无线光通信由于无需频谱认证、超宽带宽、低功耗等优点在近几年引起了广泛的关注,非视距紫外散射通信能够克服传统无线光通信收发端需对准的缺陷,但是加大了通信系统接收端灵敏度的要求。例如对于室外场景中的非视距散射通信,能够适用于收发端没有完全对准,或者直射链路被遮挡的场景中,与此同时,为了保证正常通信,接收端通常需要能够检测非常微弱的信号(单光子级别)。已有的工作通常假设接收端能够完美检测每个到达的光子,实际系统由于接收器件特性无法完美检测每个到达的光子。因此,针对于接收端器件特性分析以及相应的系统通信性能影响分析的研究非常重要。本论文针对于接收端器件特性分析以及相应系统性能影响做出了一系列研究,主要贡献包括:·基于PMT内部多级放大结构对其噪声进行建模,提出非对称的统计非线性模型。并基于提出的模型对OOK调制下占空比进行优化;非线性和死时间效应造成PMT三种典型工作区域,我们给出了三种区域分类准则;在信号检测方面,我们提出两种信号检测方法并给出相应的最佳或者次佳的阈值选取方法,接着分析两种方法误码率性能并进行性能比较。·假设PMT无散粒噪声和热噪声情形下仅探究死时间和有限采样率对系统性能的影响。我们探究OOK调制下系统的可达速率;分析发现可达速率解析解很难获得,我们通过探究可达速率上下界的方式探究其性能。首先基于Kullback-Leibler距离以及Chernoffα散度获得可达速率上下界。接着利用不等式放缩等方法研究上下界差来探究界紧性。分析发现三种情形下提出的上下界是渐近紧的并给出相应收敛速率。对于另外两种不收敛点情况我们发现上下界差非常小。·针对于非完美光子接收端,我们分析相应的信道容量。通过与完美接收端下连续泊松信道容量比较,探究非完美接收端对系统性能影响。分析下列两种情形下的信道容量:-在峰值功率约束下获得系统最优分布类型-二值分布,以及相应最优占空比,从而得到单用户SISO信道容量。接着分析单用户SISO容量对死时间和峰值功率的渐进性,当死时间趋于零时,单用户SISO容量趋近于连续泊松信道容量,这也侧面验证了我们得到的结果;当峰值功率趋近于无穷时,与连续时间泊松信道近似线性增长不同的是,容量趋近于定值,这也刻画了由于光子计数损失对系统性能造成的影响。对于单用户MISO情形,我们给出其与单用户SISO容量等价的一个充分条件。-类似的,我们也获得了两用户的容量。首先基于KKT条件探究两用户相应的最优占空比,并给出三种可能最优传输策略的四种可能的最优解。接着探究并给出三种传输策略最优时的充分条件。与此同时也研究了对称两用户容量并给出相应的最优传输策略以及占空比。同理,对于两用户MISO情形我们给出与两用户SISO容量等价的一个充分条件。