[发明专利]一种信息同步方法和装置

权利要求书

1.一种信息同步方法，应用于量子密钥分发系统，其特征在于，包含三个步骤：

第一步延时计算：计算信号光从发射端传输到接收端的时延；

第二步帧同步：通过经典信道进行帧同步，即确定帧；

第三步帧内位置同步：根据第一步计算得到的传输时延，对量子信道上的量子信号光进行帧内位置同步，即确定帧内第几个脉冲；

所述第二步帧同步包括：

系统开始工作，系统发射端Alice首先通过经典信道发送一个同步帧，并且对发送的同步帧按照一定规则进行编号，每个同步帧后面跟着发送一组量子信号光，该组量子信号光组成一个量子信息帧，帧编号同前面一个同步帧的编号；

系统接收端Bob在经典信道上接收到同步帧，且将该同步帧之后和下一个同步帧之前探测到的量子信号组成一个量子信息帧，帧编号同前面一个同步帧的编号；

系统两端相同编号的量子信息帧为一组对应，根据该帧编号即完成帧同步。

2.根据权利要求1所述的一种信息同步方法，其特征在于，所述第一步延时计算包括以下步骤：

系统发射端Alice首先通过经典信道传送一个“启动命令”给系统接收端Bob，同时，在“启动命令”发出后，延时t，开始以固定频率f₁发送量子信号光；

系统接收端Bob通过经典信道接收到“启动命令”的同时，产生第一个“start信号”，后面按照固定频率f₁产生“start信号”；

系统接收端Bob探测到量子信号光相对于“start信号”的延时距离，记为t＇，计算延时变化Δt＝t＇-t。

3.根据权利要求2所述的一种信息同步方法，其特征在于，所述第一步延时计算中，系统发射端Alice发送量子信号光的持续时间为T，系统接收端Bob产生“start信号”的持续时间为T，在时间T内统计出现频率最大的延时距离即为实际探测到光信号相对于“start信号”的延时距离，记为t＇。

4.根据权利要求2所述的一种信息同步方法，其特征在于，所述第二步帧同步中，系统发射端Alice在经典信道上按照固定的频率f₁发送同步帧，两个同步帧之间的时间间隔内，在量子信道上按照固定的频率f₂发射一组量子信号光，其中f₂大于f₁，其中同步帧中包含帧编号信息和启动时刻TS_n，n即为帧编号，是整数，同步帧的发送时刻为TF_n，系统发射端Alice发出同步帧，到达启动时刻TS_n后，开始发送一组量子信号光，该组量子信号光的持续时间为t_quantum；

系统接收端Bob在经典信道上接收到一个同步帧后，解析得到启动时刻TS_n，到达启动时刻TS_n后，启动单光子探测器开始工作，单光子探测器工作固定的一段时间T_quantum+T_delay后，结束工作，T_delay根据网络延时设置，需满足((TS_n-TF_n)+T_quantum+T_delay)1/f₁。

5.根据权利要求4所述的一种信息同步方法，其特征在于，所述第三步帧内位置同步包括：

系统接收端Bob在经典信道上接收到同步帧的同时，产生一个“start信号”给TDC，使用TDC测量随后的量子信息帧中每一个探测信号相对于“start信号”的延时距离，记为Δt_n，Bob端探测到的一帧量子信号内，第n个信号与Alice端第n＇个信号对应，其中n＇是整数，n＇＝(Δt_n-(TS_n-TF_n+Δt))/(1/f₂)+1。