[發(fā)明專利]一種適用于量子密鑰分法系統(tǒng)中的相位同步采樣方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810106171.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108337086A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一辰;許春超;趙一甲;喻松;郭弘
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法。所述方法中發(fā)送端信號進行量子態(tài)制備后經(jīng)量子信道傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩藢α孔有盘栠M行探測，并對探測到的信號進行數(shù)據(jù)采集；接收端的控制模塊會對采樣得到的數(shù)據(jù)進行一定的處理，計算得出當前實際采樣時刻與最佳采樣時刻之間的相位差，并將結(jié)果經(jīng)過經(jīng)典信道傳回發(fā)送端；發(fā)送端根據(jù)反饋回來的結(jié)果對數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的采樣時鐘進行相應的延時，從而達到接收端實際采樣時刻與最佳采樣時刻高精度對齊的目的。本發(fā)明可有效地實現(xiàn)接收端對最佳采樣時刻進行精確的采樣和提高系統(tǒng)碼率，而且還可以降低接收端對硬件電路的要求，減小系統(tǒng)復雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中，實現(xiàn)實際采樣時刻與最佳采樣時刻高精度對齊的同步技術(shù)，特別是一種適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法。

背景技術(shù)

在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，用戶對信息安全的要求越來越高。量子加密是目前被認為最安全的加密技術(shù)之一，其中量子密鑰分發(fā)技術(shù)是基于其特殊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，理論上滿足無條件安全，是當下最熱門的研究課題之一，具有廣泛的應用前景。

目前量子密鑰分發(fā)技術(shù)主要分為連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)和離散變量量子密鑰分發(fā)兩種，這兩種密鑰分發(fā)技術(shù)在數(shù)據(jù)的傳輸中，都要把信號功率衰減到量子級別再進行傳輸，基本就是把信號隱藏在噪聲中；此外，在量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中，對收發(fā)兩端數(shù)據(jù)的一致性要求極高。因此無論在何種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中，都需要接收端對信號進行高精度采樣，保證能得到準確的數(shù)據(jù)。所以接收端對數(shù)據(jù)信號進行采樣的過程中，如果能夠采到信號的最佳值，一方面能引入較小的相對噪聲，保證數(shù)據(jù)的準確性，另一方面也能提高系統(tǒng)的碼率，提升系統(tǒng)的運行效率。

在現(xiàn)代通信技術(shù)中，接收端為了采樣得到信號的最佳值，一般都是采用過采樣的數(shù)據(jù)采集方式，即在一個信號脈沖內(nèi)用遠大于信號頻率的采樣時鐘對信號進行數(shù)據(jù)采集，然后從采集下來的信號中找出最佳值。所以想要采樣得到信號的最佳值，接收端需要極高的采樣率才能滿足系統(tǒng)的要求，對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的采樣速率都要求在10GHz以上。因此，如果采用過采樣的數(shù)據(jù)采集方法，一方面是對硬件的要求太高，難以滿足；另一方面是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理會變得更加復雜。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)接收端采用過采樣方法采集數(shù)據(jù)導致系統(tǒng)對硬件要求過高的問題，本發(fā)明提出一種適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法。是一種借助實際采樣時刻與最佳采樣時刻之間的相位差，在發(fā)送端對數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的采樣時鐘進行時延的方法。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法，其步驟主要包括4個步驟：

步驟1：發(fā)送端發(fā)送相位差測試信號；

步驟2：接收端對量子信號進行探測；

步驟3：接收端對采樣得到的數(shù)據(jù)進行處理，得出當前實際采樣時刻與最佳采樣時刻之間的相位差，并通過經(jīng)典信道反饋回發(fā)送端；

步驟4：根據(jù)反饋回來的信息，發(fā)送端時延控制模塊對數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的采樣時鐘進行相應的延時。

適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法，其特征在于步驟1發(fā)送相位差測試信號方法為：發(fā)送端發(fā)送特定的測試信號序列，特別的話可以發(fā)送一定長度的周期信號，接收端也可以探測得到具有周期性的電脈沖信號。

適用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的相位同步采樣方法，其特征在于步驟2接收端對量子信號的探測方法為：借助光電轉(zhuǎn)換的原理，把量子級別的微弱光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號并進行放大，為后續(xù)的采樣模塊提供有效的電脈沖信號。