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数据链路层量子网络通信协议设计与分析

发布时间:2016-11-14 13:58

  本文关键词:数据链路层量子网络通信协议设计与分析,由笔耕文化传播整理发布。


《南昌大学》 2009年

数据链路层量子网络通信协议设计与分析

曾宾阳  

【摘要】: 量子网络通信是量子通信的主要发展方向之一,它为信息的高效传输提供了新的方法。近年来,量子网络通信无论在理论上还是在实验上均取得了大量研究成果。本文利用量子力学中的纠缠关联性,致力于设计安全、高效的量子网络通信协议。主要取得以下研究成果: 基于Greenberger-Horne-Zeilinger态,设计出一种星型量子网络通信方案,该方案能有效地对用户身份进行认证,提高信息传输的安全性,实现任意站点间的量子通信;借助量子力学中的非定域关联性,改进以太网中载波侦听多址接入/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,CSMA/CD)通信协议,与经典的CSMA/CD协议相比,改进的CSMA/CD量子通信协议可以有效地避免冲突,缩短传输时间,提高总线的归一化吞吐量,改善CSMA/CD协议的性能;利用量子力学中Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)关联对的纠缠特性,改进连续ARQ(Automatic Repeat reQuest)通信协议和选择重传ARQ通信协议。研究表明,改进的量子连续ARQ通信协议和量子选择重传ARQ通信协议能有效地提高链路的最大吞吐量和信道利用率,改善数据链路层协议的性能。

【关键词】:
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN919.2
【目录】:

  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-7
  • 第1章 绪论7-12
  • 1.1 研究背景及意义7-8
  • 1.2 量子通信的国内外研究现状8-10
  • 1.3 论文的主要工作及章节安排10-12
  • 第2章 量子通信的基本原理12-21
  • 2.1 量子比特12
  • 2.2 量子纠缠12-17
  • 2.2.1 纯态与混态13
  • 2.2.2 直积态和纠缠态13-15
  • 2.2.3 Bell态和 GHZ态15-16
  • 2.2.4 纠缠粒子之间的关联性和非定域性16-17
  • 2.3 海森堡测不准原理17-18
  • 2.4 量子不可克隆定理18-19
  • 2.5 量子隐形传态19-20
  • 2.6 本章小结20-21
  • 第3章 两种量子网络通信方案21-34
  • 3.1 基于 GHZ态的星型量子网络通信方案21-27
  • 3.1.1 星型网络的量子通信模型22-25
  • 3.1.2 星型网络的量子通信方案25-27
  • 3.2 CSMA/CD量子网络通信协议27-32
  • 3.2.1 CSMA/CD工作原理28-29
  • 3.2.2 CSMA/CD量子网络通信协议描述29
  • 3.2.3 CSMA/CD量子通信协议性能分析29-32
  • 3.3 本章小结32-34
  • 第4章 基于纠缠的 ARQ量子网络通信协议34-49
  • 4.1 连续 ARQ协议和选择重传 ARQ协议35-39
  • 4.1.1 连续 ARQ协议工作原理35-36
  • 4.1.2 连续 ARQ协议性能分析36-37
  • 4.1.3 选择重传 ARQ协议工作原理37-38
  • 4.1.4 选择重传 ARQ协议性能分析38-39
  • 4.2 量子连续 ARQ协议39-44
  • 4.2.1 量子连续 ARQ协议描述40-42
  • 4.2.2 量子连续 ARQ协议性能分析42-44
  • 4.3 量子选择重传 ARQ协议44-48
  • 4.3.1 量子选择重传 ARQ协议描述44-45
  • 4.3.2 量子选择重传 ARQ协议性能分析45-48
  • 4.4 本章小结48-49
  • 第5章 结论与展望49-51
  • 5.1 结论49-50
  • 5.2 展望50-51
  • 致谢51-52
  • 参考文献52-56
  • 攻读学位期间的研究成果56
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    本文编号:174292

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