一种量子卫星网络中信道资源分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种量子卫星网络中信道资源分配方法及装置，所述方法包括：给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙；在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径；所述传输路径包括卫星节点间的传输顺序；根据所述传输顺序将所述数据业务依次传输到相应的卫星节点；每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路；从所述传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，以对所述数据业务进行加密；所述传输链路中的数据业务传输分配时隙，从而能够使各链路的数据业务的传输具有足够的密钥量，且保障安全业务的传输。

【技术实现步骤摘要】
一种量子卫星网络中信道资源分配方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别是指一种量子卫星网络中信道资源分配方法及装置。
技术介绍
随着卫星通信的发展，卫星网络将会成为未来空天一体化通信网络的主干网，但由于激光的发散特性，光束容易被分光窃听，星间激光通信的安全传输问题亟待解决。量子密钥分发(QuantumKeyDistribution,QKD)技术具有理论上绝对安全的优势，基于目前已实现星地间量子密钥分发的“墨子号”量子卫星，未来可实现量子卫星组网，利用星间量子密钥分发保障卫星通信安全。但卫星网络中存在永久连接的链路和动态连接的链路，永久链路的密钥生成速率较稳定，动态链路的密钥生成速率则受传输距离变化和链路切换的影响而下降，在一个时间周期内，动态链路产生的密钥量小于永久链路。若所有链路的量子信道均采用相同的固定带宽分配，将会导致不同链路的密钥生成速率不一致，动态链路的可用密钥量较少，需要在动态链路上传输的业务无法获得足够的密钥量，从而限制了安全业务的传输容量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种量子卫星网络中信道资源分配方法及装置，能够使各链路的数据业务的传输具有足够的密钥量，且保障安全业务的传输。基于上述目的本专利技术提供的量子卫星网络中信道资源分配方法，包括：给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙；在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径；所述传输路径包括卫星节点间的传输顺序；根据所述传输顺序将所述数据业务依次传输到相应的卫星节点；每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路；从所述传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，以对所述数据业务进行加密；给所述传输链路中的数据业务传输分配时隙。进一步地，所述在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径，具体包括：获取所述量子卫星网络在一个运动周期内的动态拓扑；将所述运动周期划分为多个时间段，以将所述动态拓扑分割为与每个时间段相对应的静态拓扑；在量子卫星网络接收到数据业务时，根据接收的时间段所对应的静态拓扑计算所述数据业务的最短传输路径。进一步地，所述每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路，具体包括：每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，判断当前时间段是否改变；若是，则根据当前时间段所对应的静态拓扑重新计算所述数据业务的最短传输路径，以根据重新计算的传输路径获取所述卫星节点与下一个卫星节点之间的链路作为传输链路。进一步地，在所述给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙之前，还包括：部署卫星节点，以构成所述量子卫星网络；给所述量子卫星网络中任意相邻的两个卫星节点间的链路部署量子密钥池，并将每个链路产生的量子密钥存储于对应的量子密钥池中。进一步地，所述给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙，具体包括：根据每个链路的类型给每个链路中的量子信道分配带宽；所述链路的类型包括永久链路或动态链路；根据所述链路中的量子信道分配的带宽，选取所述量子密钥传输的时隙。进一步地，所述根据每个传输链路的类型给每个传输链路中的量子信道分配带宽，具体包括：分别获取永久链路和动态链路在一个运动周期内的密钥生成量；根据所述密钥生成量分别给所述永久链路和所述动态链路中的量子信道分配带宽。进一步地，所述根据所述密钥生成量分别给所述永久链路和所述动态链路中的量子信道分配带宽，具体包括：计算所述永久链路的密钥生成量与所述动态链路的密钥生成量的比例为M/N；分别给所述永久链路和所述动态链路中的量子信道分配带宽，以使所述动态链路中的量子信道的带宽与所述永久链路中的量子信道的带宽的比例为M/N。进一步地，所述根据所述链路中的量子信道分配的带宽，选取所述量子密钥传输的时隙，具体包括：若所述链路为永久链路，则根据所述永久链路中的量子信道分配的带宽，选取所述永久链路的固定时隙作为量子密钥传输的时隙；若所述链路为动态链路，则根据所述动态链路中的量子信道分配的带宽，从所述动态链路的可用时隙中首次命中选取量子密钥传输的时隙。进一步地，所述给所述传输链路中的数据业务传输分配时隙，具体包括：根据所述数据业务所需的带宽，从所述传输链路的可用时隙中首次命中选取数据业务传输的时隙。本专利技术还提出一种量子卫星网络中信道资源分配装置，能够实现上述量子卫星网络中信道资源分配方法，所述装置包括：第一时隙分配模块，用于给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙；传输路径获取模块，用于在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径；所述传输路径包括卫星节点间的传输顺序；传输模块，用于根据所述传输顺序将所述数据业务依次传输到相应的卫星节点；传输链路获取模块，用于每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路；加密模块，用于从所述传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，以对所述数据业务进行加密；第二时隙分配模块，用于给所述传输链路中的数据业务传输分配时隙。从上面所述可以看出，本专利技术提供的量子卫星网络中信道资源分配方法及装置，能够预先给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙，在量子卫星网络接收数据业务时，获取数据业务的传输链路，以在数据业务传输到传输链路时，从传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，对数据业务进行加密，并给传输链路中的量子密钥传输分配时隙，从而使传输链路的数据业务的传输具有足够的密钥量，且保障安全业务的传输。附图说明图1为本专利技术实施例提供的量子卫星网络中信道资源分配方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的量子卫星网络中信道资源分配方法中量子卫星网络分布图；图3为本专利技术实施例提供的量子卫星网络中信道资源分配方法中链路信道分布图；图4为本专利技术实施例提供的量子卫星网络中信道资源分配装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。参见图1，是本专利技术实施例提供的量子卫星网络中信道资源分配方法的流程示意图，所述方法包括：S1、给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙。具体地，步骤S1包括：根据每个链路的类型给每个链路中的量子信道分配带宽；所述链路的类型包括永久链路或动态链路；根据所述链路中的量子信道分配的带宽，选取所述量子密钥传输的时隙。本实施例中，在量子卫星网络中，可采用时分复用的方式，为量子信道分配一定的时隙即带宽，使数据业务传输的同时可以进行量子密钥分发。本实施例中的量子信道和数据信道的混传是基于时分复用的方式，将整个信道划分成若干个时间片即时隙，将这些时隙分配给每一路信号使用，信号的带宽即是占用的时隙数。将一定的时隙分配给量子信道，在数据业务传输的同时可以持续进行量子密钥分发。进一步地，所述根据每个链路的类型给每个链路中的量子信道分配带宽，具体包括：分别获取永久链路和动态链路在一个运动周期内的密钥生成量；根据所述密钥生成量分别给所述永久链路和所述动态链路中的量子信道分配带宽。进一步地，所述根据所述密钥生成量分别给所述永久链路和所述动态链路中的量子信道分配带宽，具体包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括：给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙；在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径；所述传输路径包括卫星节点间的传输顺序；根据所述传输顺序将所述数据业务依次传输到相应的卫星节点；每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路；从所述传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，以对所述数据业务进行加密；给所述传输链路中的数据业务传输分配时隙。

【技术特征摘要】
1.一种量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括：给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙；在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径；所述传输路径包括卫星节点间的传输顺序；根据所述传输顺序将所述数据业务依次传输到相应的卫星节点；每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路；从所述传输链路对应的量子密钥池中获取量子密钥，以对所述数据业务进行加密；给所述传输链路中的数据业务传输分配时隙。2.根据权利要求1所述的量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，所述在量子卫星网络接收到数据业务时，获取所述数据业务的传输路径，具体包括：获取所述量子卫星网络在一个运动周期内的动态拓扑；将所述运动周期划分为多个时间段，以将所述动态拓扑分割为与每个时间段相对应的静态拓扑；在量子卫星网络接收到数据业务时，根据接收的时间段所对应的静态拓扑计算所述数据业务的最短传输路径。3.根据权利要求2所述的量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，所述每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，获取所述卫星节点与下一卫星节点之间的链路作为传输链路，具体包括：每将所述数据业务传输到一个卫星节点时，判断当前时间段是否改变；若是，则根据当前时间段所对应的静态拓扑重新计算所述数据业务的最短传输路径，以根据重新计算的传输路径获取所述卫星节点与下一个卫星节点之间的链路作为传输链路。4.根据权利要求1所述的量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，在所述给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙之前，还包括：部署卫星节点，以构成所述量子卫星网络；给所述量子卫星网络中任意相邻的两个卫星节点间的链路部署量子密钥池，并将每个链路产生的量子密钥存储于对应的量子密钥池中。5.根据权利要求1所述的量子卫星网络中信道资源分配方法，其特征在于，所述给量子卫星网络中卫星节点间的链路分配量子密钥传输的时隙，具体包括：根据每个链路的类型给每个链路中的量子信道分配带宽；所述链路的类型包括永久链路或动态链路；根据所述链路中的量子信道分配的带宽，选取所述量子密钥传输的时隙。6.根据权利要求5所述的量子卫星...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永利，黄东海，郁小松，刘枫，齐维孔，张杰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11