基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法及系统，其中通过特定恒星为参照对象，以恒星在无云气象条件下的光强或星等为标准，通过比较恒星光强或星等的变化，获得与真实情况相符的、时变的星地信道衰减情况。基于模拟获得的真实的星地信道衰减情况和通过扫描卫星轨道获得的真实的背景噪声，可以通过仿真计算，根据成码公式精确估算任意时间段的成码量，从而能够与实际情况相符地在星地量子密钥分发中实现成码的量化估计。星地量子密钥分发中实现成码的量化估计。星地量子密钥分发中实现成码的量化估计。

【技术实现步骤摘要】
基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法及系统


[0001]本专利技术涉及量子通信领域，特别涉及基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法及系统。

技术介绍

[0002]量子密钥分发(下简称QKD)是利用量子系统来进行信息的制备、传输、接收以及提纯来得到物理原理上不会被别人窃取的安全对称密钥，这个过程可以保证通讯双方所获得的密钥是完全一致的，并且任何第三方都无法获得任何关于密钥的信息。
[0003]基于BB84协议的量子密钥分发成码量一般是利用预设参数进行估算，即设定一些固定值，直接根据公式计算每秒成码率，再乘以工作时间，即得到成码量。例如，在某些现有技术中，先利用固定参数得到不同距离下的成码率，然后根据实际系统部署情况，得到一定时间内的成码量。
[0004]对于星地成码条件的预判来说，现有技术中一般是利用天气网站查看地面站当地的天气情况来估计是否合适安排成码任务，其中无法提前对成码指标进行量化处理。
[0005]以往的成码量估算方法仅适用于光纤QKD系统，因为光纤QKD系统信道衰减固定，所以成码率也基本上是固定值，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法，其包括卫星轨道预估步骤、星等标定步骤、星等分析步骤和成码量估算步骤，其中：在所述卫星轨道预估步骤中，根据星历数据预估卫星轨道；在所述星等标定步骤中，确定所述卫星轨道上的多个扫描点，在所述扫描点附近天区选择恒星，在无云气象条件下探测关于所述扫描点选择的恒星的光强，作为标准光强进行记录，或者记录所述恒星的标准星等；在所述星等分析步骤中，对关于所述扫描点选择的恒星的光强进行探测，并将当前探测的恒星光强与记录的所述标准光强或标准星等进行比较，以计算所述卫星轨道上的扫描点的星地自由空间信道的大气衰减值；以及，在所述成码量估算步骤中，基于所述星地自由空间信道的大气衰减值估算单次密钥提取过程中的成码量。2.如权利要求1所述的成码量估算方法，其中，基于多个扫描点的星地自由空间信道的大气衰减值，拟合得出部分或整个卫星轨道上的星地自由空间信道的大气衰减值。3.如权利要求2所述的成码量估算方法，其中，所述拟合通过插值和平滑处理来实现。4.如权利要求1所述的成码量估算方法，其中，所述无云气象条件包括晴空和晴夜中的至少一个。5.如权利要求1所述的成码量估算方法，其还包括扫描所述卫星轨道，以记录量子密钥分发设备中的单光子探测器在没有卫星信号输入时的计数的步骤。6.如权利要求5所述的成码量估算方法，其中，所述成码量估算步骤进一步设置成：基于所述星地自由空间信道的大气衰减值确定所述星地自由空间信道的效率；基于所述单光子探测器在没有卫星信号输入时的计数确定系统噪声；基于量子密钥分发协议确定系统参数；基于所述星地自由空间信道的效率、所述系统噪声和所述系统参数估算所述成码量。7.如权利要求6所述的成码量估算方法，其中，所述成码量估算步骤进一步设置成：基于时刻T(i)的所述系统噪声、所述星地自由空间信道的效率、以及所述系统参数，仿真计算所述时刻T(i)的信号态增益Qu、诱骗态增益Qv、信号态误码率Eu、诱骗态误码率Ev、暗计数率Y0、暗计数N0中的部分或全部，并仿真计算以所述时刻T(i)为起始时刻并持续时间dT(i)的时间段i内的信号态计数，其中：T(i+1)＝T(i)+dT(i)，i为自然数，T(1)为所述单次密钥提取过程的起始时刻，并且，在所述时间段i内，星地量子密钥分发系统中的各个参数均保持不变，与所述时间段i的起...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊泽，聂际敏，
申请(专利权)人：广东国科量子通信网络有限公司，
类型：发明
国别省市：