BOTDR传感系统以检测精度高、传感距离长、动态范围宽、可以实现温度和应力的同时检测而成为光纤传感的主流技术。本文对布里渊传感系统中的相关信号处理技术进行了深入研究，利用互补相关标准正交序列对入射信号进行光脉冲编码,并分析了布里渊散射谱模型，提出了新的参数解调算法。首先，阐述了布里渊散射的产生机理，研究了布里渊频移、光功率与温度、应变的传感关系。讨论了散射信号的两种检测方式，分析了系统主要性能指标。其次，针对自发布里渊散射信号比较弱，信号检测困难，增加入射光脉冲宽度提高信号功率又会降低系统的空间分辨率这一难题，提出将互补相关标准正交序列对入射脉冲进行光脉冲编码。阐述了互补相关标准正交序列的产生机理和用于传感系统的原理。理论分析了光脉冲编码技术对系统信噪比改善的效果。通过仿真分析证明该技术可以在不降低系统空间分辨率的前提下有效提高系统的信噪比，增加传感距离，提高系统的分辨率。最后，针对布里渊散射谱参数高精度特征提取的要求，利用洛伦兹谱和高斯谱的线性权重组合对布里渊散射谱进行建模，同时采用粒子群算法和列文伯格-马夸尔特算法组合的混合优化算法作为参数解调算法，仿真分析和实验表明新模型和混合优化算法适用于对布里渊散射谱的特征提取，能有效提高预测精度。