發(fā)布時(shí)間：2017-06-22 05:11

  本文關(guān)鍵詞：基于半導(dǎo)體環(huán)形激光器的高速雙向雙信道混沌保密通信研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著信息化社會(huì)的高速發(fā)展,具有高速率、高保密性、多信道的安全通信系統(tǒng)已經(jīng)成為領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。而基于半導(dǎo)體激光器的光混沌系統(tǒng)具有寬帶寬、高度復(fù)雜性以及與現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)的良好兼容性等優(yōu)勢(shì)。目前,人們對(duì)基于半導(dǎo)體激光器的長(zhǎng)距離混沌保密通信進(jìn)行了一系列的研究,并取得了一系列很有意義的研究成果。最近,研究者發(fā)展了一種新型的半導(dǎo)體激光器:半導(dǎo)體環(huán)形激光器(Semiconductor Ring Lasers,SRLs)。相比其它類型半導(dǎo)體激光器而言,SRLs具有環(huán)形諧振腔,腔內(nèi)激光并不需要端面或者反射鏡來(lái)提供反饋,有高集成度、小尺寸、低閾值、低功耗等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。特別的,SRLs可激發(fā)兩個(gè)沿相反方向傳輸?shù)哪Ｊ?即順時(shí)針模式和逆時(shí)針模式,這就為雙信道并行通信提供了可能。目前的光混沌保密通信方案主要是單向單信道的方式。因?yàn)槭艿郊す馄鞯捻憫?yīng)帶寬限制,這樣的方案其信息傳輸能力仍然是較低的。因此,研究基于SRLs的高速雙向雙信道混沌保密通信就具有了重要意義。本文提出了一種基于SRLs構(gòu)建的新型高速雙向、雙信道混沌保密通信系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,首先利用交叉雙光反饋對(duì)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體環(huán)形激光器(Driving SRL,D-SRL)的順時(shí)針模式和逆時(shí)針模式的混沌延時(shí)特征進(jìn)行抑制。然后將此混沌信號(hào)注入到一對(duì)響應(yīng)半導(dǎo)體環(huán)形激光器(Responding SRL,R-SRLs)對(duì)應(yīng)的順時(shí)針模和逆時(shí)針模中,以實(shí)現(xiàn)帶寬的增強(qiáng)及混沌同步。最后基于R-SRLs之間的混沌同步,實(shí)現(xiàn)高速率、雙向、雙信道的混沌保密通信。通過(guò)對(duì)D-SRL在交叉雙光反饋?zhàn)饔孟碌幕煦缣匦�、以及R-SRLs在不同條件下的同步特性進(jìn)行了相關(guān)理論和仿真研究,結(jié)果表明:D-SRL在合適的交叉雙光反饋?zhàn)饔孟驴梢援a(chǎn)生延時(shí)特性被良好隱藏的順時(shí)針模式和逆時(shí)針模式混沌信號(hào);在該混沌信號(hào)的注入下,R-SRLs輸出的混沌信號(hào)帶寬可以得到明顯增強(qiáng);通過(guò)設(shè)置合適注入強(qiáng)度值和頻率失諧值,R-SRLs之間可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的等時(shí)混沌同步。最后,對(duì)系統(tǒng)的雙向、雙信道保密通信特性進(jìn)行了討論。當(dāng)10 Gbit/s信號(hào)傳輸距離為10 km時(shí),解調(diào)信息Q因子值仍可保持在6以上。然后,本文討論了基于光電反饋SRLs的高速雙信道混沌保密通信方案。在該方案中,首先利用光電反饋使D-SRL的順時(shí)針模式和逆時(shí)針模式產(chǎn)生復(fù)雜的混沌信號(hào)。然后將此混沌信號(hào)以光電注入的方式注入到一個(gè)R-SRL中,使D-SRL和R-SRL之間保持混沌同步,最后實(shí)現(xiàn)高速率、雙信道的保密通信。通過(guò)對(duì)D-SRL在光電反饋?zhàn)饔孟碌幕煦缣匦浴⒁约癉-SRL與R-SRL在不同條件下的同步特性的理論和仿真研究,結(jié)果表明:D-SRL在合適的光電反饋?zhàn)饔孟驴梢援a(chǎn)生良好的順時(shí)針模式和逆時(shí)針模式混沌信號(hào)。并在該混沌信號(hào)的注入下,D-SRL和R-SRL可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的混沌同步。最后數(shù)值仿真實(shí)現(xiàn)了10 Gbit/s信號(hào)的雙信道保密通信。
【關(guān)鍵詞】：半導(dǎo)體環(huán)形激光器 混沌保密通信 雙向雙信道
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918;TN248.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 混沌11-12
• 1.2.1 混沌定義11
• 1.2.2 混沌的特性11-12
• 1.3 混沌同步12-15
• 1.3.1 混沌同步定義12-13
• 1.3.2 混沌同步的分類13
• 1.3.3 混沌同步的控制方法13-15
• 1.4 基于混沌同步的保密通信15-16
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 半導(dǎo)體環(huán)形激光器及其理論模型18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 SRLs基本理論18-24
• 2.2.1 SRLs的工作原理18-19
• 2.2.2 SRLs的結(jié)構(gòu)19-23
• 2.2.3 SRLs的理論模型23-24
• 2.3 SRLs混沌產(chǎn)生的理論研究24-27
• 2.3.1 基于交叉雙光反饋SRLs混沌輸出的研究24-26
• 2.3.2 基于光電反饋SRLs混沌輸出的研究26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于交叉雙光反饋SRLs的高速雙向雙信道混沌保密通信研究28-37
• 3.1 引言28-29
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與速率方程29-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-36
• 3.3.1 D-SRL的外腔反饋延時(shí)特性31-32
• 3.3.2 R-SRLs輸出的混沌帶寬32
• 3.3.3 D-SRL、R-SRLs之間的混沌同步特性32-34
• 3.3.4 R-SRLs之間參數(shù)失配對(duì)同步性能的影響34-35
• 3.3.5 信息的加載與解調(diào)35-36
• 3.4 結(jié)論36-37
• 第4章 基于光電反饋SRLs的混沌保密通信研究37-44
• 4.1 引言37
• 4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與速率方程37-38
• 4.3 結(jié)果與討論38-41
• 4.3.1 D-SRL的光電反饋特性38-39
• 4.3.2 D-SRL與R-SRL之間的混沌同步特性39-40
• 4.3.3 信息的加載與解調(diào)40-41
• 4.4 高速雙向雙信道混沌通信41-43
• 4.5 結(jié)論43-44
• 第5章 結(jié)束語(yǔ)44-46
• 參考文獻(xiàn)46-55
• 致謝55-56
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文56

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