卫星通信是现代人类社会中与人们生活密切相关的通信活动，长期以来，实现卫星通信的方法主要是微波通信，随着时代的发展，对通信速率的需求不断在提升，微波通信的方法出现了速率上的瓶颈现象，已越来越满足不了现代社会的要求。在这种情况下，具有通信容量更高而且保密性能好、设备体积小等优点的卫星光通信技术逐渐受到了世界各国的广泛重视。卫星光通信的调制探测体制主要有强度调制/直接探测（IM/DD）和精确调制/相干探测两种。后者的探测能力虽然可以达到或接近探测灵敏度的理论极限，充分发挥了光载波所带来的带宽优势，但是技术难度极高的接收光信号光纤耦合技术和造价昂贵的相干接收装置在一定程度上限制了它的发展和应用。相对来说，IM/DD体制有着成本低、技术难度低等优点，但在信道容量和探测灵敏度上不及后者。因此若想充分发挥IM/DD体制的优势，必须在增加信道容量等方面寻求突破。多输入多输出（MIMO）技术广泛应用于电子通信领域中，由于该技术在通信系统信道容量以及差错控制等方面所具有的优越性，近年来已经逐渐被人们应用于无线激光通信方向，即为多光束传输技术。本文基于多光束传输技术的特点，对一种新型的、可应用于星间光MIMO通信系统的编解码方案进行了性能上的进一步研究与分析，并作了系统仿真和实验验证。首先，介绍了多光束收发通信技术在目前自由空间光通信中的应用现状；其次对比了空时编码与分集技术和强度叠加编码技术的特点及它们在多光束通信领域的应用；最后，利用FPGA等器件搭建硬件平台，与其他设备连接组成基于强度叠加编码的3发3收光通信系统链路，并对该系统的最优阈值设置、误码特性进行了功能仿真和实验测试，给出了实验结果，验证了强度叠加编码技术的可行性。本文的研究工作为强度叠加编码技术在多光束通信技术领域的实际应用提供了一定的参考。