量子网络的语音传输方法和语音终端技术

本发明专利技术公开了一种量子网络的语音传输方法和语音终端。其中，所述方法包括：发送方对待传输至接收方的语音数据进行周期性采样，对采样后的语音数据进行低速率编码；发送方利用量子密钥对编码后的语音数据进行加密，通过上层通信网络将加密后的语音数据传输至所述接收方；由所述接收方使用相应的量子密钥对接收到的语音数据进行解密、对解密之后的语音数据进行解码，并执行解码后语音数据的回放，以实时获取所述待传输的语音数据。通过本发明专利技术，可以实现量子网络中语音数据的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子通信
，更具体地说，涉及一种量子网络的语音传输方法和语音终端。
技术介绍
传统的语音通信采用模拟电话进行，由于该传输方式无法对所传输的语音信号进行加密处理，因此在语音通信过程中存在很大的不安全性。 而基于量子力学基本原理的量子通信技术能够保证量子密钥的无条件安全性，可提供一种安全的革新性通信手段。对于量子网络中的语音传输技术，其采用量子密钥对所传输的语音信号进行加密处理。量子网络中的语音传输和传统的模拟电话通信均需要对语音信号进行数字化编码。对于传统的模拟电话通信，一般编码速率比较高，例如IP (Internet Protocol,网络之间互连的协议)电话基于G. 729协议，能够在8kbps编码速率下实现高质量语音编码。量子网络中，语音通话与生成量子密钥有可能会同时运行，即有多少字节的语音数据需要传输，就需要同样多的量子密钥来进行加密，且量子密钥的生成速率必须大于语音数据的传输速率。而该网络中提供量子密钥的QKD(Quantum Key Distribution,量子密钥分配)系统通常生成密钥的时间比较长，当需要对采用高编码速率的语音信号进行加密时，需要在很短时间内生成大量量子密钥，因此，对量子密钥成码率要求很高。然而，目前稳定的量子密钥生成速率还比较低，不能满足量子网络中语音数据的传输。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种量子网络的语音传输方法和语音终端，以实现量子网络中语音数据的传输。本专利技术实施例提供一种量子网络的语音传输方法，所述方法包括发送方对待传输至接收方的语音数据进行周期性采样，对采样后的语音数据进行低速率编码；发送方利用量子密钥对编码后的语音数据进行加密，通过上层通信网络将加密后的语音数据传输至所述接收方；由所述接收方使用相应的量子密钥对接收到的语音数据进行解密、对解密之后的语音数据进行解码，并执行解码后语音数据的回放，以实时获取所述待传输的语音数据。优选的，所述发送方对采样后的语音数据进行低速率编码，具体包括所述发送方采用低速率语音编解码算法对采样后的语音数据进行编码，获得低速率语音编码码流。优选的，所述方法还包括由所述发送方和接收方分别对所述低速率语音编解码算法进行优化，以降低应用所述低速率语音编解码算法时对语音数据帧的编解码时间。优选的，所述方法还包括当所述发送方进入对待传输的语音数据的采样中断间隔时，执行串口缓冲区语音数据扫描。优选的，由所述接收方对接收到的语音数据进行相应的解密之后，还包括所述接收方将解密之后的语音数据先存储在预置的防抖动缓冲区；则所述接收方对解密之后的语音数据进行解码，具体包括 当所述防抖动缓冲区中达到预置帧数目时，所述接收方获取该些语音数据的总传输时间，当所述总传输时间未超过所述预置帧的总采样时间，则将该些帧语音数据整体转移至解码缓冲区进行解码；否则，获得超出的时间，根据每帧语音数据的采样时间，计算得到等效帧数目M，如果所述等效帧数目M未超过所述预置帧数目，则从所述防抖动缓冲区中移除从第一帧开始的M帧语音数据，并将剩余帧转移至所述解码缓冲区进行解码；如果所述等效帧数目M超过所述预置帧数目，则清空当前所述防抖动缓冲区，待所述防抖动缓冲区中重新达到预置帧数目时，丢弃其中从第一帧开始的N帧，并将剩余帧转移至所述解码缓冲区进行解码；其中，N为所述等效帧数目M与预置帧数目之间的差值；所述预置帧数目为所述上层通信网络中包时延变化上限时间值与每帧采样时间之间的比值。优选的，所述接收方执行解码后语音数据的回放，具体包括当所述发送方进入对待传输的语音数据的采样中断间隔时，由所述接收方回放上一解码周期内获得的解码后语音数据。一种量子网络的语音终端，包括采样模块，用于对待传输至对端语音终端的语音数据进行周期性采样；编码模块，用于对采样后的语音数据进行低速率编码；加密传输模块，用于利用量子密钥对编码后的语音数据进行加密，通过上层通信网络将加密后的语音数据传输至对端语音终端；解密模块，用于使用相应的量子密钥对接收到的对端语音终端传输的加密后的编码语音数据进行解密；解码模块，用于对解密之后的语音数据进行解码； 回放模块，用于执行解码后语音数据的回放。优选的，所述编码模块通过低速率语音编解码算法对采样后的语音数据进行编码，获得低速率语音编码码流。优选的，还包括算法优化模块，用于对所述低速率语音编解码算法进行优化，以降低应用所述低速率语音编解码算法时对语音数据帧的编解码时间。优选的，还包括防抖动模块，用于预置防抖动缓冲区，将解密之后的语音数据先存储在所述防抖动缓冲区，当达到预置帧数目时，获取该些语音数据的总传输时间，当所述总传输时间未超过所述预置帧的总采样时间，则将该些帧语音数据整体转移至解码模块进行解码；否则，获得超出的时间，根据每帧语音数据的采样时间，计算得到等效帧数目M，如果所述等效帧数目M未超过所述预置帧数目，则从所述防抖动缓冲区中移除从第一帧开始的M帧语音数据，并将剩余帧转移至所述解码缓冲区进行解码；如果所述等效帧数目M超过所述预置帧数目，则清空当前所述防抖动缓冲区，待所述防抖动缓冲区中重新达到预置帧数目时，丢弃其中从第一帧开始的N帧，并将剩余帧转移至所述解码缓冲区进行解码；其中，N为所述等效帧数目M与预置帧数目之间的差值；所述预置帧数目为所述上层通信网络中包时延变化上限时间值与每帧采样时间之间的比值。优选的，还包括回放控制模块，用于当对端语音终端进入对待传输的语音数据的采样中断间隔时，触发所述回放模块回放上一解码周期内获得的解码后语音数据。 现有技术中量子网络中提供量子密钥的QKD系统通常生成密钥的时间比较长，同现有技术相比，本专利技术提供的技术方案在语音数据发送方一侧对语音数据进行低速率编码处理，以获得低速率的语音编码码流，从而对于该低速率的语音编码码流，可以降低对QKD系统量子密钥生成速率的要求，便于量子网络中语音终端之间语音数据的传输。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例提供的一种量子网络的语音传输方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种量子网络的语音终端结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种量子网络的语音终端结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种量子网络的语音终端结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的再一种量子网络的语音终端结构示意图。具体实施例方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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。首先对本专利技术提供的一种量子网络的语音传输方法进行说明，如图I所示，所述方法包括步骤101、发送方对待传输至接收方的语音数据进行周期性采样，对采样后的语音数据进行低速率编码；步骤102、发送方利用量子密钥对编码后的语音数据进行加密，通过上层通信网络将加密后的语音数据传输至所述接收方；由所述接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子网络的语音传输方法，其特征在于，所述方法包括：发送方对待传输至接收方的语音数据进行周期性采样，对采样后的语音数据进行低速率编码；发送方利用量子密钥对编码后的语音数据进行加密，通过上层通信网络将加密后的语音数据传输至所述接收方；由所述接收方使用相应的量子密钥对接收到的语音数据进行解密、对解密之后的语音数据进行解码，并执行解码后语音数据的回放，以实时获取所述待传输的语音数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙坚，李培元，唐世彪，陈腾云，
申请(专利权)人：安徽量子通信技术有限公司，山东量子科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：