使用数字频率合成器DDS(Direct Digital Frequency Synthesizer)，将载波生成和调制电路合二为一，能够对频率、相位、振幅分别进行精确的数字信号控制，实现OOK、FSK和PSK三种基本调制方式，其特点是系统结构简单、稳定，易于实现；时频调制技术（Time-Frequency Shift Keying，TFSK)也是广泛被采用的抗衰落和抗多径技术之一。利用正交码的强抗干扰能力，以及准正交码中选取有效克服频率选择性衰落，能够兼顾信号传输速率和通信质量，相比传统通信方式，时频调制技术误码率能低一两个数量级，适用于成分复杂、衰落比较严重的海水环境；海况特别恶劣的环境下，运用分集接收技术；迈克尔逊干涉调制也能有效提高信噪比。
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蓝绿光高稳频激光器及其调制技术，是保证水下激光通信实现的基础。在光通信设备中，最常用的光电检测器件是PIN光电二极管或雪崩光电二极管（APD)，为有效提升增强光接收端的信噪比，采用多个探测单元的空间分集接收，对阵列信号加权迭加，能够提高输出信号的信噪比；在接收端，通过适当增大光学镜头的有效口径，保证足够的光通信信号的输人强度；在光链路上进行抗干扰带通处理，在接收系统前端加遮光罩遮蔽非定域散射的干扰，对耐压玻壳进行耐压与光学窄带通化复合处理,进一步抑制噪声和背景杂散光，提高信噪比。
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数字通信的基本调制/解调方式包括：幅移键控（Amplitude Shift Keying,ASK)、频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)和相移键控（Phase-Shift Keying,PSK)。无线光通信的信号调制技术,主要以脉冲位置和脉冲编码调制技术为主，包括OOK、PPM、MPPM、DPPM、DPIM等几种方式；MPSK、APSK和QAM均为高效频谱调制技术，QPSK及其延伸技术的频谱效率也很高。
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采用PPM调制方法，纠错码常采用分组码、卷积码、级联分组码与级联卷积码。1962年，Gallager在其博士论文中首次提出LDPC(Low-Density Parity-Check Codes)码，这是一种正则低密度校验码（regular low density parity code),是一类特殊的线性分组码，其编码技术十分复杂，编译码运算量大；Gallager同时给出了称为比特翻转算法的一种LDPC码译码算法，译码过程只需要进行逻辑运算，通过阈值的自适应设置，减少运算量，降低译码复杂度；后来，Mackay等人进一步证明LDPC码具有逼近香农限的能力。
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激光通信信号在水下信道的传输特征非常复杂。海水的瑞利散射、悬浮颗粒的米氏散射，温度、盐度起伏以及水的扰动产生的湍流引起折射率随机起伏，造成激光束波前相位和强度的随机起伏变化。实际系统中还要再考虑叠加上长程衍射效应，比大气中的光传播，水中光束发生展宽、抖动、漂移、闪烁等非稳定现象要严重和复杂很多；水下信道的多途效应，窄脉冲信号由于各信道的时延和衰减系数不同，以及频率的选择性衰落，使整个信号合成后产生波形失真，会严重加剧码间串扰。粗略地估计，在海水中传输1m受到的累积影响，相当于光在空气中传输1000m的等效距离。
总之，激光脉冲在海水信道中的传输环境十分复杂恶劣，涉及的各种环境参数，在时间及空间上均具有很大的随机性，很难利用实验方法建立一整套完整的，针对所有传输媒介特征的修正模型。根据光的粒子特性，参考蒙特卡洛法把研究光的传输问题转化为研究光子的传输问题，可以近似模拟多散射介质中的光传输过程，蒙特卡洛法同已有的实验数据吻合较好。在近距离传输范围内，其分析准确度髙于小角度近似法；而随着光传输距离继续增加，准确度高于唯像方程法。