卫星相干激光通信系统中，信号调制格式以相移键控（PSK）为主，未兼容开关键控（OOK）的相干接收。针对卫星相干光通信接收机不兼容多种调制格式的问题，实验搭建了兼容OOK以及二进制相移键控（BPSK）的相干通信接收装置。在1 Gbit/s的通信速率下，当调制格式为OOK且信号光功率为-54.6 dBm时，误码率（BER）为10^-3，接收灵敏度距离散粒噪声极限3.3 dB；当调制格式为BPSK且信号光功率为-57.95 dBm时，BER为10^-3，接收灵敏度距离散粒噪声极限4.2 dB。该多体制兼容相干接收机的结构与当前大多数相干接收机的硬件通用，且具有较高的接收灵敏度，证明了卫星相干激光通信多体制兼容技术的可行性，具有重要意义。

为了满足水下高速激光通信的需求和提高系统的误码性能, 设计一种基于二进制开关键控(OOK)调制的水下高速激光通信系统, 采用滑窗平均滤波方法对接收数据进行去噪处理, 根据固定值阈值和自适应阈值方式求取联合阀值后进行门限判决。系统测试结果表明: 联合阈值判决方式的误码性能优于固定阈值判决和自适应阈值判决方式; 系统在洁净水、水中含少量悬浮杂质2种水质通信时的误码率分别为0、10-2左右。

根据水下可见光通信长距离传输的需求，对水下光通信信道进行建模仿真，并设计了一种基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机。在发收机中采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)进行开关键控(OOK)调制、编码以及有限长单位冲激响应滤波器滤波(FIR)、自适应门限判决、滑动均值滤波等数字信号处理手段提高系统信噪比及误码性能，并在不同水质环境中进行水下光通信实验，对整体通信系统进行误码率分析，验证系统性能。实验结果表明，在满足误码率等于10^－6条件下，接收机灵敏度可以达到－38 dBm。实验证明该通信系统在码速率5 Mbps、误码率10^－6条件下在Ⅰ类水质中传输距离达到20 m，Ⅱ类水质中传输距离10 m，Ⅲ类水质中传输距离可以达到4.5 m。

针对激光二极管(LD)光源光束窄、发散角小、出光功率受阻和对准困难等问题, 提出了一种基于商业蓝光发光二极管(LED)的深海高速无线光通信系统, 并对系统在10 m、50 m的一类海水信道中分别进行实验与仿真。结果表明: 为了保证系统误码率低于10-3, 当水下信道长10 m时, 数据传输速率可达500 Mb/s; 当水下信道长50 m时, 数据传输速率可达20 Mb/s。

结合孔径平均技术, 研究了湍流和瞄准误差联合效应信道下圆偏振移位键 控 (CPOLSK) 调制的误码率和中断概率性能。基于 Meijer G 函数, 推导了 CPOLSK 调制误码率和中断概率的闭合表达式; 仿真研究了归一化波束宽度、归一化抖动标准差以及接收孔径对系统平均误码率、中断概率的影响, 进行了数值分析, 并与开关键控调制 (OOK) 的误码率进行了比较; 通过蒙特卡洛仿真, 对基于偏振调制的自由空间光 (FSO) 通信系统性能的数值分析结果进行了验证。结果表明: 同一条件下, CPOLSK 调制的误码率性能优于 OOK 调制; 归一化波束宽度对系统性能的影响是非线性的, 存在最优值; 随着归一化抖动标准差的增大, 系统的性能会下降; 增大接收孔径尺寸, 可以有效地提高系统的性能。研究结果对 FSO 通信系统的设计具有实际指导意义。

为了研究大气湍流中不同调制方式对无线紫外光通信系统的性能影响, 基于紫外光非直视通信模型, 理论推导了弱湍流条件下开关键控、脉冲位置调制的误比特率。采用紫外光引导直升机助降模型, 在不同调制方式下仿真分析了发射功率、通信距离、发散角、接收视场角、收发仰角对误比特率的影响。结果表明, 不同调制方式的误比特率随着发射功率、发散角、接收视场角的增大而不断减小, 随着通信距离、收发仰角的增大而增大; 在相同条件下, 脉冲位置调制比开关键控的误比特率更低, 而且随着调制阶数的增加, 误比特率会越来越小。这一结果对提高紫外光通信系统在大气湍流中的抗干扰能力具有一定的应用价值。

提出一种基于载波抑制混频与载波偏置功率合成的高速太赫兹无线通信方案。发射端利用载波抑制混频器和载波偏置功率合成在140 GHz载波上实现了开关键控(OOK)调制；接收端利用包络检波接收器进行检波接收。分别开展了不同混频本振功率及偏置功率下的检波响应实验、不同基带信号功率及偏置功率下的检波响应实验，以及不同输入功率下的检波响应实验。实验结果对OOK调制器设计，以及OOK类通信系统的优化均具有较好的指导意义。最后，利用优化的系统参数在70 cm距离上实现了140 GHz, 16 Gbps的无线通信，系统误码率(BER)优于10-5。

从理论和实验两方面对自由空间光通信中常用的两种调制方式进行性能比较分析，旨在找出一种最适合的调制方法抑制大气湍流。在分析GammaGamma信道下OOK（开关键控）和DPSK（差分相移键控）调制的误码率时，将广义超几何方法引入分析。利用Matlab软件搭建系统，通过实验可知，采取相干及平衡探测的DPSK调制时性能要比基于OOK调制的直接探测高出3.21 dB；通过对双管平衡探测和单管探测进行实验，结果表明，双管平衡探测的信噪比优于单管探测，约提高21.6 dB。因此，基于DPSK平衡探测的相干通信方案具有可行性和优越性。

基于OptiSystem软件平台提出了一种关于FWM（四波混频）噪声对系统性能影响程度进行评估的非线性分离模型，同时提出了一种新型的色散图。利用该模型对同偏振态33信道DWDM（密集波分复用）系统的FWM噪声进行了仿真。仿真结果表明，在给定的系统条件下，所有信道都采用DPSK（差分相移键控）调制的纯DPSK系统比采用DPSKOOK（开关键控）混合调制的系统有更好的非线性容限。对于新型色散管理系统，当单信道速率和入射光功率较大时，DPSKOOK的混合调制系统与纯DPSK调制系统相比，FWM噪声对系统性能影响更大。

设计了基于紫外LED和雪崩光电二极管(APD)的便携式紫外光通信系统,给出了发送端和接收端的电路设计方案,系统采用开关键控(OOK)调制方式,主要的信号处理模块由FPGA完成。实验结果表明,实现了100 m距离内的实时语音通信,误码率小于10-6。解决了现有紫外光通信系统价格昂贵和体积大的不足。