极化码自从被证明有着可以严格达到信道容量的性质之后,国内外学者对于极化码的研究热度就一直非常高。随着国际移动通信化组织(The 3rd Generation Partnership Project,3GPP)在2016年将极化码确定为5G(the 5th Generation)控制信道的编码标准后,极化码得到了进一步的应用。但是,从目前国内外公开的文献来看,对于极化码在无线光通信领域的研究尤其是基于大气湍流信道下的研究并不是很多,因此开展在近地弱湍流信道下极化码的编码调制性能的分析和实验具有一定的研究意义。首先对信息论的部分基础知识包括通信系统模型、常用信道进行了简单的阐述。然后对极化码的生成原理进行了分析与研究,对形成极化信道的三个部分:信道合成、信道分裂以及最终的信道极化进行了详细的分析。之后论文对能够在空间光通信传输过程中造成较大干扰的大气湍流效应进行了介绍,同时针对本文研究所需要使用的极化码传输信道——近地弱湍流信道进行了详细的阐述,并且完成了近地弱湍流信道的gamma-gamma模型的建立。随后,论文对于极化码的几种构造方法:巴氏参数估计法、密度进化法、蒙特卡罗构造法和高斯近似法进行了介绍并对蒙特卡罗构造法和高斯近似法的计算复杂度和信道选择可靠性进行了仿真分析。在极化码的译码方面,对置信传播(Belief Propagation,BP)译码,串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码及其衍生译码方案串行抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)译码进行了详细阐述,并对这三种译码方案的译码时延和复杂度进行了matlab仿真分析和对比,同时,论文对传统的BP译码算法进行了改进,将对已知冻结比特的BP迭代计算进行了优化,从而在对BP译码性能几乎不造成损失的情况下,大大降低了BP译码的计算复杂度。在分析了极化码的编码调制方案以及完成了湍流信道建模后,论文最终采取了利用蒙特卡罗构造法进行信息为选择后通过二进制振幅键控(On-Off Keying,OOK)调制方式,然后利用改进BP译码算法在gamma-gamma分布湍流信道模型的通信链路构造,并利用verilog完成了硬件方面的设计,验证了论文研究目标的正确性和合理性。