量子密钥分配是量子保密通信中最具有发展潜力的分支,它是量子力学和密码学相结合的产物,其无条件安全性使它受到越来越多的关注。本文从最基本的量子密钥分配协议BB84协议和六态协议入手,利用光子的轨道角动量作为信息载体,提出基于BB84协议和六态协议的改进协议,通过Labview软件对密钥分配过程中的密钥率和误码率进行了仿真。仿真结果跟理论分析相一致。然后以密钥分配的基础知识作为指导,以符合计数的测量方法作为手段,提出了基于Poincare球面光子轨道角动量的高效的量子密钥分配方案,并在理论上进行了仿真。光束在自由空间传输时要受到大气湍流的影响,因而密钥分配过程会受到不同程度的影响。文中将大气湍流模型加入到密钥分配仿真过程中,主要考虑大气湍流折射率常数和传输距离对其影响,在不同的影响因子和影响程度下对误码率进行了仿真。通过仿真结果可以看出,大气湍流对密钥分配的影响显著；最后针对大气湍流产生的误码率问题,提出利用纠错编码的方法进行减弱。文中主要采用简单的(7,4)线性分组码进行纠错编码,并将其加入到密钥分配仿真中。通过仿真结果对比,可以看出,加入纠错编码后,密钥分配的误码率明显下降。由此可以看出,纠错编码是减弱大气湍流对密钥分配影响的一种有效的方法。