实验表明,该修复策略可降低信息传输时的损耗,增加量子信号的传输距离。
【学位授予单位】:西安邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN91;O413

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭承志;潘建伟;;量子科学实验卫星——“墨子号”[J];中国科学院院刊;2016年09期
2 聂敏;任家明;杨光;张美玲;裴昌幸;;冰水混合云对量子卫星通信性能的影响[J];光子学报;2016年09期
3 吴承峰;杜亚男;王金东;魏正军;秦晓娟;赵峰;张智明;;弱相干光源测量设备无关量子密钥分发系统的性能优化分析[J];物理学报;2016年10期
4 聂敏;任杰;杨光;张美玲;裴昌幸;;PM2.5大气污染对自由空间量子通信性能的影响[J];物理学报;2015年15期
5 聂敏;尚鹏钢;杨光;张美玲;裴昌幸;;中尺度沙尘暴对量子卫星通信信道的影响及性能仿真[J];物理学报;2014年24期
6 杨光;廉保旺;聂敏;;振幅阻尼信道量子隐形传态保真度恢复机理[J];物理学报;2015年01期
7 薛乐;聂敏;刘晓慧;;量子信令中继器模型及性能仿真[J];物理学报;2013年17期
8 任娟;聂敏;刘晓慧;;量子纠缠信令传输损伤模型及修复策略研究[J];量子电子学报;2012年06期
9 易运晖;聂敏;裴昌幸;;量子信令传输损伤概率模型及修复策略[J];西安电子科技大学学报;2012年04期
10 周媛媛;周学军;;基于弱相干态光源的非正交编码被动诱骗态量子密钥分配[J];物理学报;2011年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴建荣;空间量子密钥分配中的偏振劣化及系统改进设计[D];中国科学技术大学;2011年
2 李科;关于量子信道容量的研究[D];中国科学技术大学;2009年
3 许正文;电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究[D];西安电子科技大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 聂敏;潘越;杨光;孙爱晶;禹赛雅;张美玲;裴昌幸;;非均匀水流中涌浪运动对水下量子通信性能的影响[J];物理学报;2018年14期
2 张侃;韩玉龙;姚星星;倪程鹏;;双电子系统的量子纠缠计算方法分析[J];现代职业教育;2018年16期
3 吴德伟;王湘林;李响;朱浩男;韩昆;;交叉AR反射效应的逆过程——生成路径纠缠微波必要条件[J];微波学报;2018年02期
4 张文昊;;量子通信的关键技术及发展前景[J];内燃机与配件;2018年07期
5 袁涛;余兴国;王飞;;浓雾天气下下一代移动通信信道模型研究[J];宁夏师范学院学报;2018年04期
6 毛钱萍;王乐;马媛媛;曾荣;黄秀丽;赵生妹;;基于脉冲位置调制的测量设备无关量子密钥分发(英文)[J];光子学报;2018年03期
7 付亚荣;;分层采油量子纠缠超距感应及哲学涵义[J];天津科技;2017年12期
8 Shi Li;Nie Min;Yang Guang;Pei Changxing;;Effect of non-spherical atmospheric charged particles and atmospheric visibility on performance of satellite-ground quantum link and parameters simulation[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2017年06期
9 常乐;聂敏;杨光;张美玲;裴昌幸;;中层海水水色三要素对水下量子通信性能的影响[J];量子光学学报;2017年04期
10 何业锋;宋畅;李东琪;康丹娜;;基于指示单光子源的非对称信道量子密钥分配[J];光学学报;2018年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑福;北斗/GNSS实时广域高精度大气延迟建模与增强PPP应用研究[D];武汉大学;2017年
2 徐冠军;日冕区太阳风对深空电波传播影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
3 吴桐;空间电离介质信道建模及高精度模拟方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心);2017年
4 谢武;多Bell基并行量子密钥分发研究[D];西安电子科技大学;2015年
5 时晶晶;电离层对P波段星载SAR成像影响分析与研究[D];安徽大学;2015年
6 李亚军;天发地收高频雷达展宽海杂波建模与抑制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 王成;电离层对星载SAR成像质量影响和校正方法研究[D];西安电子科技大学;2015年
8 周彩霞;中低纬电离层不规则体及闪烁特性研究[D];西安电子科技大学;2014年
9 贺黎明;滑坡与地震监测中电离层扰动分析及其影响改正算法[D];东北大学;2014年
10 周扬;通用化测控信道模拟器关键技术研究[D];北京理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴举秀;魏鸣;黄磊;涂爱琴;刘彬;;对非球形冰晶94GHz云雷达后向散射和衰减的研究[J];气象科学;2016年01期
2 任杰;聂敏;杨光;裴昌幸;;自然环境中多因子对自由空间量子通信性能的影响[J];光子学报;2015年12期
3 聂敏;任杰;杨光;张美玲;裴昌幸;;PM2.5大气污染对自由空间量子通信性能的影响[J];物理学报;2015年15期
4 孙颖;赵尚弘;东晨;;基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配研究[J];物理学报;2015年14期
5 杜亚男;解文钟;金璇;王金东;魏正军;秦晓娟;赵峰;张智明;;基于弱相干光源测量设备无关量子密钥分发系统的误码率分析[J];物理学报;2015年11期
6 陈鹏;蔡有勋;蔡晓菲;施丽慧;余旭涛;;基于纠缠态的量子通信网络的量子信道建立速率模型[J];物理学报;2015年04期
7 闵星;李兴财;李新碗;马鑫;;带电沙尘暴对电磁波传播过程的影响[J];光学学报;2015年01期
8 聂敏;尚鹏钢;杨光;张美玲;裴昌幸;;中尺度沙尘暴对量子卫星通信信道的影响及性能仿真[J];物理学报;2014年24期
9 李默;Patcharapong Treeviriyanupab;张春梅;银振强;陈巍;韩正甫;;Efficient error estimation in quantum key distribution[J];Chinese Physics B;2015年01期
10 严赵军;何超;石俊强;金泽群;易凡;;利用冰水同心球模型反演冰水混合云[J];光学与光电技术;2014年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 袁运斌;基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 耿丽丽;;失效网络中节点可通信性能评估方法研究[J];现代电子技术;2016年22期
2 聂敏;唐守荣;杨光;张美玲;裴昌幸;;中纬度地区电离层偶发E层对量子卫星通信性能的影响[J];物理学报;2017年07期
3 王倩;王红星;刘敏;于春风;;红外激光在雾中通信性能分析[J];科学技术与工程;2010年33期
4 叶焕锋;姜周曙;;GPRS通信性能检测系统[J];通信技术;2012年11期
5 邓雪云;;民用飞机所需通信性能研究[J];科技信息;2014年10期
6 张昊;;大型客机所需通信性能研究[J];科技创新导报;2012年22期
7 马冬冬;金虎;刘宗福;;短波电台通信性能改善的若干方法[J];电子元器件应用;2010年12期
8 王彪;李宇;黄海宁;薛山花;;水下声无线传感器网络通信性能研究[J];计算机应用;2008年07期
9 潘轲;汤志忠;都志辉;;单套网络与多套网络通信性能的比较与分析[J];计算机工程与应用;2006年27期
10 黄姜江;李晓舟;;无线通信中的抗干扰技术探析[J];数字通信世界;2017年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苗龙;李玉权;张宝富;;基于SCDMA的HFC上行通信性能全模型分析[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
2 刘海勇;陈志新;孙虎;王秉中;赵德双;;复杂多径环境下基于时间反演的OFDM无线通信性能研究[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年
3 岳志杰;张宏滔;谢哲;王忠康;;矢量声场时反扩频通信算法[A];信号处理在生仪2014学术年会论文集[C];2014年
4 杨志红;周娟;孙少兰;;短波通信常见问题及解决方法[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 陈晓明;张安学;;关于MIMO天线对LTE通信性能影响的研究[A];2017年全国天线年会论文集(下册)[C];2017年
6 岳志杰;张宏滔;;矢量时反扩频通信实时处理系统试验研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 黄罗毅;杨晓光;王吟松;吴志周;;面向车路协同的紧急事件广播通信平台构建[A];第七届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通应用[C];2012年
8 李超;;基于P2P的匿名技术研究[A];第二十次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2005年
9 熊省军;张国松;周士弘;;m序列扩频通信中同步方法的研究[A];中国造船工程学会2009年优秀学术论文集[C];2010年
10 樊强;冯玉才;李曲;;关于分布式DBMS中网络通信的若干问题的探讨[A];第十二届全国数据库学术会议论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 ;北电获立陶宛GSM—R合同[N];人民邮电;2008年
2 记者 池长斌;宁夏公司与宁夏移动优势互补[N];国家电网报;2011年
3 李智鹏;LTE:商业部署日趋成熟[N];计算机世界;2010年
4 张侃 王玉玲;PC超级计算机在我国研制成功[N];通信产业报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘志强;面向多核的系统级MPI通信优化关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 冯剑锋;陆地自由空间光通信系统性能分析[D];吉林大学;2017年
3 孙琳;多输入多输出被动时反水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
4 王坚;片上网络通信性能分析与优化[D];电子科技大学;2011年
5 傅翀;匿名通信中的抗时间攻击技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 陈新;匿名通信系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐守荣;空间多种等离子体环境对量子卫星通信性能影响的研究[D];西安邮电大学;2018年
2 张毅;通信性能告警的设计与实现[D];山东大学;2010年
3 钟明权;基于无线电力的协作通信性能研究[D];深圳大学;2017年
4 安治州;通信性能数据分析系统[D];山东大学;2013年
5 王大艳;星间光通信中波前畸变对系统通信性能的影响分析[D];中国科学技术大学;2016年
6 林宗犀;基于流量分析的校园网通信性能监测系统[D];清华大学;2012年
7 杜鹏;智能交通系统简单场景下通信性能的研究[D];北京邮电大学;2010年
8 丁圣阁;基于KVM半虚拟化设备模型的客户机域间通信性能优化[D];上海交通大学;2012年
9 谢雪娇;过载虚机条件下MPI通信性能改善方法研究[D];华中科技大学;2011年
10 李丽萍;基于TDMA的船载自动识别系统通信性能研究[D];天津理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026