为满足未来不断发展的接入网络业务需求，提出了一种基于自零差检测的高速模式复用无源光网络方案。在该方案中，少模光纤中的一个空间模式传送信号载波(即导频)，其他空间模式用于传输信号。在接收端，导频和信号通过模式解复用器分离，导频作为接收端的本振与信号进行混频，实现自零差检测。借助于低串扰的少模光纤和模式复用/解复用器，接收端无需多入多出技术处理，即可实现导频与信号低串扰的分离。相比于偏振复用的自零差检测，基于模式复用的自零差检测可以有效地提高频谱效率。自零差检测可以有效地抑制激光器相位噪声，大大降低光线路终端或光网络单元对激光器线宽的要求。在接收端，由于不需要额外的本振，信号处理无需进行频偏的补偿，对载波相位恢复的要求也大大降低，从而有效降低了接收端数字信号处理的复杂度。利用该方案实验实现了4×40 Gbit/s 偏振复用正交频分复用信号经过55 km两模式少模光纤和模式复用解复用器后的无误码自零差检测。与背对背传输相比，55 km少模光纤引入的Q因子代价小于1 dB。

提出了一种应用于双向拉曼放大超长单跨距光纤传输系统的低复杂度数字背向传输算法，该算法基于在接收端电域中反向求解薛定谔方程，可以在补偿光纤传输系统中色散的同时抑制非线性效应；基于双向拉曼放大系统对算法的功率曲线等进行了优化设计，降低了算法的复杂度；搭建了一个10 Gbaud/s 正交相移键控调制的双向拉曼传输实验系统，传输距离为320 km。实验结果表明，优化后的数字背向传输算法的性能较传统算法提升了0.7～1 dB。

分数阶涡旋光其拓扑荷为分数、拥有独特的径向缺口且具有更多的控制参数，因而受到了越来越多的关注。基于衍射积分理论推导出分数阶涡旋光的光场表达式，利用MATLAB软件对其光强分布和相位分布进行了仿真研究。仿真结果表明，光斑的径向缺口大小与拓扑荷值小数部分有关，拓扑荷值小数部分越接近半整数，径向缺口越明显；随着拓扑荷整数部分的增大，光斑半径也增大。文章采用反射式纯相位型液晶空间光调制器产生多个拓扑荷为半整数的涡旋光进行实验验证，图像传感器采集到的传输光斑与理论仿真结果一致。

通过实验实现了一个2 000 km的16阶正交振幅调制传输系统，该系统采用后向分布式拉曼放大器对信号进行放大，单段跨距为80 km，并在接收端采用数字背向传输算法补偿光纤传输过程中的非线性效应。采用分布式拉曼放大后，信号在光纤中的功率分布不再是指数衰减，采用的数字背向传输算法对此做了优化。实验结果表明，采用数字背向传输算法后，信号的Q2值提升了2.1 dB。

针对传统电力调度数据网络路由方法不能多因素综合考虑的问题，基于服务质量基本理论，结合线路规划，提出一种基于电力调度数据网的综合路由优化方法。该方法通过引入调度数据网的业务需求和优先级关系，将网络服务质量、负载和线路成本作为目标函数，可用于在电力调度数据网中寻找使用网络资源较少、链路建设成本较低且网络负载较低的路由路线。仿真结果验证了方法的可行性，并与传统的路由策略进行了对比分析。

在网络地址日益枯竭的今天，如何更有效地利用有限的IP地址已成为各电信服务提供商急需解决的问题。网络地址转换的核心思想就是用少量的外部地址来代表大量的内部地址。文章运用分布式软件架构和转控分离的设计思路，实现了网络地址转换功能的分层化和模块化。所实现的网络地址转换类型主要包括静态、动态网络地址转换以及端口地址转换。对比集中式软件设计，分布式软件架构的主要特点在于：转控分离提高了网络地址转换的效率；独立的管理模块使得内部管理更加方便，可运营性更强；分布式多进程设计使得模块可移植性更强。

设计并实现了一种利用可见光通信技术的音乐播放器。系统发送端使用STM32读取音乐文件并解码，经发光二极管驱动电路发送;接收端使用透镜聚光，利用光电二极管实现光电转换，经过互阻放大和滤波电路，最终实现音乐播放。系统具有点播功能，可以实现远程无线控制。测试结果表明，信号传输距离可达5 m,音质清晰，遥控范围为10 m，能够满足设计要求。

400 Gbit/s单模光纤已经成为提高光纤传输系统容量的光纤研究热点。文章在介绍了单信道传输速率为400 Gbit/s的光纤传输系统的主要传输性能后，综述了400 Gbit/s传输系统使用的低损耗大有效面积单模光纤和低损耗大有效面积单模光纤的设计、性能及其在系统中的应用研究。通过系统传输实验、网络现场传输实验和对系统设备成本的研究表明，低损耗大有效面积单模光纤和超低损耗大有效面积单模光纤是构建“超高速率、超长距离和超大容量”传输系统的最佳光纤。

为了实现每基杆塔的光纤定位，从而更精准地实时监测光纤架空地线复合缆的运行状态，提出了一种基于分布式光纤传感技术的杆塔光纤定位方法。通过对实时监测频移数据进行分析，并结合光纤架空地线复合缆自身结构和架设特点发现，在杆塔连接位置由于金具等的连接原因，使得光纤频移变化量较档距中间更小，因而可以从差异化出发识别杆塔的位置，实现输电线路杆塔精确定位。最后通过与线路资料进行对比，验证了定位方式的可行性。

针对超高压直流输电系统对光纤的特殊要求，研究了适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统的几种特种光纤的主要性能指标。对光纤的芯层/包层直径、衰减值和最小弯曲半径等光学特性和阻燃等材料特性进行了研究，为寻找适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统中不同应用环境且性价比较优的特种光纤提供了参考。通过实验分析得知，光纤的芯径越小，光纤在850 nm的衰减值越小。因而在超(特)高压直流输电测量和控制系统应用中，当数据传输量较大、对传输信号带宽有一定要求时，倾向于选择小芯径(约62.5 μm)的光纤；而对功率传输有要求时，则倾向于选择大芯径(约200 μm)的光纤。

针对传统的基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统存在信噪比低的问题，提出了一种新的基于瑞利散射的布里渊光时域分析设计方案。采用平衡检测技术，同时利用斯托克斯边带和反斯托克斯边带的信息，输出信号功率比单端检测提高了两倍。由于两个光电二极管输入信号的等噪声特性，使用平衡检测使噪声功率增加2倍，输出信号的信噪比提高2倍。对2.4 km光纤进行实验，验证了系统的可行性，采用平衡检测技术后信号得到明显的改善。

针对光纤密集波分复用系统的增益平坦和带宽问题，提出用多波长泵浦组合的方式增加带宽，通过级联光纤使得拉曼光纤放大器的增益平坦。利用不同波长的多泵浦同时抽运同种光纤，增加信号光的传输带宽，采用线性拟合拉曼增益谱的方式使得拉曼光纤放大器的光信号实现前放大后补偿，在输出端获得较大的光输出信号功率，得到了良好的增益平坦度，并且传输带宽比单泵浦抽运时增大一倍。仿真结果表明：平均放大信号光功率为6.2 mW，平均增益为24.48 dB，增益平坦度为0.08 dB，传输带宽为25.6 nm。为增益平坦型宽带光纤拉曼放大器提供了一种新的实现方法。

基于级联的双驱动马赫-曾德尔调制器，提出了一种大范围可重构的超宽带信号产生方案。理论分析和仿真结果表明，通过调节输入到双驱动马赫-曾德尔调制器两个射频端口的信号的相对时延以及调制器的偏置电压，可实现一阶到五阶超宽带脉冲的任意产生；同时，调节双驱动马赫-曾德尔调制器两臂信号的相对时延还可实现超宽带脉冲的极性可调。

针对大规模多输入多输出系统的各小区复用相同导频序列进行信道估计存在严重导频污染的问题，提出了一种改进的信道估计算法用以减轻导频污染。该方法用随机导频序列替代各小区复用的相同导频序列用于信道估计，由于随机导频具有独立不相关的特性，因而用于信道估计时具有使信道状态信息获取更加准确、导频污染很小的优点。对信道估计均方误差的性能进行了仿真，仿真结果表明，改进的算法可以较明显地减轻导频污染对信道估计的影响。

为了解决能源互联网分布式数据中心的生存性问题，文章面向数据中心网络，提出了联合资源业务恢复机制。仿真结果表明，该策略实现了服务的动态恢复，提高了服务器的响应速度，对能源互联网中数据中心网络的发展具有较强的实用性与可落实性。

广义预编码辅助空间调制在每一个时隙内通过选择激活接收天线组合来传递空间维度信息比特。在相同频谱效率和信噪比的情况下，相比于传统的广义空间调制系统，广义预编码辅助空间调制系统的误比特性能有显著提升。同时，针对广义预编码辅助空间调制系统现有的检测算法具有较高的计算复杂度的问题，提出了一种基于广义预编码辅助空间调制的分组检测算法。仿真结果表明，该算法的检测性能接近最大似然检测算法，且复杂度显著降低。

机器与机器之间的通信在现有蜂窝网架构中应用广泛。然而由于机器与机器通信终端数量巨大，当大量的终端同时发起随机接入请求时必然引发冲突碰撞、网络拥塞和延迟过度等问题。为了解决这些问题，提出一种基于终端分组的方法，根据能量消耗的快慢对机器终端进行分组，并对组设定优先级，能量消耗越快，其优先级越高，优先级高的组终端优先分配随机接入资源。仿真结果表明，该方法能够有效地降低碰撞概率，节省能量；同时还能提高终端成功接入率，降低延迟。

将手机的互补金属氧化物半导体摄像头作为可见光通信链路的接收端时，互补金属氧化物半导体的晕染效应会降低摄像头获得的数据帧的消光比，背景光和互补金属氧化物半导体热噪声还会使数据帧的识别率降低。针对上述问题，提出了利用高低帽变换和极大值抑制的优化数据帧的方法，该方法提高了数据帧的消光比并且抑制了局部噪声，得到易于解码的数据帧。但上述优化算法耗时长，为了将算法移植到手机中使用，采用了耗时短的局部加权回归散点平滑信号识别方法对数据帧进行处理。结果表明，局部加权回归散点平滑算法受局部噪声影响较小，与前人采用的算法相比可以获得最佳信噪比。

针对毫米波多输入多输出系统中的混合波束赋形问题，提出一种基于迭代更新思想的混合波束赋形算法，该算法通过提高模拟波束赋形矩阵与误差矩阵的相关性，获得了较优的系统性能。首先所提算法通过不断迭代更新得到误差矩阵，然后对误差矩阵进行奇异值分解得到左奇异值矩阵，并以此获得模拟波束赋形矢量，最后根据得到的模拟矢量更新模拟波束赋形矩阵。仿真结果表明，所提算法的性能优于传统的正交匹配追踪混合波束赋形算法，尤其当数据流数与射频链路数相等且数量较少时，所提算法的性能明显优于正交匹配追踪算法，且更近似于纯数字波束赋形的系统性能。