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随着全球IP流量呈爆炸式增长及各种新兴服务,如物联网、VR/AR、5G的出现,使得通信的核心网面临着极大的拥塞。高效的调制格式能够:(1)利用有限的频带资源缓解网络拥塞;(2)降低光信息传输过程中的各种损伤,改善系统的误码性能或接收灵敏度;(3)利用现有网络架构,减少干线重建的成本。而混合调制格式较单一调制格式有更高效的性能,对其性能的分析,具有非常重要的研究价值。本文主要研究两类混合调制信号的性能:基于调制-调制(Modulation-Modulation,M-M)的混合调制信号和基于前向纠错码(Forward Error Correction,FEC)的混合调制信号,即FEC-M。本课题来自于国家自然科学基金“自由空间光通信的物理层安全与光编码方法研究”(NSFC61671306)和深圳市学科布局项目“基于光编码物理层安全的光通信关键技术研究”(JCYJ20160328145357990)。本文主要的研究工作可以概括为以下几点:1)研究偏振复用差分正交相移键控(PDM-DQPSK,PDQ)与m阶位置调制(m-ary Position Modulation,mPoM)相结合的M-M信号的性能,分析了PDQ-mPoM混合调制信号的频谱效率与功率效率;基于信息编解码原理及传统PDQ-mPoM编解码分析,推导出PDQ-mPoM混合调制信号的误比特率数值计算公式,并讨论在不同调制阶数、非线性相位噪声等情况下的误码性能。2)研究正交调制光标记交换(Optical Label Switching,OLS)系统中的M-M混合调制信号的性能,推出载荷与mPoM标记组成的混合调制信号在不同速率比情况下的误比特率数值计算式,并以PDQ-mPoM、DPSK-mPoM标记系统为例,进行误码性能研究。3)研究FEC-M混合调制信号的相关性能,分析了FEC如RS(Reed-Solomon)和LDPC(Low Density Parity Check Code),与相位类或位置类调制格式相互作用时,如二进制相移键控BPSK(Binary Phase Shift Keying)、差分正交相移键控DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)、PDQ和脉冲位置调制PPM(Pulse Position Modulation),在不同编码方式、不同调制阶数,及考虑非线性相位噪声影响下的误码性能,并与M-M类混合调制信号进行对比分析。本研究结果为提高系统的频谱效率、功率效率,改善系统的误码性能或接收灵敏度提供参考,为设计下一代高效、大容量光通信系统打下基础。