无线光通信技术使用无线光作为载波进行视距传输,通常也被称为自由空间光通信。和传统射频无线通信相比,该技术可以提供更大的带宽,使用时无需频谱许可,传输链路安全可靠并且抗电磁干扰能力强。然而,传输路径上大气媒介的不均匀性会导致局部范围内的折射率出现无规则的变化,进而形成大气湍流现象。载信光束在传输过程中受到湍流的影响,使得接收机平面上收集到的光强出现随机起伏,从物理学角度称为光强闪烁效应,在通信领域称为信号衰落。除此以外,由于光学设备通常安装在较高的建筑物上,人为因素或自然因素都会导致安装平台出现随机抖动,使得收发设备产生非对准现象,称为瞄准误差。大气湍流和瞄准误差的存在恶化了无线光通信系统的传输特性,致使误码率升高,甚至出现通信中断。近年来,孔径平均和中继辅助技术作为缓解大气湍流或瞄准误差的手段引起人们的关注。论文基于能够描述采用有限孔径接收机(即产生孔径平均效应)时,光束经过大气湍流传输后,接收平面上光强分布的指数韦伯模型,研究了中继辅助的无线光通信系统性能。论文研究工作的具体内容如下:(1)论文采用最大最小准则作为最佳路径选择算法,首次推导出了基于独立等同分布链路的并行多跳中继架构的无线光通信系统在指数韦伯湍流信道下的端到端平均误码率和中断概率表达式,并进一步得到了独立非等同分布链路的系统端到端平均误码率表达式。这些表达式通过改变结构参数能够退化成其他常见中继架构下的结果,因此具有很好的普适性。除此以外,使用蒙塔卡罗方法进行仿真,验证了理论结果的正确性。最后详细分析了不同湍流强度、结构参数、孔径尺寸等因素下的结果,并给出了相关物理解释。(2)论文基于指数韦伯湍流和非零轴偏移瞄准误差的联合信道,采用多进制相移键控作为调制方式,首次推导出了多跳中继架构的无线光通信系统的平均误码率表达式。并且通过对比理论结果和使用蒙塔卡罗方法进行仿真得到的结果,验证了平均误码率模型的正确性。论文详细分析了瞄准误差模型中轴偏移量大小对多跳中继架构的无线光通信系统平均误码率性能的影响,同时得到了不同跳数、孔径尺寸和湍流强度下的系统性能。论文工作能够为设计和实现中继辅助的无线光通信系统提供一定的理论参考。