一种适用于极低接收率的同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种适用于极低接收率的同步方法及装置，所述方法包括：将当前信息比特的扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，确定当前信息比特是否为同步位置。本发明专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步方法及装置，在较短的扩频周期下实现快速的完全同步，可以有效纠正传输符号在量子信道中发生的信息丢失和错误，从而解决了量子安全直接通信中信息的可靠传输问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于极低接收率的同步方法及装置
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种适用于极低接收率的同步方法及装置。
技术介绍
量子通信是量子物理与经典通信相结合的新兴交叉学科，它是把量子态当作信息载体，借助于量子力学的基本原理进行信息编码、通信控制和安全传输。作为量子通信的重要组成部分，量子安全直接通信技术通过直接建立量子信道的方式进行通信，在信息传输过程中通信双方不需要事先确定秘钥，因此具有高安全，高容量等优点，是一种新型的安全通信技术。然而，当发送端将发送的信息通过相位调制加载到单光子上，并直接通过量子信道传输载有信息的单光子。然而由于量子信道的衰减效应以及单光子源的非理想特性，导致接收端只能接收到很少的单光子数，其单光子接收率通常在万分之四到千分之二之间。这就意味着接收端只能接收到很少的发送信息。并且由于时延和信道的衰减效应的作用，接收序列存在相移。如果不采用同步方法使得码元同步，将无法解扩得到正确的译码信息，导致译码失败而无法实现高效的通信。因此，码元同步是实现高效量子安全直接通信的必要条件。在现有的同步方案中，采用同步头和滑动相关法的同步方法最为普遍，同步头是采用一段特殊的序列，接收序列接收到这段特殊的码字信息后用于校准；滑动相关捕获法是一种时域串行移位搜索方法，在滑动搜索过程中，先让本地扩频码和接收信号的码速率不同，这就可以认为两个码此时相对滑动。首先，用本地扩频码发生器产生的扩频码对接收信号做相关，之后，通过与门限值进行比较判断是否满足门限条件，不断改变扩频码的相位状态直至满足门限值，完成相位捕获。然后由于量子安全直接通信的接收率太低，传统的同步方法无法实现同步。因此，设计出适用于量子安全直接通信的高性能、低实现复杂度的同步算法对于实现量子安全直接通信的具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的适用于极低接收率的同步方法及装置。为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术实施例提供一种适用于极低接收率的同步方法，包括：将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，所述目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列；根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置。另一方面，本专利技术实施例提供一种适用于极低接收率的同步装置，包括：比较模块，用于将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，所述目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列；同步模块，用于根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置。再一方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。又一方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的方法。本专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步方法及装置，在较短的扩频周期下实现快速的完全同步，并且使得同步之后的解扩的信息与理想同步条件下的信息基本一致，使得整个通信系统与理论同步取得完全一致的性能，可以有效纠正传输符号在量子信道中发生的信息丢失和错误，从而解决了量子安全直接通信中信息的可靠传输问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步方法示意图；图2为本专利技术实施例提供的Hadamard码字基矩阵示意图；图3为本专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步装置示意图；图4为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步方法示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供一种适用于极低接收率的同步方法，该方法包括：步骤S101、将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，所述目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列；步骤S102、根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置。具体来说，一个量子通信系统包括：发送端、量子信道和接收端。在发送端，通过单光子源产生单光子信号，对单光子信号进行相位编码，编码产生的码字序列进行扩频，扩频之后产生多个扩频序列，一个信息比特对应一个扩频序列，一个扩频序列包括多个扩频比特，一个扩频序列中包括的扩频比特的个数为码字序列的扩频周期。最后，发送端将扩频产生的扩频比特经过量子信道传输到接收端。在接收端，接收扩频比特流，首先，要根据接收的扩频序列完成同步。当接收端同步成功之后，进行解扩、译码，从而成功获取信息。下面以特定的码字空间为修正后的r阶Hadamard码字空间为例进行说明。特定的码字空间除了可以为修正后的r阶Hadamard码字空间，还可以为其他的码字空间。同步开始时，首先，将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与修正后的r阶Hadamard码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列。修正后的r阶Hadamard码字空间中扩频码字序列的个数为2r+1，一组计数值共包含2r对计数值。然后，根据计数值，确定当前信息比特是否为同步位置。本专利技术实施例提供的适用于极低接收率的同步方法，在极低的接收率条件下，在较短的扩频周期下，实现快速的完全同步，并且使得同步之后的解扩的信息与理想同步条件下的信息基本一致，使得整个通信系统与理论同步取得完全一致的性能，可以有效纠正传输符号在量子信道中发生的信息丢失和错误，从而解决了量子安全直接通信中信息的可靠传输问题。在上述实施例的基础上，进一步地，所述将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与修正后的r阶Hadamard码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，具体包括：将所述目标扩频序列中的第1个扩频比特分别与所述修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k位比较，第2个扩频比特分别与所述修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k+1位比较，第3个扩频比特分别与所述修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k+2位比较，直到第N-k个扩频比特分别与所述修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第N位比较；其中，N为扩频码字的扩频周期。具体来说，从接收目标扩频序列的第一个扩频比特开始，将目标扩频序列中的第1个扩频比特分别与修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k位比较，第2个扩频比特分别与修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k+1位比较，第3个扩频比特分别与修正后的r阶Hadamard码字空间的每一个扩频码字序列的第k+2位比较，依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于极低接收率的同步方法，其特征在于，包括：将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，所述目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列；根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置。

【技术特征摘要】
1.一种适用于极低接收率的同步方法，其特征在于，包括：将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，分别记录相同位的个数，作为一组计数值，所述目标扩频序列为当前信息比特的扩频序列；根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将目标扩频序列中的每一扩频比特分别与特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列比较，具体包括：将所述目标扩频序列中的第1个扩频比特分别与所述特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列的第k位比较，第2个扩频比特分别与所述特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列的第k+1位比较，第3个扩频比特分别与所述特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列的第k+2位比较，直到第N-k个扩频比特分别与所述特定的码字空间扩频后的每一个扩频码字序列的第N位比较；其中，N为扩频码字的扩频周期。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计数值，确定所述当前信息比特是否为同步位置，具体包括：若判断获知存在某一对计数值中的其中一个计数值大于第一阈值，且另一个计数值小于第二阈值，则确定所述当前信息比特为同步位置，系统进入同步状态，其中，所述第一阈值大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勤，李威，宋李园，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11