[發明專利]便攜式光源位置自動校準系統及校準方法

有效

• 申請號: 201310269727.5
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103368727A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 范永勝;賈云;唐世彪;周雷;陳騰云;趙梅生
• 申請（專利權）人: 安徽量子通信技術有限公司;山東量子科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于，包括：光電轉換模塊、時間測量模塊、位置偏移計算模塊、延時控制模塊、板級通信接口、系統開關，光電轉換模塊與時間測量模塊相連接，位置偏移計算模塊與時間測量模塊和延時控制模塊相連接，系統開關與延時控制模塊相連，延時控制模塊的對外接口為板級通信接口；使用時，延時控制模塊與需要校準的量子密鑰分發發送方裝置通過板級通信接口連接，該量子密鑰分發發送方裝置輸出的光信號連接至該便攜式光源位置自動校準系統的光電轉換模塊。

2.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：還包括校準結果指示LED，校準結果指示LED與位置偏移計算模塊相連。

3.如權利要求2所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述光電轉換模塊、時間測量模塊、位置偏移計算模塊、延時控制模塊、板級通信接口、校準結果指示LED和系統開關均集成在一塊單板上。

4.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：首先根據量子密鑰分發發送方裝置的用于校準的光源驅動信號的關鍵參數，對位置偏移計算模塊進行相應的邏輯設置；當系統開關剛開啟時，延時控制模塊產生啟動信號并發送給量子密鑰分發發送方裝置，使其開始產生用于校準的光源驅動信號，按照用于校準的光源驅動信號的關鍵參數同時產生若干路光脈沖；所述光電轉換模塊將光信號轉換為電信號后傳遞給時間測量模塊；時間測量模塊接收位置偏移計算模塊提供的起始信號，并將光電轉換模塊輸出的信號作為停止信號，測量得到停止信號和起始信號之間的時間差作為測量結果；位置偏移計算模塊向時間測量模塊提供起始信號，獲取時間測量模塊的測量結果，并根據該測量結果計算出各路光脈沖所需設置的延時值，然后將各延時值送至延時控制模塊，并且位置偏移計算模塊根據計算得到的各路光脈沖所需設置的延時值、校準精度以及預先設定的校準次數閾值，給出光源位置校準是否合格的指示信號，若在預先設定的校準次數閾值內，計算得到的各路光脈沖所需設置的延時值在校準精度以內，則校準合格；若在達到預先設定的校準次數閾值后，計算得到的任意一路光脈沖所需設置的延時值仍然大于校準精度，則校準不合格；延時控制模塊接收位置偏移計算模塊輸出的各路光脈沖所需設置的延時值，然后通過板級通信接口發送給量子密鑰分發發送方裝置。

5.如權利要求4所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述用于校準的光源驅動信號的關鍵參數包括頻率和碼型。

6.如權利要求5所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述用于校準的各路光源驅動信號的碼型是互相正交的。

7.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述光電轉換模塊采用光電管，輸入光脈沖的平均功率在光電管的正常響應范圍之內。

8.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述時間測量模塊采用單片機、FPGA、DSP或者TDC芯片。

9.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述位置偏移計算模塊采用單片機、FPGA或者DSP。

10.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述延時控制模塊采用單片機、FPGA或者DSP。

11.如權利要求1所述的便攜式光源位置自動校準系統，其特征在于：所述板級通信接口采用串口、USB接口或者IIC總線接口。

12.一種采用權利要求1至11任一項所述便攜式光源位置自動校準系統進行校準的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：設置量子密鑰分發發送方裝置的用于校準的光源驅動信號的關鍵參數，包括頻率、碼型，用于校準的各路光源驅動信號的碼型是互相正交的；

步驟2：對位置偏移計算模塊進行邏輯設置，根據量子密鑰分發發送方裝置的用于校準的光源驅動信號的關鍵參數，來設置起始信號頻率和停止信號頻率；

步驟3：將延時控制模塊通過板級通信接口連接至需要校準的量子密鑰分發發送方裝置，再將該量子密鑰分發發送方裝置輸出的光信號連接至該便攜式光源位置自動校準系統的光電轉換模塊；

步驟4：系統上電后，開啟系統開關，延時控制模塊產生啟動信號，使得量子密鑰分發發送方裝置開始產生用于校準的光源驅動信號，按照用于校準的各路光源驅動信號的關鍵參數同時產生若干路光脈沖，各路光脈沖的初始延時值為0；

步驟5：光電轉換模塊接收量子密鑰分發發送方裝置輸出的各路光脈沖信號，將其轉化為電信號后輸出至時間測量模塊，作為時間測量模塊的停止信號；

步驟6：位置偏移計算模塊提供時間測量模塊的起始信號，時間測量模塊測量出停止信號相對于起始信號的時間差作為測量結果；

步驟7：時間測量模塊將步驟5的測量結果發送到位置偏移計算模塊，位置偏移計算模塊根據預期延時值，以及相鄰兩個光脈沖停止信號的時間差應相同且為一設定值的原則，計算得到各路光脈沖信號所需設置的延時值；

步驟8：位置偏移計算模塊將計算得到的各路光脈沖信號所需設置的延時值發送給延時控制模塊，然后延時控制模塊將這些延時值通過板級通信接口發送給量子密鑰分發發送方裝置；

步驟9：延時值下發后，重復步驟4-6，若位置偏移計算模塊計算得到的各路光脈沖信號所需設置的延時值在校準精度以內，且校準次數未超出預先設定的校準次數閾值，則校準合格，給出光源位置校準合格的指示信號；若計算得到的任意一路光脈沖信號所需設置的延時值大于校準精度，且校準次數小于預先設定的校準次數閾值，則重復步驟7-8；若在達到預先設定的校準次數閾值后，計算得到的任意一路光脈沖信號所需設置的延時值仍然大于校準精度，則校準不合格，給出光源位置校準異常的指示信號。