ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОГОВОГО АЛГОРИТМА ОБНАРУЖЕНИЯ СИНХРОИМПУЛЬСОВ В СИСТЕМЕ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИИ СО СМЕЖНОЙ ПАРЫ ВРЕМЕННЫХ СЕГМЕНТОВ
Аннотация
Системы квантового распределения ключа (КРК) обеспечивают повышенную защи- щённость передаваемой информации. Для стабильной работы системы КРК необходима точная синхронизация станций пользователей при минимальных временных затратах. Предложен алгоритм обнаружения синхросигнала с пороговым тестом. Предполагается, что синхроимпульс одновременно находится в двух соседних временных сегментах. Веро- ятность обнаружения пары временных сегментов, где присутствует синхроимпульс, оп- ределяется вероятностью превышения порогового уровня суммарным количеством сиг- нальных и шумовых импульсов, регистрируемых в двух соседних сегментах. Цель исследо- ваний направлена на сравнительный анализ порогового уровня и вероятностных характе- ристик аппаратуры синхронизации при пороговом тестировании каждой пары временных сегментов внутри временного кадра, полученных при ориентации на модели Гаусса и Пуас- сона для числа фотонов и импульсов темнового тока (ИТТ), принимаемых за время анализа временного сегмента. Исследованы вероятностные характеристики алгоритма обнару- жения синхросигналов в системе квантового распределения ключа на основе сравнения числа фотонов со смежной пары временных сегментов с пороговым уровнем. Анализирует- ся применение аппроксимации статистических свойств процессов на выходе фотодетек- тора законом Пуассона и нормальным распределением. Оценивается влияния модели Пуас- сона и Гаусса на выбор порогового уровня и расчёт эффективности синхронизации при пороговом тестировании каждой пары временных сегментов внутри временного кадра,полученных при ориентации на модели Гаусса и Пуассона для числа фотонов и ИТТ, прини- маемых за время анализа временного сегмента. Установлено, что выбор порогового уров- ня, исходя из нормального распределения, даёт заниженное значение. Аппроксимация ста- тистики фотонов и импульсов темнового тока нормальным законом обеспечивает поро- говый уровень ниже требуемого. Причём различие растёт с ужесточением требований к вероятности ложного срабатывания. Полученные вероятностные свойства алгоритма обнаружения синхросигнала на основе анализа суммы отсчетов со смежной пары сегмен- тов с пороговым уровнем позволяют сформулировать рекомендации по выбору аппрокси- мации статистики сигнала: для экспресс-расчётов вероятностных характеристик целе- сообразно использовать модель Гаусса, в случае необходимости более высокой точности анализа рекомендуется использовать модель Пуассона.
