[发明专利]一种针对复杂环境的相位补偿控制方法

说明书

本发明公开了一种针对复杂环境的相位补偿控制方法，包括对发送端和接收端进行初始化操作；在系统每次传输工作结束后下次传输工作开始前，系统均进行两点扫描操作，即发送端固定发送前一次传输的随机四相位调制中的相位M1，接收端交替加载前一次传输的随机四相位调制中的相位M2和相位M3，分别统计相位M1与相位M2干涉的计数、相位M1与相位M3干涉的计数；根据两次计数计算相位补偿量，将相位补偿量叠加到下次传输的四相位电压上；本发明在剧烈的环境温度变化、振动变化、远距离传输、数据的样本量较少的情况下，均能保持高性能、高效率传输，同时可正确补偿相位的快速漂移，系统相位补偿及时，且效率较高，耗时短，系统误码率低。

技术领域

本发明属于量子保密通信相关技术领域，具体涉及一种针对复杂环境的相位补偿控制方法，其中复杂环境包括：温度环境、振动环境、远距离传输环境等。

背景技术

目前的相位编码量子密码系统，针对相位漂移主要采用的是主动相位补偿方法，其中主要包括两种：第一种是通过扫描的方式，即发送端固定一个相位，接收端一个完整周期遍历，找到两端相位匹配的点；第二种是通过采用对基丢弃的数据进行数据分析计算相位漂移量，对相位变化进行实时补偿。

第一种方法扫描耗时长，一般的扫描时间为100ms量级。

第二种方法选择的是整个一次完整传输的数据进行处理，相位的漂移为一次完整传输时间的平均漂移量，且由于采用的是数据分析，相位漂移量计算依赖统计数据的样本数量，因此当复杂环境剧烈变化时或者统计数据的样本数量较小时，第二种方法无法得到正确的相位补偿；其中复杂环境剧烈变化指温度剧烈变化、振动频率变化和远距离传输的距离变化等；由于第二种方法的相位的漂移为一次完整传输时间的平均漂移量，因此在温度剧烈变化、振动频率过高导致的相位漂移过快的情况下，第二种方法存在系统相位补偿不及时以及补偿不准确导致的系统误码率过高的问题；另远距离传输会导致信噪比下降，第二种方法由于噪声的影响，会导致漂移量计算有偏差，影响传输性能，因此在信噪比较低的情况下，第二种方法也无法正确的补偿相位漂移。

针对上述的问题，需要提出一种针对复杂环境下的相位补偿控制方法，从而来解决第一种方法中的耗时长的问题、第二方法中的复杂环境剧烈变化和统计数据的样本数量小导致无法得到正确相位补偿的问题，其中复杂环境包括：温度环境、振动环境、远距离传输环境等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种针对复杂环境的相位补偿控制方法，本针对复杂环境的相位补偿控制方法可以抵抗剧烈的复杂环境变化，在剧烈的环境温度变化、振动变化、远距离传输以及数据的样本量较少的情况下，本发明均保持高性能、高效率传输，同时可以正确补偿相位的快速漂移，系统相位补偿及时，且效率较高，耗时短，系统误码率低。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种针对复杂环境的相位补偿控制方法，用于量子密钥分配系统，所述量子密钥分配系统包括发送端和接收端，所述相位补偿控制方法包括以下步骤：

(1)对量子密钥分配系统的发送端和接收端进行初始化操作；

(2)在量子密钥分配系统每次传输工作结束后下次传输工作开始前，量子密钥分配系统均进行两点扫描操作，所述两点扫描操作为：发送端固定发送前一次传输的随机四相位调制中的某相位M1，接收端交替加载前一次传输的随机四相位调制中的某相位M2和某相位M3，统计相位M1与相位M2干涉的计数为N_M2，统计相位M1与相位M3干涉的计数为N_M3；

(3)根据计数N_M2和计数N_M3计算相位漂移量根据相位漂移量得到相位补偿量ω，将相位补偿量ω叠加到下一次传输的四相位电压上。