针对水下无线激光通信链路性能劣化问题，基于Yue谱推导了在包含有限外尺度和海洋水体分层不稳定度的弱海洋湍流信道下高斯光束的空间相干半径和闪烁指数闭合解析式，量化了基于高斯光束的海洋分集接收系统中的湍流强度和探测器间距阈值。在此基础上设计了一种基于高斯光束的里德-所罗门（RS）编码联合均衡等增益合并（EEGC）算法的单入多出（SIMO）通信系统。利用双曲正切函数法推导了系统的上限平均误码率（ABER）闭合解析式，并研究了海洋水体分层的不稳定程度和探测器分布方式对系统性能的影响。仿真结果表明，海洋水体分层的稳定与否对系统性能影响较为明显。此外，所设计的系统可有效抑制复合海洋信道下高斯光束的湍流效应，湍流越强，抑制效果越显著；也可有效降低探测器的分布方式对采用高斯光束传输的SIMO系统性能的影响。

为了研究非视距（NLOS）紫外光通信在雾天环境下的通信性能，针对常见的雾天衰减模型不适用于紫外光大气信道衰减的问题，提出一种新的衰减模型，针对多次散射传输模型计算复杂的问题，提出一种非对称因子的简化计算方法，并使用分集接收技术建立单发多收（SIMO）紫外光通信系统。利用Mie散射理论建立雾天紫外光衰减模型，计算两种雾型在不同浓度下的紫外光衰减参量；提出关于雾滴粒径的非对称因子的简化计算方法；使用等增益合并技术将分集接收的信号合并。采用Monte Carlo法分析SIMO紫外光通信系统性能，并与单发单收（SISO）紫外光通信系统作对比。结果表明，分集接收能有效改善雾天的紫外光通信性能：在厚、中、薄三种雾天中，SIMO紫外光通信系统的最远通信距离比SISO通信系统分别大约5，10，10 m；SISO紫外光通信系统误码率为10^-3时，SIMO通信系统误码率可降低到约10^-5。

文章在室内多小区可见光通信（VLC）系统中设计了一种使用视场角（FOV）不同的两种光电二极管（PD）的角度分集光接收机（2FOV-ADR），并且以面积频谱效率（ASE）最大化为目标进一步对接收机进行参数优化，包括接收机PD的仰角以及采用的合并方式。考虑了4种合并方案，即等增益合并（EGC）、选择合并（SBC）、最大比合并（MRC）和最小均方误差（MMSE）合并。作为对比，也仿真了单PD接收机（SR）和传统角度分集接收机（ADR）的室内信干噪比（SINR）分布及ASE性能。仿真结果表明，2FOV-ADR极大地改善了室内SINR分布，相比于单PD接收机和传统ADR，小区边缘位置处的SINR分别得到30和20 dB的改善，并且在不同用户数下，2FOV-ADR都具有最高的ASE。因此，2FOV-ADR可以实现比单PD接收机和传统ADR更优的性能。

针对可见光通信系统中由多径效应引起的信道衰落和接收端被遮挡造成的通信中断问题, 采用分集接收技术作为解决方案来提高通信质量。考虑到接收机复杂度和系统实现的性能代价比, 首先引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式, 其次通过对选择合并方式的支路数目分析, 设计了4路选通电路作为分集接收的信号处理电路, 最后完成了电路仿真和实物测试。测试结果表明: 与未加分集电路接收装置的接收系统相比, 采用分集接收技术后信噪比(SNR)提高了10 dB。

设计了一种在室内可见光MIMO通信系统(MIMO-VLC)中使用具有两个不同视场角(FOV)的光电二极管(PD)的角度分集光接收机(2FOV-ADR),其兼具两个不同视场角的接收机(2-FOV)和传统角度分集接收机(ADR)的优点,实现了更优的接收性能。对将LED灯用作数据发射器的典型室内可见光通信场景进行仿真,结果表明,2FOV-ADR均衡器输出端的最小信噪比(minSNR)要高于2-FOV接收机和传统ADR,实现了室内97%的位置的minSNR在45 dB以上,相比于前两种接收机,这一比例分别提高了96%和32%。最后,对使用非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)作为调制方案的系统,计算总误码率(BER),给出了迫零和最小均方误差均衡器的结果。结果表明,对于所考虑的室内位置,2FOV-ADR都具有最低的误码率。

为了有效抑制直升机降落过程中尾流造成的强湍流效应, 采用分集接收技术来进行抑制。根据无线紫外光斜程通信和近直视通信的特性, 给出接收信号强度的边缘分布概率密度函数, 建立了基于gamma-gamma分布的紫外光近直视通信系统修正模型, 将分集接收技术引入该模型。理论分析了湍流效应对接收光信号强度边缘概率密度分布的影响以及最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)和选择性合并(SC)的误码性能。结果表明,大气湍流强度越强, 紫外光近直视通信系统的误比特率性能越差; 二分集时, MRC,EGC,SC 3种合并方式信噪比性能分别提升了22dB,18dB,16dB。分集接收技术能有效抑制直升机助降过程中的强湍流效应, 提升通信系统的稳定性和抗衰落性能。

根据弱湍流信道中对数正态分布模型, 建立了紫外光非直视分集接收系统。采用开关键控(OOK)调制, 在不同闪烁指数和接收天线数下, 分别对比分析了最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)和选择性合并(SC)的误码性能。仿真结果表明, 相比于无分集情况, 采用三种合并方式的误码率性能有明显提升。在接收天线数相同的情况下, 三种合并方式中, MRC的性能最优, 其次是EGC, SC的性能最差。对比分析了不同接收天线数时的误码率性能, 随着接收天线数的增加, 三种合并方式的误码性能得到了较大改善。在弱湍流信道中, 采用分集接收技术能够减轻衰落的影响, 提高分集增益。

大气湍流引起的光强闪烁使得自由空间光通信(FSO)系统性能恶化,而分集接收技术可有效改善这一影响。为进一步分析分集接收技术对相干接收系统性能的影响,基于二进制相移键控(BPSK)调制和外差相干接收技术,建立了Gamma-Gamma大气湍流信道模型下自由空间光通信分集接收系统模型。在不同大气湍流强度和接收天线数情况下,分别采取最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和等增益合并(EGC),分析了对应的系统误码率(BER)和通信中断概率(OP),并与相同接收口径下的传统单天线接收系统的性能进行了比较。结果表明:MRC、EGC分集接收对大气湍流下的相干通信系统性能有明显改善,而SC分集接收仅当平均信噪比低于某一阈值时对相干通信系统的性能有所优化。

可见光通信(VLC)室内定位技术将照明与通信相结合。相比传统的室内无线定位手段, VLC室内定位技术具有绿色节能环保、成本低廉、无电磁干扰、定位精度高和应用场合广泛等优势, 具有广阔的应用前景。总结了基于光电传感器和图像传感器两类VLC室内定位技术的原理与特点, 重点阐述了当前VLC室内定位技术存在的问题(光源布局不合理、码间干扰和接收装置的灵敏性和稳定性不高)及解决方法(合适的编码方式、正交频分复用技术、分集接收技术和滤波技术等), 讨论了VLC室内定位技术的发展趋势和应用前景。