基于放大的自發(fā)輻射噪聲的差分法產(chǎn)生隨機(jī)碼.pdf

1、隨機(jī)碼在數(shù)值仿真、保密通信等多個領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。在電纜線斷點(diǎn)檢測、擴(kuò)頻通信、雷達(dá)測試等技術(shù)領(lǐng)域也有非常重要的應(yīng)用。它可以在電纜線斷點(diǎn)檢測中作為隨機(jī)信號，利用相關(guān)算法計算出斷點(diǎn)位置，也可以在保密通信中作為通信密鑰。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，特別是光通信技術(shù)的普及，隨機(jī)碼發(fā)生器的應(yīng)用越來越廣泛，同時對隨機(jī)碼的速率和隨機(jī)性的要求也越來越高。但是目前實(shí)際應(yīng)用中的隨機(jī)碼產(chǎn)品速率低，不能滿足現(xiàn)代高速通信的要求。因此，對于高速隨機(jī)碼發(fā)生器的研究成為了各個

2、研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。
　　隨機(jī)碼分為偽隨機(jī)碼和真隨機(jī)碼。偽隨機(jī)碼是由算法和初始的種子產(chǎn)生的，如果知道了產(chǎn)生隨機(jī)碼的算法和最初的種子，則用于密鑰的隨機(jī)序列就可以被復(fù)制出來，這樣對于通信的安全有非常大的威脅。而真隨機(jī)碼是由物理熵源產(chǎn)生的，由于物理熵源是不可復(fù)制的，它所產(chǎn)生的隨機(jī)碼是絕對安全的。
　　由于現(xiàn)代高速光通信的進(jìn)步，對于隨機(jī)碼的速率要求越來越嚴(yán)格。近年來，混沌激光作為產(chǎn)生高速真隨機(jī)序列的物理熵源的研究成為一個熱點(diǎn)。混沌激

3、光具有幅度大，頻譜類噪聲的特性，對于產(chǎn)生高速真隨機(jī)序列有很大的優(yōu)勢。但是激光器在光反饋的情況下產(chǎn)生的激光輸出對初始條件非常敏感，并且光反饋、光電反饋以及光注入產(chǎn)生的混沌信號都有一定的周期性，這就會是產(chǎn)生的隨機(jī)序列帶有周期性。放大的自發(fā)輻射噪聲具有本質(zhì)上的隨機(jī)性，并且還具有寬頻和幅度遠(yuǎn)比背景噪聲大的優(yōu)點(diǎn)，這就使得它非常適合產(chǎn)生高速真隨機(jī)序列。本文是以超輻射發(fā)光二極管(SLD)產(chǎn)生的放大的自發(fā)輻射噪聲為物理熵源，分別通過自延時差分和兩路差分

4、的方法實(shí)時產(chǎn)生不同速率的高速真隨機(jī)序列。具體工作如下:
　　1.在現(xiàn)有的研究成果基礎(chǔ)上，分析了放大的自發(fā)輻射噪聲為什么要進(jìn)行濾波。由于濾波后的信號是不對稱分布的，通過自延時差分和兩路差分的方法可以改善信號的對稱性。對于自延時差分的方法，實(shí)驗結(jié)果表明只要延時時間超過一個閾值，所產(chǎn)生的隨機(jī)序列就可以通過NIST測試，我們稱這個閾值為最小延時時間。
　　2.研究了差分信號的幅度和信號的偏斜系數(shù)與差分延時時間的關(guān)系，通過實(shí)驗和模擬確