单光子雪崩二极管（SPAD）阵列探测器常被用作空间远距离目标的测距和三维成像。为快速获取光子数据，SPAD阵列探测系统一般选用高重复频率的探测体制。目前，主要采用随机序列对脉冲进行编码的方法来抑制高重复频率引起的距离模糊效应。为了在接收端对阵列像素实现有效区分，而且各周期内的编码波形不相互串扰，需要数量庞大且可保持相互正交的随机编码序列。本文提出了使用混沌序列对SPAD阵列进行编码的思路，并通过分析Lyapunov指数的值域变化，提出了复合型Logistic序列的优化编码方案。为确保阵元间的互扰不会影响最终的探测效果，提出了峰值旁瓣差（PSLD）的概念，并对阵列间互相关积累的影响进行了定量分析。依据峰值旁瓣差对生成的混沌序列进行了筛选，以保证其能够满足所需阵列规模的抗互扰要求。最后给出了具体的编码流程。

可见光多输入多输出(MIMO)通信中空时分组编码能够获得较高的分集增益, 但是其有效性较差, 空间调制编码能够提高系统的频谱利用率但其可靠性较差。因此结合空时分组编码和空间调制编码的优势设计出空时分组-空间调制(STBC-SM)级联编码应用到可见光MIMO通信系统中, 根据朗伯光源衰减特性建立了可见光室内传输信道模型, 并对系统有效性及可靠性进行了仿真验证。结果表明在确保原有效性和相同误码率前提下, STBC-SM级联编码的可靠性较SM提高了5~8 dB,在确保原可靠性的前提下, STBC-SM级联编码的有效性较STBC提高了。表明文中设计的级联编码可有效的解决通信系统中有效性与可靠性的矛盾问题, 为研究室内可见光MIMO通信提供了很好的理论意义。

针对多调制指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号给出了卷积编码、随机符号交织器串行级联系统的迭代检测，研究了针对Multi-h CPM信号的逐符号最大后验概率(MAP)检测算法及不同系统参数下的迭代检测性能。最后提出在频率脉冲截断(FPT)的基础上使用奇异值分解(SVD)的联合降复杂度算法，有效简化了部分响应多指数CPM信号的状态转移网格以及接收端的匹配滤波器。在高斯白噪声信道下，针对第二代遥测新体制(Tier2)信号进行仿真，与相同码率及码长的低密度奇偶校验(LDPC)编码系统相比，串行级联系统有着3.5 dB的性能增益。最后采用本文提出的联合降复杂度算法，能够将Tier2信号的网格状态数由256简化到64，匹配滤波器个数由64降到2，而由此带来的迭代检测性能损失却可以忽略不计。

介绍了光多输入多输出(MIMO)系统的信道模型,通过将低密度校验码(LDPC)高可靠性的译码结果反馈给分层空时编码(BLAST)译码器,提出了一种适合于LDPC-VBLAST 光级联空时编码系统的联合检测迭代译码算法.利用蒙特卡洛方法分析了该译码算法的误码性能,并和简单级联译码算法的性能进行了对比.结果表明：这种联合检测迭代译码算法的误码性能明显优于已有的简单译码算法.另外,采用数值分析法分析了迭代次数对该译码算法性能的影响,结果表明,在折衷考虑系统误码性能和译码算法复杂度的情况下,要合理选取迭代次数,即迭代次数不宜选取过大.

提出了一种卫星数传通信系统运行仿真平台的设计方法。利用带通采样定理，对仿真系统进行了采样率设计，推导了最低等效载波频率的计算公式，应用该公式设计了与实际系统等效的仿真系统的时间和频率。根据系统功能结构，设计了系统软件架构和运行进程。最后，建立了相应的功能模型。该卫星数传通信仿真系统包括独立运行和网络调度运行两种工作模式，能够仿真包括射频调制在内的发射和接收所要求的功能模型，并提供分析评估模型。通过分析评估模型，给出了整体仿真系统的频谱、眼图、误码率与信噪比的情况。本仿真系统在信噪比为-2.5 dB的情况下，误码率可达到10-5，仿真结果与理论吻合得很好。