基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感（DOFS）能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测，受到了越来越多的关注，具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码脉冲序列增加DOFS的信号能量，是提高传感性能的一个重要技术途径。因此，编码技术的应用一直是DOFS研究的一个重要领域。综述了DOFS中编码技术的研究进展，阐述了编码技术提高传感性能的技术原理，归纳了不同编码方案的设计和实现方法，分析了不同类型DOFS的技术特征及其相应的编码技术应用方法。最后，对DOFS中的编码技术的发展进行了展望。

受光纤中声学声子10 ns的寿命的影响，传统布里渊光时域分析（BOTDA）传感器往往不能做到1 m以内的空间分辨率。利用差分脉冲对（DPP）技术可以突破该限制，实现更高的空间分辨率。但是传统的DPP技术存在测量时间长、差分信号间同步难度高和信噪比低等问题。本文提出一种基于布里渊增益-损耗效应的编码DPP-BOTDA系统，通过将处于斯托克斯频率和反斯托克斯频率的泵浦脉冲光同步注入光纤，利用散射光的布里渊增益-损耗效应在光路上差分，解决了信号间的同步问题，并且测量时间只需要传统DPP技术的一半。还分析了传感系统中掺铒光纤放大器增益特性对脉冲序列解码结果的影响，对增益不均匀条件下的编码增益进行了理论计算。实验结果表明，该系统可以实现50 cm的空间分辨率，与传统的单脉冲DPP-BOTDA系统相比，信噪比提高了3 dB。

将无线紫外光多输入多输出(MIMO)通信与线性注水算法相结合,首先建立基于线性注水算法的无线紫外光非直视MIMO通信模型,并推导出其信道容量模型,然后在信号发射端采用等功率分配和线性注水算法两种方法进行功率分配,研究在无线紫外光非直视MIMO通信系统中采用这两种方法对通信系统中信道容量的影响,并进行仿真分析验证。仿真结果表明,在信噪比相同的情况下:当收发天线不对称时,采用线性注水算法进行功率分配相比于等功率分配算法,无线紫外光非直视MIMO通信信道容量得到显著提升;当收发天线对称,在信噪比较小时,利用注水算法可以明显提高信道容量,而在信噪比提高达到一定值后,采用注水算法进行功率分配的信道容量逼近等功率分配的信道容量。

针对强海杂波背景下的海面微弱目标检测问题, 提出基于优化ESMD-ICA的检测算法。利用小波模极大值去噪算法对信号预去噪, 再采用优化ESMD-ICA去噪算法, 最后用优化灰狼算法(GWO)改进的ELM模型对重构的去噪信号做预测。利用IPIX雷达实测数据验证新算法, 实验证明：新算法在抑制海杂波前提下, 未破坏信号的混沌性质, 新预测模型的检测性能远胜于传统预测模型(BP神经网络)。新算法在去噪效果、模型训练与检测时间以及检测器稳定性等方面均表现良好, 有利于算法广泛应用于实际工程。

针对海杂波背景下小目标检测困难的问题, 为解决传统分数阶傅里叶变换(FRFT)算法检测性能不稳定、运算量大、检测效率低等问题, 提出新的海杂波中小目标检测快速新算法。利用CEMD-RobustICA去噪算法抑制海杂波, 减小海杂波对双正交傅里叶变换(BFT)与简明分数阶傅里叶变换(CFRFT)性能的影响, 通过BFT-CFRFT算法进行小目标检测, 将传统算法的二维搜索转换为两次一维搜索, 大幅减小了运算量。利用IPIX实测数据验证新算法, 实验结果表明: 新算法有效抑制了海杂波, 且大大减小了检测运算量, 提高了目标检测准确性与时效性, 并且在HH极化条件下检测性能最好。新算法检测效率高, 性能稳定, 有利于在实际工程中广泛应用。

针对由于传统W-H算法计算量大, 检测效率不高, 海面小目标检测难度较大的问题, 提出了基于重排频谱时频脊的小目标检测新算法。通过研究实测数据的时频谱能量分布特点, 对比了在不同极化条件下, 传统算法与新算法对多组实测数据的分析结果, 研究了Hough参数域内的尖峰特性, 对小目标实现了有效检测, 验证了算法的可行性。最终得出结论：新算法选取重排算法以及提取重排谱时频脊提高了检测能力, 降低了运算量, 对海面小目标实现有效检测, 且HH极化条件下新算法的检测性能更好。

针对海杂波背景下漂浮小目标检测问题, 提出一种海杂波背景下漂浮小目标检测新算法。利用互补自适应噪声集合经验模式分解-鲁棒性独立主成分分析与Savitzky-Golay滤波算法(EEMDCAN-Robust ICA & SG)联合去噪算法处理海面回波信号, 对重构信号用改进蝙蝠算法优化KELM模型做混沌预测。实验结果表明: 新算法在不破坏海杂波混沌特性的前提下, 极大地抑制了海杂波。在同等条件下, 与传统混沌预测算法相比, 训练时间短、预测精度高。新算法的检测性能稳定, 低信杂比下的检测性能显著优于传统算法, 证明新算法能快速实现对漂浮小目标的有效检测。

为了降低布里渊频谱展宽造成的拟合误差,提出采用双边带连续光作为探测信号,并利用干涉谱进行传感。与传统的布里渊增益谱相比,所得频谱在共振频谱附近具有更窄的线宽,预泵浦温度传感中双峰拟合的误差减小,系统的频率分辨率得到了提高,从而实现高空间分辨率和高频率分辨率的基于双边带干涉的预泵浦布里渊光时域分析（BOTDA）系统。实验结果表明,利用所提方法在100 m保偏光纤上可以实现50 cm的空间分辨率和0.37 MHz的频率分辨率。与传统的单边带预泵浦系统相比,相同空间分辨率下所提系统的频率分辨率提高2倍。

利用微纳光纤的倏逝场效应,提出一种布里渊折射率传感器。利用混合声波模式激发的多峰布里渊频谱结构,实现了液体的折射率传感测量。实验结果发现,在氯化钠溶液中,长2 μm的微纳光纤在10.4 GHz左右的布里渊信号峰具有较好的信噪比,且该布里渊信号峰频移在一定范围内随液体折射率呈线性变化,在折射率范围为1.3333~1.3612时折射率传感灵敏度为369.6 MHz/RIU(RIU为折射率单元)。该技术为折射率传感提供了新的思路和方案。