基于小偏置电压的阻值跳变 KLJN 噪声通信：结合机器学习与最优阈值检测器
信号处理
2025-09-16 v1
摘要
本文提出一种在克劳福德法则—约翰逊噪声（KLJN）通信中加入偏置的阻值跳变（Resistor Hopping, RH）方案，用于实现安全通信。RH 方法使我们能够在Alice和Bob之间提高安全通信的比特率，同时确保KLJN的固有无条件安全性。通过添加偏置，改进方案能够更好地区分以正态分布为基础的噪声在均值上的差异，而不仅仅是依赖方差。全文致力于最小化偏置以实现低功耗方案。对于检测部分，推导了最大似然（ML）检测器。探讨了正态分布的可分离条件，并提供一种基于阈值的检测器，既简单又在最小化误概率方面最优。本文提供了所提出RH-KLJN通信方案的一些分析，包括物理层安全（PLS）方程。仿真结果表明，所提出方案相对于经典KLJN方案具有优势，既提高了数据速率，又降低了比特错误概率，却增加了复杂度。
引用
@article{arxiv.2509.11373,
title = {Resistor Hopping KLJN Noise Communication Using Small Bias Voltages Supported by ML and Optimum Threshold-Based Detectors},
author = {Hadi Zayyani and Felipe A. P. de Figueiredo and Mohammad Salman and Rausley A. A. de Souza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11373},
year = {2025}
}