連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)數(shù)據(jù)協(xié)調的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，尤其是全球通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的建成，使得通信雙方可以非常容易、便捷地進行信息的交流。同時信息的安全性越來越受到人們的重視。量子密鑰分發(fā)基于量子力學的基本原理（海森堡不確定性原理和量子不可克隆定理等），在密鑰傳輸過程中任何第三方的竊聽行為都能夠被檢測出來，從而使得合法通信雙方在異地共享一組無條件的安全密鑰。將該密鑰用于一次一密(one-time-pad)中，可以實現(xiàn)雙方的保密通信。
　　1984年Charles H

2、.Bennett和Gilles Brassard提出了第一個量子密鑰分發(fā)協(xié)議(BB84協(xié)議)以后，量子密鑰分發(fā)得到了廣泛關注，在理論和實驗上都取得了快速的發(fā)展。
　　與離散變量量子密鑰分發(fā)相比，連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)需要的測量設備簡單，能夠較好地兼容于現(xiàn)有的無源光通信網(wǎng)絡。并且對于較短的傳輸距離，通信雙方能夠得到較大的安全密鑰速率。數(shù)據(jù)協(xié)調是量子密鑰分發(fā)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。其協(xié)調效率的大小直接影響著最終的安全密鑰速率。因此本論

3、文主要對連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)的數(shù)據(jù)協(xié)調過程展開研究。
　　本論文主要內容和創(chuàng)新點如下:
　　1.提出了一種長碼長Low-Density Parity-Check(LDPC)碼的構造方案。采用離散密度進化和差分進化算法得到了不規(guī)則LDPC碼最優(yōu)的度分布。使用不同構造方法獲得LDPC碼并對其譯碼性能和構造校驗矩陣消耗的時間進行比較，發(fā)現(xiàn)在碼率較低的情況下，可以采用隨機構造方法構造長碼長LDPC碼的校驗矩陣。然而在碼率較高的情況下

4、，直接構造長碼的校驗矩陣則非常困難，因此我們首先使用隨機構造法或者PEG算法構造一個基矩陣，然后再通過準循環(huán)擴展的方法得到長碼長LDPC碼的校驗矩陣。通過以上方法，可以得到碼長為106高糾錯性能的LDPC碼。
　　2.在信噪比大于1的情況下，實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)協(xié)調，協(xié)調效率可達95％以上。在樣條數(shù)據(jù)協(xié)調過程中，文中對量化效率和糾錯效率分別做了詳細的研究。選用等間隔量化區(qū)間對連續(xù)變量進行量化，量化效率可達99.4％以上。將碼長為106