针对可见光通信系统中由多径效应引起的信道衰落和接收端被遮挡造成的通信中断问题, 采用分集接收技术作为解决方案来提高通信质量。考虑到接收机复杂度和系统实现的性能代价比, 首先引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式, 其次通过对选择合并方式的支路数目分析, 设计了4路选通电路作为分集接收的信号处理电路, 最后完成了电路仿真和实物测试。测试结果表明: 与未加分集电路接收装置的接收系统相比, 采用分集接收技术后信噪比(SNR)提高了10 dB。

大气湍流引起的光强闪烁使得自由空间光通信(FSO)系统性能恶化,而分集接收技术可有效改善这一影响。为进一步分析分集接收技术对相干接收系统性能的影响,基于二进制相移键控(BPSK)调制和外差相干接收技术,建立了Gamma-Gamma大气湍流信道模型下自由空间光通信分集接收系统模型。在不同大气湍流强度和接收天线数情况下,分别采取最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和等增益合并(EGC),分析了对应的系统误码率(BER)和通信中断概率(OP),并与相同接收口径下的传统单天线接收系统的性能进行了比较。结果表明:MRC、EGC分集接收对大气湍流下的相干通信系统性能有明显改善,而SC分集接收仅当平均信噪比低于某一阈值时对相干通信系统的性能有所优化。

可见光大气传输系统面临的主要问题在于由大气湍流引起的光强闪烁和来自日光及其他照明设备的强背景光干扰，为了克服大气湍流造成的信道衰落效应及强背景光带来的噪声干扰问题，对室外可见光通信(VLC)强背景光大气湍流信道进行了建模。在接收端采用分集接收技术，在相同的发射功率下提高系统误码率(BER)性能。构建了在强背景光大气湍流信道模型下基于强度检测脉冲位置调制(PPM)方式的室外长距离可见光分集接收系统模型，在几十微瓦功率背景光噪声下，实现了800 Mb/s PPM 信号的仿真系统传输。基于此系统分别研究对比了最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)、选择性合并(SC)3 种分集合并方式的误码率性能。结果表明，在相同的发射功率下，误码率性能提升最大的是MRC，其次是EGC，SC 最差。以7%前向纠错码(FEC)误码门限作为参考，MRC 能显著降低对LED 发射功率的要求，并且随着分集支路个数的增多，分集效果越好。

为了抑制大气湍流对大气光通信系统性能的影响，将低密度奇偶校验（LDPC）码与多输入多输出技术结合，推导了最大比合并、等增益合并和选择合并三种合并方式下单输入多输出(SIMO)系统译码初始化计算公式，并比较了系统误码性能。仿真结果表明，基于LDPC编码的大气光通信SIMO系统误码性能优于SISO系统；不同的方式下SIMO系统的误码性能不同， 信噪比一定时，最大比合并方式的系统误码率最低，等增益合并方式次之；在发射天线数一定时，随着接收天线数增加，系统误码率降低，对大气光通信的系统设计与理论研究具有一定的指导意义。