空间激光通信调制技术以幅度调制和相位调制为主，单一通信终端只能适应特定的调制格式，灵活性较差，存在星间链路组网应用的局限性。文章基于数字处理的光调制技术，采用LiNbO3晶体正交相位调制器，结合闭环偏压控制算法，实现了光调制格式、调制速率可变的星载光调制器，并针对空间应用对幅度调制和相位调制方式进行了优化，最大化光纤放大器效率。该技术硬件实现了625Mb/s~5Gb/s通信速率分档可调，OOK，BPSK和QPSK调制格式可变，发射EVM优于9%，实际引入灵敏度损耗小于1dB。该调制器已经完成所有空间环境试验，可广泛适用于各种体制的激光通信终端，进行星地、星间激光通信建链。同时，该调制器具备模拟调制的功能，可实现星间微波光子信号的透明转发。

为了满足光码分多址系统中不同用户能够获得不同发送速率的需求,根据所需地址码的容量和码重,通过MATLAB编程,设计出没有重复数字的间隔集,得到具有理想相关性的多码长地址码.根据该地址码的构造特点推导计算出该地址码的误比特率,并绘制出误比特率随同步用户数变化图.设计并仿真了多速率光码分多址系统,分析了误比特率和系统性能.结果表明,该多码长地址码具有良好的相关性和误比特率性能,能够满足各种速率需求的用户.通过系统编解码后能够理想地恢复出原始信号,得到优良的眼图.此研究对光码分多址多速率系统的进一步发展是有帮助的.

针对多速率信号处理中抽取和内插过程对信号频谱的影响进行研究, 利用傅里叶变换对整数倍抽取和整数倍零值内插后的信号频谱进行了理论推导, 得出抽取和内插后信号频谱的变化规律及避免频谱混叠的方法。通过仿真实验对整数倍抽取和整数倍零值内插后信号的频谱进行分析, 验证了理论推导的正确性, 最后说明了在多速率信号处理中应注意的问题。

针对交互式多模型粒子滤波算法运算量大的问题，提出了一种基于多速率跟踪思想的交互式多模型算法.该算法根据各模型假定的机动性，采用不同的数据更新速率，实现了模式空间和测量空间的混合滤波.同时，多模型综合选配了不同的滤波算法，其中,弱机动模型匹配卡尔曼滤波器，强机动模型匹配粒子滤波器.仿真结果表明，与传统的交互式多模型粒子滤波算法相比，本文算法在保证滤波精度的基础上，具有较低的计算复杂度，降低了约38.9%，能够有效地改善光电目标跟踪系统的可靠性和实时性.

高速高机动目标的被动定位跟踪在理论上和实践上均有较高的技术难度，传统的定位算法难以同时满足定位精度和实时性的要求。本文以交互式多模型算法(IMM)为框架，根据多速率跟踪(MRT)的思想，实现了模式空间与测量空间的多速率混合滤波，并给出了多速率常高通(CH)和常高高通(CH2)模型的统一表示形式。同时，引入自适应“当前”统计模型对高度机动的运动模型进行刻画，在此基础上，根据各模型假定的机动性，多模型综合选配了粒子滤波算法和卡尔曼滤波算法，从而建立了高速高机动目标的多速率交互式多模型跟踪算法。实验结果表明，与传统的跟踪算法相比，本文算法定位精度高，误差小于4%斜距；运算复杂度低，具有高于25 Hz 的速率更新目标状态的能力。

提出了一种新型的、低成本的多速率归零(RZ)码全光帧时钟提取方案。采用低精细度的法布里珀罗滤波器(F-P)直接提取不同速率的帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用不同的偏振延时干涉仪(PDI)和低自由光谱区(FSR)的法布里珀罗滤波器构成组合滤波器以实现多速率帧时钟提取。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对组合滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声和时间抖动。实验中,利用光开关切换不同的偏振延时干涉仪构成不同自由光谱区的组合滤波器实现了10 GHz、20 GHz和40 GHz的帧时钟提取,得到了高质量、低时间抖动的多速率帧时钟信号。