近年来,随着无线通信的更迭发展,电磁频谱资源越来越紧张,尤其最近的5G通信,该技术已经将频谱扩展到了毫米波频段。而无线光通信技术以激光作为载波进行视距传输,通常也被称为自由空间光通信。与无线射频通信相比,无线光通信可以提供丰富的频带资源,使用时无需授权频谱许可证,视距直传安全可靠并且抗干扰能力强,可以作为一种有效的辅助手段应用在传统通信中。然而,自由空间中由于大气介质的各向异性会导致一定范围内的折射率出现无规律的变化,进而形成大气湍流现象。激光在大气传输过程中受到湍流的影响,使得接收端收到的光强出现随机起伏,称之为光强闪烁效应。该效应使得信号产生衰落,大大降低了通信系统的可靠性,甚至引发通信中断。孔径平均和中继辅助技术作为缓解大气湍流的手段已经被广泛研究,近年来多天线收发技术也引起了人们的关注。论文基于指数韦伯信道的多天线收发架构,采用空时编码和串行协作中继方式,提出基于信道状态信息的自适应协议选择算法,研究了中继辅助的无线光协作通信系统性能。论文研究工作的具体内容如下:(1)论文采用译码转发的中继通信协议,在单跳通信链路中利用空时编码来布置多天线收发架构,首次推导出了在指数韦伯湍流信道下基于多输入多输出架构的无线光通信系统的平均误符号率表达式,并进一步得到了独立非等同分布链路下协作串行系统的端到端平均误符号率和分集增益表达式。除此以外,还基于最小二乘估计的信道估计技术,分析了非理想信道条件下空时编码的译码误差对系统性能的影响。最后,利用蒙特卡洛算法进行仿真比较,详细分析了不同湍流强度、中继跳数、孔径大小等因素下的结果,并给出了相关物理解释。(2)论文建立了放大转发协议下的串行中继系统模型,分别基于可调增益和固定增益研究了系统的误码性能,推导出了可调增益下端到端系统的平均误符号率的下界表达式。在此基础上,论文创新性地引入自适应协议选择算法,根据接收信噪比的大小来选择适合的转发协议,控制累积噪声的影响,在保证一定性能的同时降低了系统的复杂度。最后,通过蒙特卡洛方法进行仿真,验证了该自适应协议选择算法模型的正确性。论文工作能够为设计和提高中继辅助的无线光通信系统性能提供一定的理论参考。