随着量子通信技术的迅速发展,量子通信已经进入实际规模化组网阶段,因此量子保密通信网络性能的优化对网络规模的扩展、网络资源的合理利用均有着重要的意义。路由算法是网络规模扩展中重要的研究内容之一,合理的算法可以提高各链路的密钥利用率,优化网络资源。而密钥作为量子网络中的重要资源,其利用率及速率也是网络性能优化的重要参数。本文主要对量子保密通信网络随机路由算法进行了优化,并且提出了端到端可用密钥速率的测量方法。本文首先介绍了量子通信国内外研究现状,并说明了研究意义。其次,简述了量子保密通信系统的组成以及本研究工作用到的基础理论知识。第三,本文主要对基于可信中继的量子保密通信网络开展以下研究:1.对基于可信中继的量子保密通信网络随机路由算法进行了优化。改进的算法除了将所有最短路径添加进路由表之外,还可以根据网络拓扑大小,适当增加不同跳数的备份路径,并解决了两节点间数据转发环路问题。论文对不同的路由算法进行了仿真和分析,结果表明,改进的算法进一步均衡了全网负载,优化了网络资源,一定程度上提高了网络安全性。2.提出两种端到端可用密钥速率的测量方法。现有基于单向时延的测量方法中,若时延趋势判断错误,会引起测量结果较大的误差。为了弥补传统方法的不足,提出了重新调整收敛区间的测量方法。本方法结合时延趋势和收敛区间大小的关系判断是否需要调整收敛区间和发送速率。重新调整测量区间的过程提高了测量精度,但是增加了收敛次数。为了缩短收敛时间,在此基础上提出了加快收敛的测量方法。首先在测量初期发送变速率的数据包组,判断出可用密钥速率的大致范围,之后再结合重新调整收敛区间的规则判断是否调整发送速率,从而弥补可能出现的时延趋势判断错误情况带来的误差。仿真结果表明,加快收敛的测量方法不仅可以有效地测出可用密钥速率,且相比其他方法减小了误差,缩短了测量时间。最后,对本文的研究内容进行了总结,并对下一步工作进行了展望。