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当今世界,交通事故死亡率较高,智能驾驶辅助系统(ADAS)被认为是最有希望的解决方案之一,作为其核心传感器件的激光雷达不可或缺。此外,车间(V2V)通信技术通过车辆间互相传送信息,在提高车辆安全性、减少车辆带来的环境污染以及节约能源方面起到重要作用。基于此,本文以MEMS固态激光雷达为原型,主要研究在使用一套硬件设备的前提下,使激光雷达同时具备测距和通信功能,且通过“单线”扫描可以达到多线的效果。通过对激光雷达和自由空间光通信系统进行对比分析,设计基于光正交码的时分复用体制一体化信号和基于光OFDM的同时体制一体化信号。首先,分析两种信号成为一体化信号的可行性,并对信号的通信性能和测距性能进行初步仿真验证。然后,针对光OFDM一体化信号解算方法精度低、分辨率差等问题,对原有算法进行改进,提出一种步进扫描式高分辨率信号处理算法,测距/测速精度和分辨率均有明显提高。最终,从实际应用角度出发,详细分析、设计系统各项参数,通过仿真验证了两种一体化信号良好的通信和测距性能。论文主要工作内容如下:(1)从不同波长衰减特性和人眼安全两方面考虑,经过仿真分析计算确定1550nm作为工作波长。对FSO和激光雷达系统的差异性和相似性进行对比分析,并在此基础上,提出一体化信号的设计原则。(2)设计基于光正交码的一体化信号。使用脉冲位置调制(PPM)方式,提出PPM-OOC的时分复用一体化波形,并初步分析其通信/测距性能,克服了现有一体化技术中通信速率低、数据解调相对繁琐等缺点。最后,设计出基于光正交码的波分复用一体化信号。(3)提出将光OFDM调制应用于同时体制的一体化信号波形设计。首先,根据光OFDM符号在测距过程中信号的变化过程以及单符号周期光OFDM模糊函数,验证了光OFDM信号作为激光探测信号的可行性。进一步的,借助模糊函数工具,研究数据相关性、载波数量以及循环前缀对测距性能的影响。最后,对不同数据符号映射方式的测距性能和通信性能进行仿真对比分析。(4)从实际应用的角度出发,详细分析并设计了一体化系统各项参数,以此为依据来分析所提出的两种一体化信号的性能。特别是基于光OFDM的一体化信号,针对基于调制符号的信号处理算法分辨率较差的缺点,对算法进行改进,提出一种基于步进扫描的高分辨率信号处理算法。仿真结果表明,本文做设计的两种一体化信号满足实际应用需求。所提出的针对光OFDM一体化信号的高分辨率算法相比原有算法,测距/测速精度和分辨率均有明显提高。最后,对本文所设计的两种一体化信号以及现有一体化信号进行了对比,总结各自的优缺点。