针对射频(RF)通信容量不高、保密性不强的问题, 提出一种由RF系统和多发射多接收的自由空间光(MIMO-FSO)系统构成的RF/MIMO-FSO混合通信系统。在分析RF系统、MIMO-FSO系统、单输入单输出(SISO)-FSO系统和RF/MIMO-FSO混合通信系统模型的基础上, 仿真对比了这4种系统的的误码性能。结果表明: 相比RF系统和SISO-FSO系统, RF/MIMO-FSO混合通信系统的误码性能得到了显著提升, 在采用相同调制方式下, 比SISO-FSO系统平均提高3个数量级左右。

针对垂直链路下空间脉冲位置调制(SPPM)误码性能较差的问题，采用级联信道编码改善系统误码性能，对比分析了低密度奇偶校验(LDPC)码和极化(Polar)码在不同码长、不同码率下的误码性能。仿真结果表明：在码率为0.5、误比特率为10-4时，Polar码具有优于LDPC码2 dB左右的性能；在码率为0.8时，二者的误码性能几乎相同，且在码率增大时，性能差距逐渐缩小；在SPPM系统中级联信道编码能够有效改善系统误码性能。

为了提高海上大型无人机无线通信能力, 在总结分析国内外机载无线激光通信的技术发展现状、已开展实验情况和技术趋势的基础上, 对应用场景进行了规划和设想, 对海上大型无人机大气激光通信的性能指标、关键技术、面临的机遇和挑战进行了分析, 为无线激光通信在我国海上大型无人机无线激光通信的应用及发展提供了借鉴和参考。

针对在湍流信道下空间脉冲位置调制（SPPM）系统误码性能较差的问题，文章将空时分组码与空间调制技术结合，提出了基于比特补码正交空时分组码的空间脉冲位置调制（BCOSTBC-SPPM），利用空时编码增加信息冗余度以改善系统误码性能。同时基于最大似然（ML）检测推导了系统的理论误比特率上界，并通过蒙特卡洛仿真对理论上界进行了验证。仿真结果表明，BCOSTBC-SPPM的误码性能相比SPPM有较大提升。在弱湍流信道下，当系统误比特率为10-4时，(4,2,4)-BCOSTBC-SPPM相比(4,1,4)-SPPM信噪比改善约10 dB。该方式相较于传统正交空时编码方案在频谱效率方面有一定提升，实现了系统有效性和可靠性的合理权衡。

针对现有计算蓝绿激光在水下的衰减时, 同类海水采用固定衰减系数估算, 而实际不同海域的衰减系数存在差异, 导致某些理论可行的区域无法正常通信的问题, 提出结合透明度遥感观测数据计算蓝绿激光在水下透过率的新方法。根据中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据反演黄海部分海域蓝绿激光衰减系数, 分析黄海衰减系数的时空分布特点, 并估算水下50 m的透过率, 评估蓝绿激光通信的可行性。分析结果表明: 透明度越高, 衰减系数越小, 传输距离一定时透过率越高；透明度大于5.295 m时, 激光在水下50 m的衰减小于40 dB, 可以进行蓝绿激光通信。

针对机载激光发射器位于云层上方或云层中央时，云层的存在会降低激光通信性能的问题，仿真分析了不同类型的云层对激光能量衰减、信噪比、最大码元传输速率与误码率的影响。得到结论：云的存在主要造成激光能量衰减，影响最大传输速率与误码率，但对信噪比影响较小。链路余量大于18.9 dB 的通信系统，链路上允许存在4 km 的云层。云层对最大通信速率与误码率的影响主要是时间扩展造成码间串扰。卷云对通信性能几乎无影响；积云对通信性能的影响较大；层云、层积云和积雨云对通信性能的影响更大，但三种云的差异很小，可不作区分；高层云和雨层云对通信性能影响最大，其中雨层云的影响比高层云更大。

为了给蓝绿激光通信系统提供设计依据，采用中纬度地区标准大气衰减模型，结合大气衰减、几何衰减与大气湍流，分析了天气现象、湍流强度、发散角与接收孔径对链路余量、信噪比和误码率的影响。分析结果表明:在外界环境确定时，链路余量和发散角与接收孔径都有关，信噪比和误码率只与接收孔径有明显关系。同时，晴天、发散角越小和接收孔径越大，链路余量越大；湍流强度越弱，接收孔径越大，信噪比越大，误码率越小。

在时相调制系统中引入了ICA(独立成分分析)技术, 根据多个传感器端口接收的多路时相调制信号的混叠信号, 采用快速ICA算法将其分离成相对独立的几个部分, 借此提取时相调制信号的相位突变特征, 实现了对时相调制信号的检波解调。仿真结果表明, ICA技术不仅能够提取时相调制信号的相位突变特征, 而且效果明显。