针对深空光通信中现有的多脉冲位置调制(MPPM)方案存在星座点利用率较低及位置选择有待优化的问题, 通过比较不同的MPPM方案星座点间的平均汉明距离及信号脉冲位于相邻时隙的概率, 提出一种抗时延抖动能力更强的MPPM星座映射方案。基于现有的串行级联脉冲位置调制(SCPPM)译码算法, 推导了串行级联MPPM(SCMPPM)迭代译码算法。仿真结果表明: 该方案的性能比现有方案更优, 不仅能够使通信系统保持较高的信息传输速率, 还可以降低MPPM星座点间符号串扰(ISI)及时隙串扰(ITI)的概率, 提高通信系统抗时延抖动的能力。

针对室内可见光通信链路性能提高问题,提出了一种适用于室内可见光通信的高效混合调制方案。该混合调制方案通过将频谱高效的多维无载波幅度相位(CAP)调制与功率高效的多脉冲位置调制(MPPM)相结合,利用MPPM的不同脉冲时隙信息控制CAP信号的传输。基于Lambertian光照模型,推导了高斯信道下N维DCO(DC offset)-CAP-MPPM方案的误码率(SER)解析表达式,仿真验证了其准确性。此外,对比分析了该混合调制方案与传统MPPM及多维DCO-CAP方案的性能优劣。通过数值仿真,分析了脉冲占比、调制阶数以及CAP维度等参数对混合调制方案误码性能的影响,仿真结果表明,混合多维DCO-CAP-MPPM方案在可以提供灵活的多址接入功能基础上,通过选择合适参数,可以得到优于传统MPPM或CAP调制的误码性能。

分析了多脉冲位置调制星间激光通信系统的性能,在散粒噪声极限下,给出了平均误符号率(ASER)的解析表达式;在热噪声极限下,给出了ASER的紧密上边界的解析表达式,并验证了理论计算的正确性。数值仿真结果表明,随着抖动方差的增大,系统性能迅速下降;当发射功率的取值范围不同时,不同束腰半径下系统性能存在差异;当单个符号中的脉冲数不变时,增大符号中的时隙数可提高系统性能,但带宽利用率也会降低。故在系统参数的选取中,需要综合考虑以上因素。

针对可见光通信系统中闪烁抑制与调光控制功能的实现，提出了一种采用联合编码调制进行调光控制的方法。该方法利用脉冲宽度调制（PWM）匹配数据帧内与帧间的占空比，同时结合游程长度受限编码（RLL）实现闪烁抑制；通过分别采用多脉冲位置调制（MPPM）和重叠脉冲位置调制（OPPM）实现光强调节，以满足功率效率或频谱效率需求。理论分析表明，与典型的可变脉冲位置调制（VPPM）相比，占空比为0.9的MPPM的归一化功率可节省2.24 dB，而占空比为0.5的OPPM的频谱利用率高出0.8 bps/Hz，即OPPM具有较高的频谱效率。此外，基于FPGA平台开发实现提出2种调制方案，实验结果验证了联合调制调光方案可以在保证数据有效传输的条件下抑制光源闪烁并可进行高精度的调光控制。

由于少有多基色的白光 LED, 传统波分复用 (Wavelength Division Multiplexing, WDM)可见光通信 (Visible Light Communication, VLC)系统仅拥有 R、G、B三个通道。针对 VLC中 WDM技术的应用受到白光 LED器件限制的问题, 本文提出了一种多光谱混光通信方法。该方法根据 LED光源颜色特性、多脉冲位置调制特点和混光方式, 设计出针对各通道 LED光源的多脉冲位置调光调制方案, 将色域和时域统一, 在多通道通信的同时实现白光输出。本文利用 4种单色 LED设计出多光谱混光通信验证系统。实验结果表明, 系统在 4路并行通信的同时, 输出白光色温 5 500 K, 色差小于人眼分辨范围 (CIE1976色坐标体系 Δu′v′小于 0.005), 多光谱混光通信是可行的。

建立了基于低密度奇偶校验(LDPC)码和多脉冲位置调制(MPPM)的无线光通信系统模型，给出了相应系统模型下的解码算法，研究了(m,2)MPPM的比特符号映射方式，提出了用改进的遗传算法(GA)搜索的优化映射方法，最后在大气湍流信道下进行了仿真。仿真结果表明基于LDPC码和MPPM的无线光通信系统性能明显优于未编码的MPPM系统，结合LDPC码和多光束发射技术可以提高系统抗强大气湍流影响的能力；通过GA优化的映射方法在不增加系统复杂性的情况下能进一步提高系统的纠错性能，可以获得更大的编码增益。

针对脉冲位置调制(PPM)和差分脉冲位置调制(DPPM)等方法存在的问题，提出了一种新的双宽度多脉冲位置调制(DDMPPM)。给出了相应的编码结构，分析了传输容量、带宽需求和平均功率效率，研究了弱湍流信道模型下的差错性能，并与开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、多脉冲位置调制(MPPM)、脉冲宽度调制(PWM)和差分脉冲位置调制(DPPM)等调制方式进行了比较。理论分析和仿真结果表明，DDMPPM 的误包率与MPPM 相近，劣于PPM 和DPPM，但明显优于OOK 和PWM，而且比PPM 和PWM 具有更高的带宽效率和传输容量；另外DDMPPM 与PPM 和MPPM 一样，符号长度固定，不会引起调制器等待或缓冲器溢出等问题，同时增加了内置符号同步能力，简化了接收机的设计，因而在自由空间光通信网络中将具有一定的应用前景。

为了解决激光通信中符号同步传输效率低问题,采用了超帧同步取代符号同步方法。在分析多脉冲位置调制码型和帧长的特点基础上,详细分析了不同的组合巴克码做多脉冲位置调制超帧同步码的方法,计算了不同长度帧的同步码长度。仿真结果表明,这种方法能实现二进制数据的正确解调。该研究结果对提高激光通信同步性能具有一定的理论参考价值。

多脉冲位置调制(MPPM)是基于脉冲位置调制(PPM)的改进形式,已成为卫星光通信中高效调制方式。针对存在背景辐射、大气湍流、热噪声的卫星光通信信道,研究了远场激光脉冲展宽机理和时钟抖动对系统的影响。提出基于格雷码的MPPM联合编码调制方式减小时钟抖动和码间干扰影响,应用星座图设计了基于格雷码(7,2)MPPM映射方法,在相同传输带宽下(7,2)MPPM的传输效率超过16PPM的2倍。分析泊松信道下基于格雷编码的(7,2)MPPM字符错误概率和比特错误概率(BEP)。结果表明,采用格雷编码MPPM可以有效抵御定时误差并降低系统比特错误概率。

多脉冲位置调制(multi-pulse position modulation,MPPM)与脉冲位置调制相比具有能量信息效率高和带宽低的优点,是水下激光通信中一种有效的通信方式。为了研究时钟抖动对激光水下多脉冲位置调制通信的误码影响,在分析MPPM时钟抖动时的性能的基础上,通过理论计算提出了MPPM最小误比特率的映射列表的方法,分析并仿真了MPPM使用二进制码和格雷码两种编码方式的误比特率。结果表明,在相同的传输带宽和传输速率下,使用格雷码编码的MPPM误码性能优于二进制编码,且MPPM的性能优于脉冲位置调制,误比特率降低约2.4dB。该研究结果对提高水下激光通信性能具有一定的理论参考价值。