随着信息技术的不断发展,信息安全问题日益突出,成为了全社会关注的焦点。相较于传统密码体系,量子密钥分发的安全性由不可克隆定理和不确定性原理保证,能够使双方共享一组具有理论无条件安全性的密钥。从未来的发展趋势和社会需求角度来看,量子密钥分发具有广泛的应用前景。量子密钥分发主要分为离散变量类协议和连续变量类协议两大类。其中,基于高斯调制相干态的连续变量类协议具备成本低,兼容性好,稳定性强等诸多优势,吸引了大量学者进行研究。在实际连续变量量子密钥分发系统中,相位噪声是影响系统性能的主要因素之一,其将导致系统的传输距离缩短、安全密钥率降低,因此相位补偿对提升系统性能至关重要。与基于电势差、协方差算法不同的是,卡尔曼滤波能够有效降低外界噪声的影响,进一步提高相位补偿精度。本文针对相位漂移问题,设计了一种基于卡尔曼滤波的实时相位补偿方案,具体的研究工作内容如下:1.完成基于高斯调制相干态量子密钥分发系统的数学建模,设计基于FPGA的卡尔曼滤波计算架构,主要分为状态预测、增益计算以及预测校正等模块,并在Kintex-7系列开发板上进行实现。2.测试相位噪声,分析系统的相位噪声特性,同时验证信号帧结构的有效性。实验结果显示,相位噪声均值和方差分别为1.59和10378.53,相位漂移速率约为364.15°/s（6.36rad/s）。3.测试相位补偿算法精度,在不改变参考帧信噪比方案中,当信道衰减为13dB时,残余相位噪声的均值和方差分别为0.86和138.03;在对参考帧进行放大后,同等条件下残余相位噪声的的均值和方差分别为0.37和49.68,当信道衰减为20dB时,残余相位噪声的均值和方差分别为-0.81和275.71。