本文着重分析了海水和大气信道对蓝绿激光上行通信的影响,深入研究了激光通过风浪作用下的随机起伏海面的上行传输特性。在前人研究海浪谱以及随机海浪数学模型的基础上,模拟随机起伏的海面及其特征参数,并首次利用这种模型来分析随机起伏的海面对上行激光通信的影响。按照光束分割的思想,将发射光束在随机起伏海面上的光传输简化为确定传输方向的光在确定倾斜角的海面上的光传输。通过水池实验,将随机起伏的海面模型与斯涅尔定律相结合,分析并计算激光束通过随机起伏的海面和长距离的大气传输后,到达接收机所在的平面时形成的光斑的具体参数。通过理论分析和计算机仿真,发现海面随机起伏对上行通信的影响取决于海面光斑的相对尺度,光束随着海面的起伏在有限的范围内不断漂移,相当于做随机扫描,结合有效的扫描机制可以保证通信质量;还发现海面的随机起伏还使得上下行信道更加不对称。大气的折射率是不均匀分布的,光束在大气中传输时发生弯曲和偏移,可以根据折射率模型和光束的偏移量对光斑参数进行修正。论文理论分析、计算机仿真和实际实验相结合,相互印证,得出很多重要的结论,对深入研究上行激光通信和实际系统的设计有重要的意义。