针对室内可见光通信的通照一体需求，为实现高效数据通信和调光控制相结合，在多层非对称裁剪光正交频分复用（LACO-OFDM）信号分时正负叠加调光方法的基础上，通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM（SLACO-OFDM）信号，可以在不引入额外干扰的情况下，降低多层信号的峰均功率比。再利用正负SLACO-OFDM信号按比例结合的方式来实现混合调光。分析了通信和调光约束条件下，层间功率比例因子和混合比例因子的设置方法。提出的混合SLACO-OFDM具有更小的峰均功率比，充分利用了发光二极管（LED）整个动态范围。仿真结果表明，提出的调制方法相对于传统的多层传输方式可以获得更好的误码率性能，相对于常见调光调制方式可以获得更高的频谱效率。

光正交频分复用（O-OFDM）技术被广泛应用于可见光通信系统（VLC）中以提高数据传输速率，但是O-OFDM系统存在峰值平均功率比（PAPR）高的问题，限制了其系统性能。本文首先针对传统的非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）系统频谱效率低下以及计算复杂度高的问题，使用无厄米特对称的单极性光正交频分复用（UO-OFDM）系统。其次在UO-OFDM系统上使用传统的部分传输序列（PTS）技术来降低其PAPR，同时针对传统的PTS技术计算复杂度高以及搜索最佳相位旋转因子效率低的问题，提出使用遗传算法（GA）来优化PTS技术。仿真结果表明：GA-PTS相比于传统的PTS技术，在PAPR抑制性能差别不大的情况下极大地减少了搜索最佳相位旋转因子所需的时间；同时与基于GA-PTS算法的ACO-OFDM系统所用的时间相比，基于GA-PTS算法的UO-OFDM系统所用的时间有所减少，且随着最大遗传代数的增加，减少的时间更加明显。

为了解决直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统中存在的高峰均功率比(PAPR)问题, 采用了一种基于范德蒙类矩阵(VLM)预编码与改进的自适应缩放联合PAPR抑制的算法。首先, 该算法利用VLM对频域信号进行预编码处理, 以此降低其自相关性, 再通过比值计算方式改进的自适应缩放因子对时域信号进行缩放, 使其更好地减小发光二极管带来的非线性失真, 最后实现了抑制系统PAPR的效果。结果表明, 在互补累计分布函数为10-3时, 相比于原始系统, 此联合算法的PAPR下降了3.2dB。由此可知, 该研究对抑制DCO-OFDM水下可见光通信系统的PAPR是有帮助的。

根据激光光束质量国际标准，采用光束质量[M2]因子来评价相干阵激光的光束质量，并采用拟合相干阵激光传输双曲线方程的方法计算了相干阵激光在不同波长、子光源半径、占空比、阵列宽度等参数条件下的[M2]值。考虑到采用拟合双曲线方程来计算[M2]值存在较大的误差，同时采用桶中功率比(BQ)对相干阵激光的光束质量进行计算。根据所提出的BQ值与[M2]值的关系式，通过计算BQ值得到相干阵激光在不同参数情况下稳定的[M2]值。计算结果表明，相干阵激光的光束质量接近衍射极限。

针对可见光通信正交频分复用系统中存在峰均功率比过高的问题，提出一种降低峰均功率比的改进Polar码方案，将峰均比增长指数和修正比特引入到Polar码编码过程中。该方案首先以离线的形式计算大量Polar码元的峰均比增长指数，以获取最佳的修正集参数，该过程通过蒙特卡罗仿真实现，其次在系统传输过程中，通过信噪比反馈信息进行信道匹配，以查表方式获取仿真过程得到的最佳修正集，最后将所属修正位进行比特翻转，以实现峰均比的降低。该方案可以使用Polar码的传统解码方案对信息和修正比特进行联合解码，因此不需要传输辅助信息，编解码过程复杂度并未增加。仿真结果表明，在码长为1024，子载波数目为256，选取修正位数为32时，本文所提方案在不影响解码复杂度情况下，峰均比减少了4.9 dB，对比同类型方案具有较小的误块率性能优势。

针对非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统高峰值平均功率比(PAPR)的问题, 提出了一种降低PAPR的上行多址方案, 采用选择性映射-稀疏码分多址(SLM-SCMA)技术抑制ACO-OFDM系统的PAPR, 并通过Matlab软件对ACO-OFDM系统性能进行了仿真。仿真结果表明: 当子载波数N=512、CCDF值为10-4时, 不采用和采用SLM-SCMA技术的ACO-OFDM系统PAPR分别为11.82 dB、7.02 dB。

推导了预编码直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和预编码非对称限幅O-OFDM(ACO-OFDM)系统子载波信噪比(SNR)的表达式。仿真结果表明,在视线传播信道下,预编码不会影响系统的误码率(BER)性能;在多径信道下,预编码能均衡光无线信道的频率选择性衰落,使系统接收端子载波的SNR均匀化,从而改善系统的BER性能。此外,采用蒙特卡罗方法仿真分析了离散傅里叶变换、离散余弦变换和离散哈特莱变换预编码O-OFDM系统的峰均功率比(PAPR)和BER性能,验证了理论分析的正确性。最后,在考虑O-OFDM符号双边限幅的情况下,仿真验证了预编码对PAPR的抑制性能。

针对传统选择性映射(C-SLM)算法存在计算复杂度高的问题，提出了分组(G-SLM)的改进算法，在不增加系统计算复杂度的情况下，将时域备选信号的个数从M增加到M 24，并且通过仿真确定了最佳的α值；针对C-SLM算法存在峰均功率比(PAPR)抑制性能有限的问题，将G-SLM算法与μ-law压缩扩展法相结合，提出了μ-GSLM联合算法，进一步降低了系统PAPR。仿真结果表明：在互补累计分布函数(CCDF)取值为10-3时，与原始信号、G-SLM算法和μ-law压缩扩展法相比，μ-GSLM算法的PAPR分别降低了7.5 dB、3.2 dB和2.1 dB。