随着社会的发展,人们对通信质量、速率及容量的需求也随之上升,自由空间光通信因其通信容量大、体积小、抗干扰能力强等诸多显著的优点得到越来越多的关注,已然成为国际各国研究的热点。空间光通信的信道主要为大气信道,因此湍流的影响必然是影响通信质量的重要原因之一,而瞄准误差的影响也不容忽视,因此深入研究大气湍流及瞄准误差联合效应对通信系统的影响具有重要的理论意义和实际应用价值。本文的研究内容如下:(1)概述了自由空间光通信的优势及其研究意义,整理了空间光通信发展历程及现阶段国内外研究动态和发展趋势。概述大气湍流和瞄准误差以及联合效应的研究意义及国内外研究动态和发展趋势。同时介绍了大气的组成、衰减以及湍流效应的理论基础,并对瞄准误差理论进行了细致的描述。(2)给出常用的几种信道模型概率密度的表达式;介绍几种通信系统的调制方式,并分别给出各个调制系统的发射功率、误时隙率以及误包率的表达式。(3)研究了大气湍流对系统性能的影响。利用MeijerG函数建立OOK直接探测系统误码率、中断概率及信道容量理论模型,利用Matlab进行仿真分析,并对系统性能的影响进行总结。建立相干探测系统误码率及信道容量的理论模型,并将其与上述系统进行仿真对比,给出最优系统设计方式。(4)研究大气湍流及瞄准误差联合效应下的影响。给出联合效应下信号的概率密度函数。利用MeijerG函数建立联合效应下OOK直接探测系统误码率、中断概率及信道容量的理论模型。利用Matlab进行仿真分析,并对系统性能的影响进行总结。(5)给出联合效应下相干探测系统以及PoLSK键控直接探测系统误码率及信道容量的理论模型。并将上述OOK直接探测系统、相干探测系统、PoLSK直接探测系统的系统误码率及信道容量进行仿真对比,分析误码率及信道容量之间的差异,给出最优系统设计方式。(6)将大气湍流和联合效应下对OOK键控直接探测系统误码率和信道容量的影响进行仿真对比,得到联合效应下系统误码率比大气湍流影响下系统误码率高,并且信道容量明显降低。说明瞄准误差的影响不容忽视,联合效应下的影响更接近实际光传输过程受到的影响。