一种量子通信方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请提供一种量子通信方法、装置及系统，其中方法包括将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，发射第二电波，第一电波支持M个方向矢量，第一电波的第i个方向矢量为第一电波的M个方向矢量中的一个，第一符号为第一数据对应的一个符号，第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，第i个分布结果是通过将第二电波转化为能量子得到的，M为正整数，i为整数。本申请可将第一符号调制于第一电波的方向矢量上，且可兼容现有技术中的将符号调制于电波的频率和/或相位和/或幅度，如此，可增加符号调制于电波上的维度，从而有助于满足无线传输日益增长的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种量子通信方法、装置及系统
本申请涉及通信
，尤其涉及一种量子通信方法、装置及系统。
技术介绍
随着互联网、物联网、自动驾驶、移动机器人和多功能终端的快速发展，无线通信需求越来越大，通信装置的数量也在呈爆炸式增长。因此，对无线通信系统的传输能力的要求也在不断增加。目前，无线通信中的无线链路是以电磁波为基础的，根据麦克斯韦电磁理论，震荡的电场与磁场相互交替激发并以电磁波的形式从波源向远处传播。现有技术的无线通信系统中的发射端的通信装置通常是将待发送的数据调制于载波的相位、频率或者幅度上，得到调制后的模拟波形，由发射天线激发电磁波辐射到无线信道中。即现有技术中待发送的数据可调制于载波的三个维度上，但是由于无线通信需求的不断增加，现有技术可调制的三个维度不能满足无线传输日益增长的需求。
技术实现思路
本申请提供一种量子通信方法、装置及系统，用于增加待发送数据调制于载波的维度，以满足无线传输日益增长的需求。第一方面，本申请提供一种量子通信方法，该方法包括将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，发射第二电波，第一符号为第一数据对应的一个符号，第一电波支持M个方向矢量，第一电波的第i个方向矢量为第一电波的M个方向矢量中的一个，第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，第i个分布结果是通过将第二电波转化为能量子得到的，M为正整数，i为整数。基于该方案，相比于现有技术将符号调制于载波的相位、幅度和频率三个维度，本申请可通过将第一符号调制于第一电波的方向矢量上，以增加符号调制于电波上的维度，从而有助于满足无线传输日益增长的需求。进一步，该方案是将符号调制于第一电波的方向矢量上，未改变现有技术中将符号调制于相位、幅度和频率的方式，因此，该方案可兼容现有技术中符号可调制的维度。在一种可能的实现方式中，可根据预设的映射关系，确定第一符号对应的第一电波的方向矢量的序号i，将第一符号调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，其中，序号为i的第一电波的方向矢量为第一电波的第i个方向矢量。进一步，可根据所述第一符号对应的用户标识，确定发射第二电波的频率和带宽，根据发射第二电波的频率和带宽，发射第二电波。在一种可能的实现方式中，还可根据第一电波的方向矢量的序号i，确定发射第二电波的极化发射天线，通过确定出的极化发射天线发射第二电波。第二方面，本申请提供一种量子通信方法，该方法包括接收第二电波，将第二电波转化为N个能量子集，确定N个能量子集的第一分布结果，根据第一分布结果，确定第二电波对应于第一电波的第i个方向矢量，根据第一电波的第i个方向矢量和预设的映射关系，确定第一符号，其中，第二电波是将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的M个方向矢量中的一个方向矢量上得到的，第一符号为第一数据对应的一个符号，第i个方向矢量为第一电波的M个方向矢量中的一个，一个能量子集为空集或包括至少一个能量子，M和N均为正整数，i为整数。基于该方案，在接收到的第二电波的强度比较弱(或者也可称为第二电波的功率较小)，甚至无法检测第二电波的模拟波形的情况下，可通过将第二电波转化为N个能量子集，统计N个能量子集的第一分布结果，确定出第二电波的对应的第一电波的第i个方向矢量，即可根据预设的映射关系确定出第i个方向矢量对应的第一符号，从而可确定出第一数据。实现了将能量较弱的第二电波承载的第一符号确定出来，如此，可充分利用微弱电波的能量来提取电波中承载的数据，从而有助于提高接收信号的灵敏度。在一种可能的实现方式中，可根据电波与能量子之间的能量转化关系，将第二电波转化为N个能量子集。进一步，可分别确定N个能量子集中的能量子数，得到N个第二分布结果，一个能量子集对应一个第二分布结果，统计N个第二分布结果，得到第一分布结果。在一种可能的实现方式中，可针对N个时间窗中的第k个时间窗，将第二电波转化为一个能量子集，k取遍1至N，其中，N个时间窗的累加值为传输第一符号持续的时长。在一种可能的实现方式中，可根据第一分布结果和预存的M个本征态qi，确定第二电波对应于第一电波的第i个方向矢量，本征态qi为第一电波的第i个方向矢量上未承载符号时，得到的N个能量子集的分布结果，M个本征态qi与第一电波的M个方向矢量一一对应，i取遍1至M。具体可根据得到M个确定M个中的最大值对应的i值，为第一电波的方向矢量的序号i，其中，p(s)为第一分布结果，序号为i的第一电波的方向矢量为第一电波的第i个方向矢量，其中，*表示数学卷积运算。通过将第一分布结果与本征态的相关运算，可精确确定出承载第一符号的第一电波的方向矢量的序号。在一种可能的实现方式中，可通过M个极化接收天线分别接收第二电波。在一种可能的实现方式中，可对第二电波执行以下内容中的任一项或任多项：对第二电波进行滤波，对第二电波进行放大，对第二电波进行解调。有助于降低第二电波转化为能量子时干扰。在一种可能的实现方式中，在第二电波所处环境的温度低于温度阈值时，将第二电波转化为N个能量子集。温度较低，可以减少背景热噪声，从而有助于提高统计能量子集的量子数的精确性。第三方面，本申请提供一种通信装置，包括方向矢量调制器和发射天线，方向矢量调制器，用于将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波。发射天线，用于发射来自方向矢量调制器的第二电波。第一符号为第一数据对应的一个符号，第一电波支持M个方向矢量，第一电波的第i个方向矢量为第一电波的M个方向矢量中的一个，第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，第i个分布结果是通过将第二电波转化为能量子得到的，M为正整数，i为整数。基于上述方案，相比于现有技术将符号调制于载波的相位、幅度和频率三个维度上，上述方案可通过方向矢量调制器将第一符号调制于第一电波的方向矢量上，即可将第一符号承载于第一电波的方向矢量上。如此，增加了符号调制于电波上的维度，从而有助于满足无线传输日益增长的需求。进一步，上述方案是将符号调制于第一电波的方向矢量上，未改变现有技术中将符号调制于相位、幅度和频率的方式，因此，该方案可兼容现有技术中符号可调制的维度。在一种可能的实现方式中，方向矢量调制器，具体用于根据预设的映射关系，确定第一符号对应的第一电波的方向矢量的序号i，将第一符号调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，其中，序号为i的第一电波的方向矢量为第一电波的第i个方向矢量。在一种可能的实现方式中，该通信装置还包括频域资源选择器。频域资源选择器，用于根据所述第一符号对应的用户标识，确定发射第二电波的频率和带宽。发射天线，具体用于根据发射第二电波的频率和带宽，发射第二电波。在一种可能的实现方式中，发射天线包括M个极化发射天线和极化发射天线选择器。极化发射天线选择器，用于根据来自方向矢量调制器的序号i，确定发射第二电波的极化发射天线，通过确定出的极化发射天线，发射第二电波。第四方面，本申请提供一种通信装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子通信方法，其特征在于，包括：/n将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，所述第一符号为第一数据对应的一个符号，所述第一电波支持M个方向矢量，所述第一电波的第i个方向矢量为所述第一电波的M个方向矢量中的一个，所述第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，所述第i个分布结果是通过将所述第二电波转化为能量子得到的，所述M为正整数，所述i为整数；/n发射所述第二电波。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子通信方法，其特征在于，包括：
将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，所述第一符号为第一数据对应的一个符号，所述第一电波支持M个方向矢量，所述第一电波的第i个方向矢量为所述第一电波的M个方向矢量中的一个，所述第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，所述第i个分布结果是通过将所述第二电波转化为能量子得到的，所述M为正整数，所述i为整数；
发射所述第二电波。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，包括：
根据所述预设的映射关系，确定所述第一符号对应的所述第一电波的方向矢量的序号i，其中，所述序号为i的第一电波的方向矢量为所述第一电波的第i个方向矢量；
将所述第一符号调制于所述第一电波的第i个方向矢量上，得到所述第二电波。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一符号对应的用户标识，确定发射所述第二电波的频率和带宽；
根据所述发射所述第二电波的频率和带宽，发射所述第二电波。


4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述发射第二电波，包括：
根据所述第一电波的方向矢量的序号i，确定发射所述第二电波的极化发射天线；
通过所述极化发射天线发射所述第二电波。


5.一种量子通信方法，其特征在于，包括：
接收第二电波，所述第二电波是将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的M个方向矢量中的一个方向矢量上得到的，所述第一符号为第一数据对应的一个符号，所述M为正整数；
将所述第二电波转化为N个能量子集，一个能量子集为空集或包括至少一个能量子，所述N为正整数；
确定所述N个能量子集的第一分布结果；根据所述第一分布结果，确定所述第二电波对应于所述第一电波的第i个方向矢量，所述第i个方向矢量为所述第一电波的M个方向矢量中的一个，所述i为整数；
根据所述第一电波的第i个方向矢量和所述预设的映射关系，确定所述第一符号。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述第二电波转化为N个能量子集，包括：
根据电波与能量子之间的能量转化关系，将所述第二电波转化为所述N个能量子集。


7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述将所述第二电波转化为N个能量子集，包括：
针对N个时间窗中的第k个时间窗，将所述第二电波转化为一个所述能量子集，所述k取遍1至N，其中，所述N个时间窗的累加值为传输所述第一符号持续的时长。


8.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述N个能量子集的第一分布结果，包括：
分别确定所述N个能量子集中的能量子数，得到N个第二分布结果，一个能量子集对应一个第二分布结果；
统计所述N个第二分布结果，得到所述第一分布结果。


9.如权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一分布结果，确定所述第二电波对应于所述第一电波的第i个方向矢量，包括：
根据所述第一分布结果和预存的M个本征态qi，确定所述第二电波对应于所述第一电波的第i个方向矢量；
其中，所述本征态qi为所述第一电波的第i个方向矢量上未承载符号时，得到的N个能量子集的分布结果，所述M个本征态qi与所述第一电波的M个方向矢量一一对应，所述i取遍1至M。


10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一分布结果和预存的M个本征态qi，确定所述第二电波对应于所述第一电波的第i个方向矢量，包括：
根据得到M个所述p(s)为所述第一分布结果；
确定所述M个中的最大值对应的i值，为所述第一电波的方向矢量的序号i，其中，所述序号为i的第一电波的方向矢量为所述第一电波的第i个方向矢量。


11.如权利要求5至10任一项所述的方法，其特征在于，所述接收第二电波，包括：
通过M个极化接收天线分别接收所述第二电波。


12.如权利要求5至11任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述第二电波转化为N个能量子集之前，还包括以下内容中的任一项或任多项：
对所述第二电波进行滤波；
对所述第二电波进行放大。


13.如权利要求5至12任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述第二电波转化为N个能量子集，包括：
在所述第二电波所处环境的温度低于温度阈值时，将所述第二电波转化为所述N个能量子集。


14.一种通信装置，其特征在于，包括方向矢量调制器和发射天线；
所述方向矢量调制器，用于将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，所述第一符号为第一数据对应的一个符号，所述第一电波支持M个方向矢量，所述第一电波的第i个方向矢量为所述第一电波的M个方向矢量中的一个，所述第一电波的第i个方向矢量与第i个分布结果对应，所述第i个分布结果是通过将所述第二电波转化为能量子得到的，所述M为正整数，所述i为整数；
所述发射天线，用于发射来自所述方向矢量调制器的所述第二电波。


15.如权利要求14所述的通信装置，其特征在于，所述方向矢量调制器，用于将第一符号根据预设的映射关系调制于第一电波的第i个方向矢量上，得到第二电波，具体包括：
根据所述预设的映射关系，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晨，朱近康，李上宾，倪锐，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：广东;44