在过去的十年里,海洋环境监测、水下传感器网络和军事活动等应用正悄然兴起,这对水下介质的数据传输速率提出了更高要求,迫使人们使用水下无线光通信(Under Optical Wireless Communication,UOWC)链路,而不是使用低数据速率的有声通信链路。但是,海洋中存在的各种成分引起的散射和吸收以及水折射率变化引起的海洋湍流会使光信号发生衰减波动。首先,本文研究了gamma-gamma型M进制脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,PPM)光无线海洋通信系统在各向异性海洋湍流中的误码率(bit error rate,BER)。为此,根据弱大气湍流球面波闪烁指数与弱海洋湍流球面波闪烁指数相等的关系,推导出海洋湍流参数和各向异性因子表示的海洋等效“结构常数”;利用该结构参数及广义惠更斯—菲涅耳原理计算了各向异性海洋湍流的准直高斯光束的平均接收功率,并用于gamma-gamma型PPM无线光海洋通信系统的BER表达式。其次,为进一步优化UOWC系统的性能,探究了部分相干光源的UOWC系统,并基于交叉谱密度函数和gamma-gamma信道分布研究了部分相干光无线海洋通信系统的性能指标参数—BER和中断概率。根据公式,数值模拟计算了在各向异性海洋湍流的各种湍流参数、源相干参数、PPM调制阶数,数据比特率,雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)的平均电流增益以及传输距离下的BER。最后,数值仿真分析了平均信噪比(signal to noise ratio,SNR)与中断概率关系针对不同的各向异性海洋湍流参数、源相干参数、接收孔径大小、传输距离。结果表明:1、温度方差耗散率,湍流动能耗散率等海洋湍流参数保持相同时,各向异性湍流比相应的各向同性湍流具有更弱的强度;随着海洋变得更加各向异性,PPM无线光海洋通信系统的性能得到改善。2、在固定的各向异性因子和具有相同相干度的高斯光束下,小的温度方差耗散率、大的分子运动粘度系数,温度占主导的海洋湍流与盐度占主导的海洋湍流相比较,有更小的BER和中断概率;大的调制阶数和比特率以及链路长度的增加会导致系统性能下降。当海洋湍流各向异性增大一定程度时,BER并不随着湍流动能耗散率增加而一直减小。3、当采用部分相干光作为系统发射光源,能改善系统性能,但是当源相干参数一直增大时,BER是先减小后增大。此外,无论发射端采用何种光源,其他参数保持一时,随着平均APD增益的增加,BER先减小后增大。说明在发射端选择适当的相干度光源和在接收机选择合适的平均APD增益、大的接收孔径对优化系统有重要的意义。4、当传输距离较大时和较大的湍流强度时,完全相干光系统优于部分相干光,这说明光束在海洋湍流传输时相干度的变化需要同时考虑光源参数和湍流环境(湍流强度、传输距离)的共同影响。本文对各向异性湍流中UOWC系统的设计及平台搭建提供一定参考价值。