[发明专利]非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法及系统

权利要求书

1.一种非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：首先构造恒包络零自相关序列，然后构造服从高斯分布的密钥数据序列，最后将导频序列间插在序列中，形成抗相变同步帧；

步骤S2：首先基于导频信号相位信息对接收帧进行相位恢复，然后通过恒包络零自相关序列进行数据帧头寻找，确定数据起始位。

2.根据权利要求1所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S1.1：构造一段恒包络零自相关序列，根据不同的传输距离设定序列长度；

步骤S1.2：构造高斯调制数据序列，利用随机数发生器生成；

步骤S1.3：构造导频序列，所述导频序列携带确定的初始相位信息。

3.根据权利要求1所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S2.1：接收方首先根据功率大小区分导频位置和数据位置，然后利用导频信号携带的变化后的相位信息，恢复同步帧和数据帧；

步骤S2.2：利用同样的恒包络自零相关序列与同步帧和数据帧进行互相关计算，当且仅当相关运算出现相关峰时，判定当前脉冲信号为数据的起始位置。

4.根据权利要求2所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述恒包络零自相关序列为：

其中r为零自相关序列的根索引，r∈{1,...,(N_zc-1)}；n为序列的位置索引，n∈{1,...,N_zc}；N_zc为恒包络零自相关序列长度；z_r[n]为零自相关序列中位置索引为n的具体数值；exp表示自然常数e为底的指数函数；i为虚数单位。

5.根据权利要求2所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述高斯数据序列为：

g[n]＝x_n+ip_n

其中x_n和p_n分别代表连续变量的正则位置和正则动量，均服从高斯分布，即x_n,p_n～N(0,V_A)，V_A为信号调制方差；g[n]为连续变量的复幅值，n为高斯数据序列的位置索引，n∈{1,...,N_data}，其中i_data为高斯数据序列长度；i为虚数单位。

6.根据权利要求2所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述导频序列为：

其中θ₀为固定的相位值，e为自然常数，p[n]表示导频序列中位置索引为n的具体数值,n∈{1,...,N_zc+N_data}。

7.根据权利要求2所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，所述抗相变帧结构为：

[p[1],z_r[1],p[2],z_r[2],…,p[N_zc],z_r[N_zc],p[N_zc+1],g[1],…,p[N_zc+N_data],g[N_data]]

其中p[i]为导频序列中位置索引为i的具体数值；z_r[i]为零自相关序列中位置索引为i的具体数值；g[i]为高斯数据序列中位置索引为i的具体数值。

8.根据权利要求3所述的非同源本振光连续变量量子密钥分发位帧同步方法，其特征在于，若奇数序列数据的方差大于偶数序列数据的方差，则奇数序列为导频信号存在位置，偶数序列为数据信号存在位置；反之则奇数序列为数据信号存在位置，偶数序列为导频信号存在位置。