[發明專利]一種適用于量子密鑰分發系統的糾錯編解碼方法

在審

• 申請號: 201910718458.3
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110518920A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 葉志遠;李志浩;謝科軍;倪鵬程;曹燦;蒲強;陳顥;凡恒山;王衛華
• 申請（專利權）人: 安徽繼遠軟件有限公司;國網信息通信產業集團有限公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H04L9/08
• 代理公司: 34115 合肥天明專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 金凱<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種適用于量子密鑰分發系統的糾錯編碼方法，其特征在于，包括：

量子LDPC編碼時，在量子LDPC序列中插入已知的訓練信息位，得到待傳輸的量子LDPC碼；

將所述待傳輸的量子LDPC碼發送至接收端以供接收端譯碼。

2.如權利要求1所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯編碼方法，其特征在于，所述在量子LDPC序列中插入已知的訓練信息位，得到待傳輸的量子LDPC碼，包括：

在所述量子LDPC序列中均勻的插入所述已知的訓練信息位，得到所述待傳輸的量子LDPC碼。

3.如權利要求1或2所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯編碼方法，其特征在于，所述已知的訓練信息位為0或1。

4.如權利要求2所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯編碼方法，其特征在于，在所述量子LDPC編碼時，在量子LDPC序列中插入已知的訓練信息位，得到待傳輸的量子LDPC碼之前，還包括：

采用仿真分析統計出所述已知的訓練信息位的個數。

5.一種適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，用于在接收端對如權利要求1-4任一項所述待傳輸的量子LDPC碼進行譯碼，包括：

從接收到的所述待傳輸量子LDPC碼中提取出所述訓練信息位；

根據所述訓練信息位，計算變量節點的初始先驗概率；

基于變量節點的初始先驗概率和預先設置的最大迭代次數，對所述待傳輸的量子LDPC碼進行迭代譯碼。

6.如權利要求5所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，所述根據所述訓練信息位，計算變量節點的初始先驗概率，包括：

利用所述訓練信息位估算出每個訓練信息位對應的信道噪聲標準差；

根據每個訓練信息位對應的信道噪聲標準差，計算所述變量節點的初始先驗概率。

7.如權利要求5所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，所述基于變量節點的初始先驗概率和預先設置的最大迭代次數，對所述待傳輸的量子LDPC碼進行迭代譯碼，包括：

對于當前迭代過程，基于Tanner圖對校驗節點消息進行更新；

對于當前迭代過程，基于Tanner圖和所述變量節點的初始先驗概率對變量節點消息進行更新；

所述校驗節點信息和所述變量節點信息更新后，計算所有變量節點總消息進行計算，得到譯碼碼字c；

判斷譯碼碼字c是否滿足

若是，則譯碼過程結束；

若否，則判斷當前迭代次數是否達到所述預先設置的最大迭代次數；

若是，則譯碼過程結束；

若否，則進行下一次迭代。

8.如權利要求6所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，所述每個訓練信息位對應的信道噪聲標準差σ(n)的計算公式為：

式中：N為所述待傳輸的量子LDPC碼的序列長度，τ為相鄰訓練信息位的比特間隔，i表示訓練信息位的位數，x(i)是訓練信息位硬判決后的結果，當第i個訓練信息位正確時，x(i)取值為-1，表示該比特周圍信道干擾較小，當第i個訓練信息位錯誤時，x(i)取值為1，表示該比特周圍信道干擾較大，a表示經驗系數。

9.如權利要求6所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，所述根據每個訓練信息位對應的信道噪聲標準差，計算所述變量節點的初始似然比先驗信息，包括：

式中，L(P_i)表示變量節點的初始對數似然比先驗信息，σ(n)表示每個訓練信息位對應的信道噪聲標準差，y表示接收端接收到的消息。

10.如權利要求7所述的適用于量子密鑰分發系統的糾錯譯碼方法，其特征在于，所述對于當前迭代過程，基于Tanner圖和所述變量節點的初始先驗概率對變量節點消息進行更新中，所述變量節點消息更新表達式為：

其中，L^(k)(q_ij)表示第k次迭代過程中更新后的變量節點消息，q_ij是從校驗節點傳遞到變量節點的信息，L(P_i)表示變量節點的初始似然比先驗信息，i表示變量節點的位數，C_i表示校驗節點，C_i\j表示除去第j個校驗節點外的所有校驗節點，L^(k)(r_j`i)表示校驗節點信息。