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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种基于HLS和LDPC码构建的QKD协商方法，该方法为：获取待纠错密钥X或者Y；进行误码率估计，获取待纠错密钥的初始误码率；根据初始误码率得到母码矩阵H和目标码率R；判断目标码率是否需要打孔，无需打孔即跳转到a，需要即跳转到b：a待纠错数据直接进行LDPC译码，该LDPC译码器是基于HLS工具优化生成，等待译码结束后纠错完成；b将打孔向量从预存的ROM中读出，在待译码数据相应位置P上赋0，将码率提升至目标码率R后，进行LDPC译码，纠错完成。本发明使用分组排序算法得出最优的打孔位置，减小了因随机选取打孔位置进行码率提升导致的译码性能损失，提高了纠错效率和译码成功率。

主权项：1.一种基于HLS和LDPC码构建的QKD协商方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取待纠错密钥X或者Y；步骤2、进行误码率估计，获取待纠错密钥的初始误码率；步骤3、根据初始误码率得到母码矩阵H和目标码率R；步骤4、判断目标码率是否需要打孔，无需打孔即跳转到步骤5，需要打孔即跳转到步骤6；步骤5、待纠错数据直接进行LDPC译码，LDPC译码器基于HLS工具优化生成，等待译码结束后跳转步骤7；步骤6、将打孔向量从预存的ROM中读出，在待译码数据相应位置P上进行赋0操作，将码率提升至目标码率R后，进行LDPC译码；步骤7、纠错完成；步骤3所述根据初始误码率得到母码矩阵H和目标码率R，具体如下：所述母码矩阵H为IEEE802.16E标准规定的12和23两种码率的校验矩阵，其中目标码率R由步骤2中获取的初始误码率确定，初始误码率与目标码率的对应关系如下：初始误码率[11％-9％时,目标码率R1＝0.5；初始误码率[9％-8％时,目标码率R2＝0.55；初始误码率[8％-6.61％时,目标码率R3＝0.60；初始误码率[6.61％-5％时,目标码率R4＝23；初始误码率[5％-4.1％时,目标码率R5＝0.7；初始误码率[4.1％-3.5％时,目标码率R6＝0.74；初始误码率[3.5％-2.8％时,目标码率R7＝0.78；初始误码率[2.8％-2.4％时,目标码率R8＝0.81；初始误码率[2.4％-2％时,目标码率R9＝0.83；初始误码率[2％-1.86％时,目标码率R10＝0.84；步骤6中预存在ROM中的打孔向量基于分组排序打孔算法获得，通过matlab实现算法并生成码率R为0.55、0.6、0.66、0.6、0.74、0.78、0.81、0.84共8个码率的打孔位置P，再将数据预存在ROM中；步骤6中进行LDPC译码的算法流程如下：步骤6-1初始化先验概率： 其中i、j代表校验矩阵H的第i列和第j行，Pi0,Pi1分别代表第i个比特为0、1的概率，LPi表示先验概率，qij表示第i个变量节点传递到第j个校验节点，Lqij表示其传递的对数似然比信息，e表示由误码率估计得到初始误码率，k表示迭代次数；步骤6-2校验节点更新：Lkrji＝1-2SjΠi′∈RjisgnLk-1qi'j.minLk-1qi'j×α2其中rji表示第j个校验节点传递到第i个变量节点，Lrji表示其传递的对数似然比信息，Sj为伴随式信息，i′∈Rji表示除第i个变量节点以外的与校验节点j相连的变量节点，α为归一化系数；步骤6-3变量节点更新：Lkqij＝LPi+∑j′∈CijLkrj′i3其中j′∈Cij表示除校验节点j以外的与第i个变量节点相连的校验节点；步骤6-4后验概率的更新： 其中Lqi表示变量节点信息，j∈Ci表示校验节点j传递给变量节点i的信息；步骤6-5进行译码判决： c为最终译码完成的码字，H为校验矩阵，S为伴随式，若译码结果满足cHT＝S，则译码成功，否则继续迭代译码，当达到最大迭代译码次数则终止译码，即译码失败。

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