功率控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了功率控制方法及装置，涉及量子通信领域，可以动态控制功率，使得量子密钥池(quantum key pool，QKP)中的量子密钥数量维持在合适水平，并且可以提高经典信号的传输可靠性。该方法包括：获取第一装置对应的QKP中量子密钥的剩余量；根据该剩余量确定第一装置发送经典信号的实际发射功率。发送经典信号的实际发射功率。发送经典信号的实际发射功率。

【技术实现步骤摘要】
功率控制方法及装置


[0001]本申请涉及量子通信领域，尤其涉及功率控制方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，非对称加密算法被广泛应用于互联网通信业务中，其安全性基于算法的复杂度。随着量子计算技术的发展，非对称加密的未来前景被证明是不可靠的。而量子密钥分发(quantum key distribution，QKD)已经被证明可以用于对抗量子计算带来的威胁。由量子力学定律可知，在QKD过程中，窃听者无法在不被发现的情况下获取传输的信息。因此，将QKD和“一次一密”技术相结合可以在理论上实现信息在两个远程通信之间的安全通信。
[0003]经过数十年的发展，QKD技术已从理论研究逐步走向实用。在QKD技术实用化的初期，大多通过部署新光纤来构建专用的QKD网络，这样会带来高昂的时间和金钱成本，不利于QKD大规模部署和应用。目前较有前景的方案是QKD与光网络的融合，即量子信号与经典信号通过波分复用的方式在同一根光纤中共纤传输，不仅能够降低QKD的部署成本，还能够提高QKD组网的经济性和实用性，近年来成为了研究热点之一。然而，量子信号与经典信号在光功率方面相差悬殊，这一特性使量子信号极易受到经典信号的干扰，为量子信号与经典信号的复用传输带来了挑战。
[0004]量子信号在与经典信号共纤传输时收到的干扰噪声源包括四波混频噪声、拉曼散射噪声以及信道串扰噪声，这些噪声大小与经典信号的发射功率成正比，因此现有共纤传输系统大多通过降低经典信号的发射功率来达到噪声抑制的目的，甚至还会将经典信号的发射功率降低到无误码传输的最小阈值。然而，这些方案降低了经典信号传输时的功率冗余度，当传输线路中存在光纤或接头处的额外损耗时，会导致经典信号的传输可靠性降低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供功率控制方法及装置，可以动态控制功率，使得量子密钥池(quantum key pool，QKP)中的量子密钥数量维持在合适水平，并且可以提高经典信号的传输可靠性。
[0006]为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提供了一种功率控制方法，执行该方法的通信装置可以为第一装置；也可以为应用于第一装置中的模块，例如芯片或芯片系统。下面以执行主体为第一装置为例进行描述。该方法包括：获取所述第一装置对应的量子密钥池中量子密钥的剩余量；根据所述剩余量确定所述第一装置发送经典信号的实际发射功率。
[0008]基于上述第一方面提供的方法，第一装置可以根据QKP中量子密钥的剩余量，确定发射经典信号的实际发射功率，进而可以动态控制功率，使得QKP中的量子密钥数量维持在合适水平，并且可以提高经典信号的传输可靠性。例如，在QKP中的量子密钥数量较少，密钥资源不充足的情况下，通过降低经典信号的发射功率来提高密钥生成率，使得QKP中的量子密钥数量维持在合适水平。在QKP中的量子密钥数量较多，密钥资源较充足的情况下，可以
通过提高经典信号的发射功率来提高经典信号的传输可靠性。
[0009]一种可能的实现方式，所述根据所述剩余量确定所述第一装置发送经典信号的实际发射功率，包括：若所述剩余量小于或等于第一阈值，则所述实际发射功率为所述经典信号无误码传输所需的最小发射功率；若所述剩余量大于第二阈值，则所述实际发射功率为所述第一装置发送所述经典信号的最大发射功率；若所述剩余量大于所述第一阈值，并且小于或等于所述第二阈值，则根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值确定所述实际发射功率；其中，所述第一阈值和所述第二阈值为正数，所述第一阈值小于所述第二阈值。
[0010]一种可能的实现方式，所述根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值确定所述实际发射功率，包括：根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值，确定区间内多个第一发射功率对应的多个第一参数，为所述最小发射功率，为所述最大发射功率，所述第一参数与所述剩余量和/或所述经典信号的传输可靠性相关；将所述多个第一参数中最大的第一参数对应的第一发射功率，确定为所述实际发射功率。
[0011]一种可能的实现方式，所述第一发射功率和所述第一发射功率对应的第一参数满足如下公式：其中，p为所述第一参数，ε为调整因子，0≤ε≤1，P
TX
为所述第一发射功率，SKR(P
TX
)为在经典信号的发射功率为P
TX
的情况下密钥生成率的实际值，SKR
min
为密钥生成率的最小值，该最小值是值在经典信号的发射功率为时的密钥生成率。
[0012]一种可能的实现方式，若所述剩余量小于或等于第一阈值，则ε＝0；若所述剩余量大于第二阈值，则ε＝1；若所述剩余量大于所述第一阈值，并且小于或等于所述第二阈值，则0＜ε＜1。
[0013]第二方面，提供了一种通信装置用于实现上述方法。该通信装置可以为上述第一方面中的第一装置，或者包含上述第一装置的装置。该通信装置包括处理模块，所述处理模块，用于获取所述通信装置对应的量子密钥池中量子密钥的剩余量；所述处理模块，还用于根据所述剩余量确定所述通信装置发送经典信号的实际发射功率。
[0014]一种可能的实现方式，所述处理模块，具体用于若所述剩余量小于或等于第一阈值，则所述实际发射功率为所述经典信号无误码传输所需的最小发射功率；若所述剩余量大于第二阈值，则所述实际发射功率为所述通信装置发送所述经典信号的最大发射功率；若所述剩余量大于所述第一阈值，并且小于或等于所述第二阈值，则根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值确定所述实际发射功率；其中，所述第一阈值和所述第二阈值为正数，所述第一阈值小于所述第二阈值。
[0015]一种可能的实现方式，所述处理模块，具体用于根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值，确定区间内多个第一发射功率对应的多个第一参数，为所述最小发射功率，为所述最大发射功率，所述第一参数与所述剩余量和/或所述经典信号的传输可靠性相关；所述处理模块，还具体用于将所述多个第一参
数中最大的第一参数对应的第一发射功率，确定为所述实际发射功率。
[0016]一种可能的实现方式，所述第一发射功率和所述第一发射功率对应的第一参数满足如下公式：其中，p为所述第一参数，ε为调整因子，0≤ε≤1，P
TX
为所述第一发射功率，SKR(P
TX
)为在经典信号的发射功率为P
TX
的情况下密钥生成率的实际值，SKR
min
为密钥生成率的最小值，该最小值是值在经典信号的发射功率为时的密钥生成率。
[0017]一种可能的实现方式，若所述剩余量小于或等于第一阈值，则ε＝0；若所述剩余量大于第二阈值，则ε＝1；若所述剩余量大于所述第一阈值，并且小于或等于所述第二阈值，则0＜ε＜1。
[0018]第三方面，提供了一种通信装置，包括：处理器；该处理器用于与存储器耦合，并读取存储器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率控制方法，其特征在于，应用于第一装置，所述方法包括：获取所述第一装置对应的量子密钥池中量子密钥的剩余量；根据所述剩余量确定所述第一装置发送经典信号的实际发射功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述剩余量确定所述第一装置发送经典信号的实际发射功率，包括：若所述剩余量小于或等于第一阈值，则所述实际发射功率为所述经典信号无误码传输所需的最小发射功率；若所述剩余量大于第二阈值，则所述实际发射功率为所述第一装置发送所述经典信号的最大发射功率；若所述剩余量大于所述第一阈值，并且小于或等于所述第二阈值，则根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值确定所述实际发射功率；其中，所述第一阈值和所述第二阈值为正数，所述第一阈值小于所述第二阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最小发射功率、密钥生成率的最小值和密钥生成率的实际值确定所述实际发射功率，包括：根据所述最小发射功率、所述密钥生成率的最小值和所述密钥生成率的实际值，确定区间内多个第一发射功率对应的多个第一参数，为所述最小发射功率，为所述最大发射功率，所述第一参数与所述剩余量和/或所述经典信号的传输可靠性相关；将所述多个第一参数中最大的第一参数对应的第一发射功率，确定为所述实际发射功率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一发射功率和所述第一发射功...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛佳宁，赵子岩，韦华燊，李国春，闫龙川，孙咏梅，
申请(专利权)人：国家电网有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：