目前，应用于空间通信的电磁波频谱范围不断拓展。将X射线波段的电磁波应用于空间通信的新概念与新技术最近几年才被提出。在国外，对于这一领域的实质性研究也仅限于美国国家航空航天局（NASA）的天文物理学家Keith Gendreau博士及其带领的团队。而在国内，中国科学院西安光机所首次提出了将X射线应用于空间通信的新概念，并首次搭建了基于语音通信的X射线数字传输验证系统。而这一研究也引起了中国科学时报的关注与报道。积极开展X射线空间通信系统的研究对于我国在利用这一电磁波频段进行通信方面具有极其重要的作用，同时也将为我国在世界前沿性的研究工作起到非常重大的推动作用。本文在分析国内外光通信方面的研究现状和工作原理的基础上，并结合KeithGendreau博士所提出的X射线通信系统方案中所存在的优缺点，提出了一种X射线通信系统的新方案。此系统主要由X射线发射源、X射线接收器、信号解调电子学等组成。其中，X射线发射源采用栅控X射线发射管，解决了Keith Gendreau博士方案中发射功率小的缺点；采用具有单光子探测能力的微通道板作为X射线接收器，来对微弱的X射线信号进行探测；信号解调电子学则是通过对探测器输出的单光子脉冲数来实现。对于实验系统中所采用的X射线探测器，提出了一种新的单光子探测计数方法，并在光子计数模式下计算X射线探测器的最小可探测功率。通过建立简易的X射线空间传输模型和已知X射线探测器最小可探测功率的基础上，得到了X射线传输距离与X射线发射源发射功率之间的关系式。通过对光通信系统中不同的信号解调方法的分析，并结合X射线通信系统信号的特点，设计了三种不同的利用单光子脉冲数密度的解调新方法：脉冲包络检测解调方法、光子脉冲计数解调方法和光子脉冲重触发解调方法。获得了信号解调后的实验结果波形图。通过对在不同的X射线发射源发射功率下波形图的分析表明X射线发射源发射功率的提高有利于传输数据波特率的提高。利用串口调试小助手分别对采用这三种不同的解调方法进行通信实验，并分析了在这三种解调方法下，采用不同的传输波特率时通信误码率。实验结果表明：采用包络检测解调方法时，在传输速率低于1200bit/s时通信误码率为0，在传输速率为1200bit/s时，通信误码率为0.5%，当通信速率高于1200bit/s时，误码率迅速提高；采用光子脉冲计数解调方法时，在传输速率高于4800bit/s时通信速率为1.9%，采用光子脉冲重触发解调方法时，传输速率为14400bit/s时误码率为0，在通信速率为38400bit/s时，通信误码率为11.8%。因此可知采用光子脉冲重触发解调方法时，可极大的提高通信速率。