25,566 research outputs found
Metropolitan all-pass and inter-city quantum communication network
We have demonstrated a metropolitan all-pass quantum communication network in
field fiber for four nodes. Any two nodes of them can be connected in the
network to perform quantum key distribution (QKD). An optical switching module
is presented that enables arbitrary 2-connectivity among output ports.
Integrated QKD terminals are worked out, which can operate either as a
transmitter, a receiver, or even both at the same time. Furthermore, an
additional link in another city of 60 km fiber (up to 130 km) is seamless
integrated into this network based on a trusted relay architecture. On all the
links, we have implemented protocol of decoy state scheme. All of necessary
electrical hardware, synchronization, feedback control, network software,
execution of QKD protocols are made by tailored designing, which allow a
completely automatical and stable running. Our system has been put into
operation in Hefei in August 2009, and publicly demonstrated during an
evaluation conference on quantum network organized by the Chinese Academy of
Sciences on August 29, 2009. Real-time voice telephone with one-time pad
encoding between any two of the five nodes (four all-pass nodes plus one
additional node through relay) is successfully established in the network
within 60km.Comment: 9 pages, 2 figures, 2 table
Error Function Attack of chaos synchronization based encryption schemes
Different chaos synchronization based encryption schemes are reviewed and
compared from the practical point of view. As an efficient cryptanalysis tool
for chaos encryption, a proposal based on the Error Function Attack is
presented systematically and used to evaluate system security. We define a
quantitative measure (Quality Factor) of the effective applicability of a chaos
encryption scheme, which takes into account the security, the encryption speed,
and the robustness against channel noise. A comparison is made of several
encryption schemes and it is found that a scheme based on one-way coupled
chaotic map lattices performs outstandingly well, as judged from Quality
Factor
AirSync: Enabling Distributed Multiuser MIMO with Full Spatial Multiplexing
The enormous success of advanced wireless devices is pushing the demand for
higher wireless data rates. Denser spectrum reuse through the deployment of
more access points per square mile has the potential to successfully meet the
increasing demand for more bandwidth. In theory, the best approach to density
increase is via distributed multiuser MIMO, where several access points are
connected to a central server and operate as a large distributed multi-antenna
access point, ensuring that all transmitted signal power serves the purpose of
data transmission, rather than creating "interference." In practice, while
enterprise networks offer a natural setup in which distributed MIMO might be
possible, there are serious implementation difficulties, the primary one being
the need to eliminate phase and timing offsets between the jointly coordinated
access points.
In this paper we propose AirSync, a novel scheme which provides not only time
but also phase synchronization, thus enabling distributed MIMO with full
spatial multiplexing gains. AirSync locks the phase of all access points using
a common reference broadcasted over the air in conjunction with a Kalman filter
which closely tracks the phase drift. We have implemented AirSync as a digital
circuit in the FPGA of the WARP radio platform. Our experimental testbed,
comprised of two access points and two clients, shows that AirSync is able to
achieve phase synchronization within a few degrees, and allows the system to
nearly achieve the theoretical optimal multiplexing gain. We also discuss MAC
and higher layer aspects of a practical deployment. To the best of our
knowledge, AirSync offers the first ever realization of the full multiuser MIMO
gain, namely the ability to increase the number of wireless clients linearly
with the number of jointly coordinated access points, without reducing the per
client rate.Comment: Submitted to Transactions on Networkin
Contribution to Efficient Use of Narrowband Radio Channel
Předkládaná práce se soustředí na problematiku využívání úzkopásmového rádiového kanálu rádiovými modemy, které jsou určené pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby, specifikované v dominantní míře Evropským standardem ETSI EN 300 113. Tato rádiová zařízení se používají v kmitočtových pásmech od 30 MHz do 1 GHz s nejčastěji přidělovanou šířkou pásma 25 kHz a ve většině svých instalací jsou využívána ve fixních nebo mobilních bezdrátových sítích. Mezi typické oblasti použití patří zejména datová telemetrie, aplikace typu SCADA, nebo monitorování transportu strategických surovin. Za hlavní znaky popisovaného systému lze označit komunikační pokrytí značných vzdáleností, dané především vysokou výkonovou účinnosti datového přenosu a využívaní efektivních přístupových technik na rádiový kanál se semiduplexním komunikačním režimem. Striktní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu umožňují těmto zařízením využívat spektrum i v oblastech kmitočtově blízkým jiným komunikačním systémům bez nutnosti vkládání dodatečných ochranných frekvenčních pásem. Úzkopásmové rádiové komunikační systémy, v současnosti používají převážně exponenciální digitální modulace s konstantní modulační obálkou zejména z důvodů velice striktních omezení pro velikost výkonu vyzářeného do sousedního kanálu. Dosahují tak pouze kompromisních hodnot komunikační účinnosti. Úpravy limitů příslušných rádiových parametrů a rychlý rozvoj prostředků číslicového zpracování signálu v nedávné době, dnes umožňují ekonomicky přijatelné využití spektrálně efektivnějších modulačních technik i v těch oblastech, kde je prioritní využívání úzkých rádiových kanálů. Cílem předkládané disertační práce je proto výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu. Účelem tohoto výzkumu je efektivní a „ekologické“ využívání přidělené části frekvenčního spektra. Mezi hlavní dílčí problémy, jimiž se předkládaná práce zabývá, lze zařadit zejména tyto: Nyquistova modulační filtrace, navrhovaná s ohledem na minimalizaci nežádoucích elektromagnetických interferencí, efektivní číslicové algoritmy frekvenční demodulace a rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Součástí práce je dále analýza navrhovaného řešení z pohledu celkové konstrukce programově definovaného rádiového modemu v rovině simulací při vyšetřování robustnosti datového přenosu rádiovým kanálem s bílým Gaussovským šumem nebo kanálem s únikem v důsledku mnohacestného šíření signálu. Závěr práce je pak zaměřen na prezentování výsledků praktické části projektu, v níž byly testovány, měřeny a analyzovány dvě prototypové konstrukce rádiového zařízení. Tato finální část práce obsahuje i praktická doporučení, vedoucí k vyššímu stupni využitelnosti spektrálně efektivnějších komunikačních režimů v oblasti budoucí generace úzkopásmových zařízení pozemní pohyblivé rádiové služby.he industrial narrowband land mobile radio (LMR) devices, as considered in this dissertation project, has been subject to European standard ETSI EN 300 113. The system operates on frequencies between 30 MHz and 1 GHz, with channel separations of up to 25 kHz, and is intended for private, fixed, or mobile, radio packet switching networks. Data telemetry, SCADA, maritime and police radio services; traffic monitoring; gas, water, and electricity producing factories are the typical system applications. Long distance coverage, high power efficiency, and efficient channel access techniques in half duplex operation are the primary advantages the system relays on. Very low level of adjacent channel power emissions and robust radio receiver architectures, with high dynamic range, enable for a system’s coexistence with various communication standards, without the additional guard band frequency intervals. On the other hand, the strict limitations of the referenced standard as well as the state of the technology, has hindered the increase in communication efficiency, with which the system has used its occupied bandwidth. New modifications and improvements are needed to the standard itself and to the up-to-date architectures of narrowband LMR devices, to make the utilization of more efficient modes of system operation practically realizable. The main objective of this dissertation thesis is therefore to find a practical way how to combine the favorable properties of the advanced nonlinear and linear digital modulation techniques in a single digital modem solution, in order to increase the efficiency of the narrowband radio channel usage allocated to the new generation of the industrial LMR devices. The main attention is given to the particular areas of digital modem design such as proposal of the new family of the Nyquist filters minimizing the adjacent channel interference, design and analysis of the efficient algorithms for frequency discrimination, fast frame and symbol
- …