一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帧同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据传输领域，特别设及一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖 同步方法。
【背景技术】
[000引 连续变量量子密钥分发kontinuous-vari油lequantumk巧distribution)是 有别于传统通信的一项技术，其主要利用测不准原理和量子态不可克隆定理来实现通信的 无条件安全。对于发送端发送过来的信息，接收端如何保证安全可靠的接收数据显得尤为 重要。
[0003] 传统的同步方案中采用的是"捜索式"位帖同步法，即发送端构造一串位帖数据 列，通过光路发送给接收端，在事先知道发送者构造的位帖数据列格式的情况下，接收者捜 索位同步段，帖同步段。位、帖均同步成功后启动用于协商的随机数据的接收。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：
[0005] 该种方案简单快捷，但在低信噪比的环境下同步效果差，且抵御攻击的能力很弱， 严重影响了CVQKD系统的整体系能。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种用于连续变量量子密钥分发系统的 位帖同步方法，所述用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法包括：
[0007] 令发送端在数据符号中随机选取位置将同步头插入，构成数据序列，将所述数据 序列发送至接收端，其中所述同步头包括同步头1和同步头2 ;
[000引令接收端接收所述数据序列，对所述数据序列进行抽样判决，得到判决序列，其中 所述判决序列包括与所述同步头1对应的第一数据，W及与所述同步头2对应的第二数 据；
[0009] 在所述接收端的匹配滤波器中通过所述第一数据进行帖同步检测，得到检测结 果，当所述检测结果大于预设阔值时，生成位同步启动信号，触发下一步的位同步处理；
[0010] 令所述接收端的本地m序列发生器生成本地m序列1和本地m序列2,结合所述第 二数据，使所述接收端的本地时钟发生器对所述本地m序列发生器进行同步处理。
[0011] 可选的，所述令发送端在数据符号中随机选取位置将同步头插入，构成数据序列， 将所述数据序列发送至接收端，其中所述同步头包括同步头1和同步头2,包括：
[0012] 在数据符号中随机选取位置插入同步头，构成数据序列，所述同步头包括同步头1 和同步头2,其中所述同步头1为63位的m序列，所述同步头2为127位的m序列，所述数 据符号为真随机数；
[0013] 通过幅度-相位调制器对所述数据序列的幅度和相位进行调制，得到满足高斯调 制相干态的调制数据序列；
[0014] 将所述调制数据序列发送至接收端。
[0015] 可选的，所述令接收端接收所述数据序列，对所述数据序列进行抽样判决，得到判 决序列，包括：
[0016] 令接收端接收所述数据序列，将所述数据序列进行检测，并将所述数据序列恢复 为模拟的电信号；
[0017]对所述模拟的电信号结合判决阔值进行抽样判决，得到判决序列，所述判决序列 包括与所述同步头1对应的第一数据，W及与所述同步头2对应的第二数据。
[001引可选的，所述在所述接收端的匹配滤波器中通过所述第一数据进行帖同步检测， 得到检测结果，当所述检测结果大于预设阔值时，生成位同步启动信号，包括：
[0019] 在匹配滤波器中存储有本地m序列，使用移位寄存器接收第一数据；
[0020] 在所述移位寄存器中，每读取所述第一数据中的一位子数据时，根据所述子数据 结合所述本地m序列进行相关运算，得到与所述子数据对应的相关值；
[0021] 当所述相关值大于预设阔值时，判定帖同步检测成功，生成位同步启动信号。
[0022] 可选的，令所述接收端的本地m序列发生器生成本地m序列1和本地m序列2,结 合所述第二数据，使所述接收端的本地时钟发生器对所述本地m序列发生器进行调节，完 成所述位同步处理，包括：
[0023] 令接收端的本地m序列发生器生成本地m序列1和本地m序列2,所述本地m序列 1相对于标准时间超前1/NA时刻，所述本地m序列2相对于所述标准时间滞后1/NA时 亥IJ，其中N根据实际情况进行调整；
[0024] 令第二数据分别与所述本地m序列1和所述本地m序列2进行相关运算，分别得 到与所述本地m序列1对应的第一相关值和与所述本地m序列2对应的第二相关值，进而 得到所述第一相关值和所述第二相关值的差值；
[0025] 将所述差值发送至所述接收端的本地时钟发生器，令所述本地时钟发生器生成与 所述第二数据格式相同的测试序列，根据所述差值和所述测试序列，对所述本地m序列发 生器生成序列的相位进行调整，进而使得所述接收端与所述发送端达到同步。
[0026] 本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
[0027] 通过令发送端将同步头随机插入数据符号中构成用于发送至接收端的数据序列， 进而令接收端根据接收到的数据序列依次进行帖同步、位同步，从而使得发送端和接收端 实现同步，进而实现同步后数据的准确传输，使得连续变量量子密钥分发系统中数据传输 具有一定的安全性，提高了该系统内同步方法的可靠性。
【附图说明】
[002引为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图 作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据该些附图获得其他的附图。
[0029] 图1是本发明提供的一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法的流 程示意图；
[0030] 图2是本发明提供的一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法的中 数据序列的结构示意图；
[0031] 图3是本发明提供的一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法中对 数据序列调制后的相位示意图；
[0032]图4是本发明提供的一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法中帖 同步检测的流程示意图；
[0033]图5是本发明提供的一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法中位 同步检测的流程示意图。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地 描述。
[0035] 实施例一
[0036] 本发明提供了一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法，如图1所 示，所述用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法包括：
[0037] 101、令发送端在数据符号中随机选取位置将同步头插入，构成数据序列，将所述 数据序列发送至接收端，其中所述同步头包括同步头1和同步头2。
[003引102、令接收端接收所述数据序列，对所述数据序列进行抽样判决，得到判决序列， 其中所述判决序列包括与所述同步头1对应的第一数据，W及与所述同步头2对应的第二 数据。
[0039] 103、在所述接收端的匹配滤波器中通过所述第一数据进行帖同步检测，得到检测 结果，当所述检测结果大于预设阔值时，生成位同步启动信号，触发下一步的位同步处理。
[0040] 104、令所述接收端的本地m序列发生器生成本地m序列1和本地m序列2,结合所 述第二数据，使所述接收端的本地时钟发生器对所述本地m序列发生器进行调节，完成所 述位同步处理。
[0041] 在实施中，进行发送端和接收端时间同步的方式简单来说，分为发送端构建并发 送数据序列一接收端接收并转换数据序列一接收端根据转换后的数据序列进行同步处理， 通过该=个流程的实施，可W令接收端根据数据序列进行运算，从而将接收端和发送端的 时刻进行同步，进而实现接收端对发送端发送消息的准确接收，不会出现数据丢失的情况。
[0042] 在"发送端构建并发送数据序列"该个过程中，发送端在构建包含同步头和数据符 号的数据序列时，用在数据符号中随机插入同步头的方式，替代原有的简单将同步头放置 在数据符号之间构成数据序列的方式，该样增加了数据序列内部结构的复杂度，从而使得 构建的数据序列不容易被破解，具备一定的抗攻击性，提高了该同步方法的可靠性。
[0043] 由于在构建数据序列时对原有的序列结构进行了改变，因此对应的，在"接收端根 据转换后的数据序列进行同步处理"该步中，也需要接收端在同步处理过程中的帖同步阶 段对改变后的数据序列结构进行调整，进而在位同步过程中实现同步，在确保根据该同步 方法能够实现发送端和接收端二者同步的前提下，同样提高该同步方法的可靠性。
[0044] 本实施例提供一种用于连续变量量子密钥分发系统的位帖同步方法，通过令发送 端将同步头随机插入数据符号中构成用于发送至接收端的数据序列，进而令接收端根