[发明专利]基于相位编码的QKD系统及其主动相位补偿方法和系统

权利要求书

1.一种基于相位编码的QKD系统主动相位补偿方法，其特征在于，包括：

S1、获取QKD系统的发送端输出的光脉冲信号，所述光脉冲信号包括第一帧信号至第N帧信号，且第i帧信号包括第i经典帧和第i量子帧，所述N为不小于2的整数，i为不大于N的正整数，其中，所述QKD系统的接收端通过移相器对所述光脉冲信号进行相位调制；

S2、获取每一所述经典帧中干涉对比度极值点相应的目标移相电压和目标移相时间；

S3、以(第k-1目标移相时间，第k-1目标移相电压)和(第k目标移相时间，第k目标移相电压)为坐标得到第k线性关系曲线公式，k为大于1且不大于N的正整数；其中，所述第k线性关系曲线公式为：

其中，t(k-1)为第k-1目标移相时间，Volt_(k-1)为第k-1目标移相电压，tk为第k目标移相时间，Volt_k为第k目标移相电压，y为纵坐标电压，x为横坐标时间；

S4、对第k量子帧进行分段为至少一个第k子量子帧，每一所述第k子量子帧对应有各自的第k量子时间，将所述第k量子时间代入所述第k线性关系曲线公式，计算每一所述第k子量子帧各自对应的第k调整电压，将所述第k调整电压传输至所述移相器，完成对所述第k量子帧的实时主动相位补偿。

2.根据权利要求1所述的基于相位编码的QKD系统主动相位补偿方法，其特征在于，获取每一所述经典帧中干涉对比度极值点相应的目标移相电压和目标移相时间，包括：

S21、对第j经典帧划分多段为多个第j子经典帧，每一所述第j子经典帧对应有各自的第j移相电压和第j移相时间，所述第j移相电压为传输至所述移相器上的电压，其中，在每一所述第j子经典帧各自相应的第j干涉对比度中查找第j干涉对比度极值点，并获取与所述第j干涉对比度极值点相应的第j子经典帧对应的第j移相电压和第j移相时间，分别为第j目标移相电压和第j目标移相时间，以此获取每一经典帧对应的目标移相电压和目标移相时间，j为不大于N的正整数。

3.根据权利要求1所述的基于相位编码的QKD系统主动相位补偿方法，其特征在于，获取每一所述经典帧中干涉对比度极值点相应的目标移相电压和目标移相时间，包括：

S21、对第一经典帧划分多段为多个第一子经典帧，每一所述第一子经典帧对应有各自的第一移相电压和第一移相时间，所述第一移相电压为传输至所述移相器上的电压，其中，在每一所述第一子经典帧各自相应的第一干涉对比度中查找第一干涉对比度极值点，并获取与所述第一干涉对比度极值点相应的第一子经典帧对应的第一移相电压和第一时间，分别为第一目标移相电压和第一目标移相时间；

S22、对第二经典帧划分多段为多个第二子经典帧，每一所述第二子经典帧对应有各自的第二移相电压和第一移相时间，所述第二移相电压为传输至所述移相器上的电压，其中，在每一所述第二子经典帧各自相应的第二干涉对比度中查找第二干涉对比度极值点，并获取与所述第二干涉对比度极值点相应的第二子经典帧对应的第二移相电压和第二时间，分别为第二目标移相电压和第二目标移相时间；

S23、根据第j目标移相电压、第j+1目标移相电压、第j目标移相时间和第j+1目标移相时间，估算在第j+2经典帧中第j+2干涉对比度极值点对应的第j+2目标移相电压范围后，在所述第j+2目标移相电压范围内确定所述第j+2干涉对比度极值点相应的第j+2目标移相电压及相应第j+2目标移相时间，以此获取第三经典帧的第三目标移相电压至第N经典帧相应的第N目标移相电压和相应第三目标移相时间至第N目标移相时间，j为不大于N-2的正整数。

4.根据权利要求2或3所述的基于相位编码的QKD系统主动相位补偿方法，其特征在于，在步骤S2中，若判断第m干涉对比度极值点不处于干涉对比度阈值范围内时，舍弃第m帧信号，且自第m+1帧信号起采用所述步骤S2至步骤S4过程继续对量子帧进行实时主动相位补偿，m为不大于N的正整数。

5.根据权利要求3所述的基于相位编码的QKD系统主动相位补偿方法，其特征在于，在步骤S23中，若在第l目标移相电压范围内未能确定第l干涉对比度极值点，则舍弃第l帧信号，且自第l+1帧信号起采用所述步骤S21至步骤S4过程继续对量子帧进行实时主动相位补偿，l为大于2且不大于N的正整数。