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自由空间光通信(FSO)技术直接利用激光在大气或外太空中进行信息传递,已成为国际研究的热点。FSO作为一种视距宽带无线通信技术,传输距离与信号质量的矛盾突出,受传输介质影响严重,所以必须采用适当的调制和编码技术,来克服信道特性变化带来的不良影响,以实现高效可靠的通信。本文从FSO广义信道理论出发,以研究FSO系统信息传递的可靠性和完备性为目标,研究了调制信道、编码信道、信道容量和信道均衡四个方面的关键技术,所做的工作主要包括如下几个方面：1、分析了FSO调制信道几种典型的调制编码技术,从符号结构、数学模型等方面比较了它们的性能。讨论了不同调制编码方式在频带利用率和功率利用率上的利弊,为实际应用中根据需求选择调制方式提供了理论依据。2、基于广义信道理论,通过信道建模分析了几种典型信道的信道容量。基于理想Q元删除信道模型,推导了PPM和MPPM调制编码方式下的信道容量,给出了最佳信道容量的调制参数的选择方法。3、推导和证明了RS码、Turbo码和LDPC码编解码流程中的关键算法,设计了编码信道中典型的编码技术的实现流程。根据伽罗华域GF(3m)的数学拓展方法,提出了一种基于3状态基的BCH码的编码方法和硬件设计方案,使其与非二元调制编码方式形成更好的映射机制,提高信号空间利用率。4、研究了基于高斯加性白噪声模型的PPM、MPPM和DPPM的最大似然解调方法,建立了调制/解调系统模型,设计了硬件实现方案。针对编码信道RS码、Turbo码和LDPC码提出了硬件设计方案,并在实际系统中进行了应用验证。5、为了验证典型信道编码方法在FSO系统中的性能,研制了FSO实验测量系统,在不同天气条件下进行了一系列的场外测量实验,分析了误码性能,为工程应用提供依据。6、为了进一步消除FSO信道特性变化所带来的不良影响,探讨了信道均衡技术在FSO系统中的应用,对类LMS算法进行了仿真和分析。通过对FSO系统调制信道、编码信道、信道容量和信道均衡的系统研究,表明基于上述关键技术设计实现的FSO系统在工程中是切实可行的,在技术上是完全可以实现的。