In this paper, we proposed a quality of transmission (QoT) prediction technique for the quality of service (QoS) link setup based on machine learning classifiers, with synthetic data generated using the transmission equations instead of the Gaussian noise (GN) model. The proposed technique uses some link and signal characteristics as input features. The bit error rate (BER) of the signals was compared with the forward error correction threshold BER, and the comparison results were employed as labels. The transmission equations approach is a better alternative to the GN model (or other similar margin-based models) in the absence of real data (i.e., at the deployment stage of a network) or the case that real data are scarce (i.e., for enriching the dataset/reducing probing lightpaths); furthermore, the three classifiers trained using the data of the transmission equations are more reliable and practical than those trained using the data of the GN model. Meanwhile, we noted that the priority of the three classifiers should be support vector machine (SVM)>K nearest neighbor (KNN)>logistic regression (LR) as shown in the results obtained by the transmission equations, instead of SVM>LR>KNN as in the results of the GN model.

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。

针对室内可见光通信(VLC)光链路发射源(LED器件)有限的调制带宽问题, 基于多维无载波幅度相位调制(CAP)技术, 提出一种频带利用率高效的光空间调制方案(OSM-CAP)。OSM-CAP系统将输入信息序列分成两部分, 一部分进行空域映射即空间调制, 其结果用来选择激活的LED; 另一部分进行信号域映射, 即CAP调制。其中, CAP调制采用序列二次规划算法求取的时域正交多维CAP滤波器组实现。对于采用强度调制/直接检测(IM/DD)的VLC系统, 该CAP信号还将进行单极化处理, 文中提出两种相应的解决方案, 即采用添加直流偏置(OSM-DCO/CAP方案)和零值位置极性编码(OSM-U/CAP方案)。基于朗伯体辐射模型, 且可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声, 推导了OSM-DCO/CAP、OSM-U/CAP调制方案的误码率理论解, 仿真验证了其准确性。在5 m×5 m×3 m的室内场景下, 探讨了无载波幅度相位调制维度以及接收机个数、发射机间距、收发平面距离以及链路遮挡情况等信道参数对系统性能的影响。结果表明, 星座调制阶数相同时, CAP调制维度越高, 误码性能越好; 接收机个数增多、发射机间距加大以及收发平面距离减小与系统可靠性存在正相关关系; 链路存在遮挡情况时, 会提高信道间的差异性, 改善系统性能。

自由空间光通信(FSO)具有高带宽、不需要铺设光纤、部署迅速、低功率损耗等优点,得到了广泛的关注。在Gamma-Gamma大气湍流信道下,分别考虑弱、中、强三种大气湍流强度,结合相位噪声,研究了相干探测的圆偏振调制系统的性能,推导出了误码率和中断概率的闭合表达式。在不同的大气湍流强度和相位噪声的情况下,仿真分析了相干探测的圆偏振调制系统的性能,并与直接探测系统的误码性能进行比较,结果表明,采用相干探测系统的误码性能优于直接探测系统。因此,在圆偏振调制系统中,采用相干探测方式可减小大气湍流的影响,大大降低了误码率,提高了系统的通信性能。

大气湍流是自由空间光通信链路系统的主要限制因素。大气湍流造成光束的强度闪烁和相位起伏。因此，基于MZI-DPSK调制,考虑大、小湍流尺度引起的强度闪烁和相位噪声对误码率的影响且强度闪烁满足逆高斯分布和相位波动满足高斯分布。利用分布式天线阵接收技术，研究了大气湍流下自由空间光通信链路的误码率性能，推导了在内外尺度下，分布式天线阵接收的误码率关于相位误差的函数表达式。为了提高误码率的性能，天线阵接收采用了最大比合并技术。仿真结果得出相位误差对误码率的影响很大；内外尺度对误码率的影响可以忽略不计。采用天线阵接收可以降低系统的误码率，提高通信系统的性能，且得出天线阵接收的最佳子天线个数。

分析了星地相干激光二进制相移键控(BPSK)通信系统中自适应校正波前残差与相干效率的关系；讨论了自适应校正下相干效率和误码概率的动态特征；然后，研究了大气闪烁对相干效率和通信误码率的影响。在假设接收强度均匀分布的前提下建立了波前残差均方根值与相干效率的理论关系，采用频率直方图方法仿真了相干效率以及相应的误码概率的概率分布函数，计算了不同校正残差和闪烁条件下的通信平均误码率。结果表明：波前残差大于1 rad时，相干效率主要受波前残差影响，自适应校正性能达到衍射极限时才能获得10-8的误码率，但此时大气闪烁可能会使误码率增大两个数量级。

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单，可以灵活选择码长、码率，并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验（QCLDPC）码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QCLDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能，比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QCLDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。

在高斯白噪声(AWGN)信道情况下, 针对LDPC码的译码算法进行深入分析后, 对适用于低密度奇偶校验(LDPC)码的硬判决译码算法与软判决译码算法进行了仿真与对比分析, 并通过引入乘性校正因子以降低软判决算法中对数域置信传播(LLR-BP)算法的变量消息相关性。仿真分析表明改进后的LLR-BP算法与原算法相比, 在几乎不增加计算复杂度的情况下, 其译码纠错性能得到了明显的改善。因而改进后的LLR-BP算法具有明显的优越性。