随着“大数据”时代的到来,短距离光通信如数据中心互联需要同时实现低成本和高效高速的数据传输的目标。低成本的单边带强度调制直接解调（IMDD）系统为理想的传输方案,因为它解决了射频功率衰减（RF power fading）问题并且具有较高的频谱效率。但是该方案却引入了信号与信号的拍频干扰（SSBI）。2016年A.Mecozzi等提出一种性能优越的SSBI消除方案,即Kramers-Kronig（KK）接收机。在KK接收机中,在发送信号满足最小相位的条件下,接收端可以通过数字信号处理（DSP）从强度信息中恢复因均方检波丢失的相位信息。相比于其他消除SSBI的技术,KK接收机能在较低的载波信号功率比（CSPR）下消除SSBI项。同时由于KK接收机能恢复相位信息,它也允许在接收端从频域上对色散进行补偿。但是KK公式含有的ln等非线性操作,除了要求在DSP之前对接收信号进行上采样之外,还会对系统噪声进行非线性放大,这是KK接收机大规模商用的主要障碍之一。另外,如何进一步降低系统成本,也是需要关注的问题。针对以上问题,本文研究了在低成本系统中应用KK接收机与提升传输性能的关键技术。首先,为了实现发送端器件的低成本化,我们使用更加廉价的双臂马赫曾德尔调制器（DDMZM）替代IQ调制器来产生单边带四电平脉冲幅度调制（PAM4）信号,并且实现了用无电放大器和光放大器的光传输系统传输40km标准单模光纤（SSMF）。具体来讲,由于单边带信号包含希尔伯特变换,其峰均值功率比（PAPR）较高,用幅度削减操作将峰值较高的幅值削减,然后导入任意波形发生器（AWG）,可以提高输出电信号的功率,降低对数模转换器（DAC）的动态范围要求。此外,本文比较了KK系统和前向反馈均衡器（FFE）辅助的传统单边带IMDD系统的性能。实验结果表明:1)不用FFE均衡器的情况下,KK系统可以在频域上补偿光纤的色散效应,但无法补偿系统频带受限所造成的码间串扰;2)使用FFE均衡器的KK系统和传统的使用FFE均衡器的单边带IMDD系统性能相近。这表明在此低成本的系统中,利用DDMZM近似IQ调制器和不使用电放大器共同导致了系统的CSPR较高、SSBI较小,所以KK接收机无法进一步提升系统性能。其次,本论文具体分析KK公式中包含的ln非线性函数降低的系统性能的原因,并提出解决方案。由于函数y（28）ln（x）在0附近斜率接近无穷,这意味着在0电平附近的噪声会被非线性放大,从而会严重恶化KK重构的信号质量。在本论文中,我们对接收信号进行幅度搬移和幅度削减操作来消除该现象,并对幅度搬移和幅度削减操作进行联合优化,即ASC（Amplitude shifting and clipping）方案。仿真结果显示,112Gbps QAM16信号在CSPR为6d B时,经过80km的光纤传输之后,采用ASC方案可以提升3d B的接收机灵敏度。实验结果显示,在低成本KK传输系统中,56Gbps的单边带PAM4信号传输40km SSMF后,ASC方案能提升～0.5d B的接收机灵敏度。