卫星相干激光通信系统中，信号调制格式以相移键控（PSK）为主，未兼容开关键控（OOK）的相干接收。针对卫星相干光通信接收机不兼容多种调制格式的问题，实验搭建了兼容OOK以及二进制相移键控（BPSK）的相干通信接收装置。在1 Gbit/s的通信速率下，当调制格式为OOK且信号光功率为-54.6 dBm时，误码率（BER）为10^-3，接收灵敏度距离散粒噪声极限3.3 dB；当调制格式为BPSK且信号光功率为-57.95 dBm时，BER为10^-3，接收灵敏度距离散粒噪声极限4.2 dB。该多体制兼容相干接收机的结构与当前大多数相干接收机的硬件通用，且具有较高的接收灵敏度，证明了卫星相干激光通信多体制兼容技术的可行性，具有重要意义。

针对LED的非线性特征, 提出一种计算OOK调制可见光通信系统的非线性噪声的方法, 进而求出传输信噪比以及误码率。运用Matlab仿真分析得出LED直流偏置点和误码率的关系曲线, 并通过可见光通信系统图像传输实验验证了该曲线的正确性。该曲线对于LED的型号和最佳偏置点的选取具有很好的指导意义。

设计了一款应用于无线脑电信号 (EEG)检测系统的射频发射机芯片。该发射机采用标准的 0.18 μm CMOS工艺设计, 主要包含锁相环 (PLL)和功率放大器 (PA)模块。锁相环电路中采用新型 16/17预分频器结构以提高分频器的工作频率, 同时压控振荡器采用数字调谐与模拟调谐相结合的方式拓宽了频率输出范围。测试结果显示, 锁相环输出频率范围为 2 225~2 580 MHz, 锁定时间约为 49 μs, 发射机采用高效率 E类功率放大器, 最大输出功率达-3.14 dBm。发射数据采用二进制启闭键控 (OOK)调制方式, 最大传输速率可达 5 Mbps。

为了满足340 GHz高速OOK无线通信的需求, 完成了340 GHz零偏置波导检波器的设计、加工和测试。首先, 在高频电磁仿真软件HFSS中对准垂直结构二极管(QVD)进行建模仿真, 并结合二极管的非线性模型确定二极管的阻抗; 随后设计了输入波导-微带转换以及低通滤波器等无源结构, 并同时对二极管进行阻抗匹配; 最后进行了检波器的加工和测试。测试结果表明该检波器的电压灵敏度在334 GHz时最佳, 最大值为2 210 V/W , 并且在315 GHz~357 GHz频率范围内的典型值为1 400 V/W, 其对应的等效噪声功率典型值为5 pW· Hz-0.5。最后, 还利用该检波器进行了340 GHz频段的高速OOK信号接收实验, 结果表明, 该检波器能够近乎无误地检测10 Gbps的OOK信号, 并且在OOK信号速率为15 Gbps时, 检波器解调得到的误码率为3.15×10-7, 证明了该检波器的高速信号检测能力能够满足高速OOK无线通信系统的需求。

基于相位调制器(PM)级联高斯带通滤波器，提出了一种超宽带(UWB)多功能调制方案，可以实现通断键控(OOK)、脉冲极性调制(PBM)和脉冲形状调制(PSM)。该方案结构简单，只需单个光源，利用率较高，仅改变比特序列发生器(BSG)的编码就可实现三种UWB调制格式间的灵活切换；产生的三种信号只包含一个波长，在光纤中传输时无需复杂的非线性控制和色散管理。使用光通信软件Optisystem进行模拟，研究了光源功率、调制速率以及两支路PM和滤波器系统误差的影响，对OOK、PBM和PSM信号的传输性能进行了分析。结果表明，光源功率和调制速率在一定范围内变化时，可以获得性能最佳的UWB调制信号。

从理论和实验两方面对自由空间光通信中常用的两种调制方式进行性能比较分析，旨在找出一种最适合的调制方法抑制大气湍流。在分析GammaGamma信道下OOK（开关键控）和DPSK（差分相移键控）调制的误码率时，将广义超几何方法引入分析。利用Matlab软件搭建系统，通过实验可知，采取相干及平衡探测的DPSK调制时性能要比基于OOK调制的直接探测高出3.21 dB；通过对双管平衡探测和单管探测进行实验，结果表明，双管平衡探测的信噪比优于单管探测，约提高21.6 dB。因此，基于DPSK平衡探测的相干通信方案具有可行性和优越性。

基于OptiSystem软件平台提出了一种关于FWM（四波混频）噪声对系统性能影响程度进行评估的非线性分离模型，同时提出了一种新型的色散图。利用该模型对同偏振态33信道DWDM（密集波分复用）系统的FWM噪声进行了仿真。仿真结果表明，在给定的系统条件下，所有信道都采用DPSK（差分相移键控）调制的纯DPSK系统比采用DPSKOOK（开关键控）混合调制的系统有更好的非线性容限。对于新型色散管理系统，当单信道速率和入射光功率较大时，DPSKOOK的混合调制系统与纯DPSK调制系统相比，FWM噪声对系统性能影响更大。

现有的矢量辐射输运(VRT)理论无法分析有限孔径条件下水下无线光通信信道特征,因此VRT误码率计算结果并不能很好地与实际系统相符。在分析水下光OOK信号激光传输模型的基础上,根据水下有限孔径光信道的特征,对三类海水中可见光水下通信系统的误码率进行了仿真和评估。仿真结果表明,水下光OOK系统可靠视频传输距离上限分别为远洋108 m,近海65 m和海湾11 m,该结果为水下实时高码率激光通信系统设计提供了参考。

为了研究不同调制方式对数据传输速率和数据误码率等性能的影响，在紫外无线通 信系统平台上，对比研究了二进制启闭键控(OOK)和脉冲位置调制(PPM)两种调制方式。该无线 通信系统以深紫外L ED作为光源传播信号，用光电倍增管探测微弱光信号，并用现场可编程门阵 列(FPGA)对两种调制方式进行实验测试，实验结果表明:与OOK调制方式相比，在相同信噪环境 中，PPM误码率更低，具有更好的鲁棒性以及更低的功耗。因此对于以紫外LED为光源的无线通 信系统，PPM调制方式比OOK更加适合。

全光码型转换器可以提高光网络的有效性和灵活性，是未来光网络中不可缺少的一部分。文章提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中瞬时交叉相位调制(T-XPM)效应和光带通滤波器的开关键控(OOK)到光频移键控(OFSK)的高速全光码型转换方案。该方案结构简单，易于实现。在实验上实现了40 Gbit/s的OOK到OFSK的全光码型转换，并对其转换特性进行了实验研究。