自由空间光通信技术以保密性好、频率不受限制、灵活性高等特点受到众多关注,它可以满足当前生活中日益增加的互联网需求,可是对于在大气信道中传输的空间光通信系统,会受到大气环境的严重干扰,因为大气信道的随机不确定性,自由空间光通信系统的通信性能将严重降低,限制了自由空间光通信系统在日常生活中的广泛应用。对于大气效应对激光的影响,可以采用自适应传输和多输入多输出的空间分集技术来抑制大气信道的干扰,自适应传输和空间分集技术两者相辅相成,可以作为提高自由空间光通信系统通信性能的有效方法,因此是研究提高自由空间光通信系统性能的重要研究课题。本文主要研究在大气信道传输中的自由空间光通信的误码率、中断概率等通信性能,并在此基础上分析了采用空间分集技术的自适应传输MIMO-FSO系统对自由空间光通信的性能优化影响,主要工作情况和研究成果如下:首先,本文针对大气传输信道的特征,分析了不同的大气效应对激光在空间传输的影响,大气衰减效应多数情况下会降低激光光束在传输中的功率大小,产生衰减作用;而大气湍流对空间传输的激光不仅会产生功率的衰减还会产生相位畸变等影响,大气湍流产生的影响相比因大气吸收和散射所产生的大气衰减影响更为严重,因此对大气信道进行模型分析时主要考虑大气湍流的影响因素。其次,本文基于大气衰减系数和大气湍流的数学模型,针对大气信道对激光光强产生的作用影响,进行了数学模型的建立,并在此信道模型的基础上分析了采用OOK、PPM和BPSK三种不同调制格式的误码率、中断概率以及信道容量等性能参数的差异,从仿真结果可以得出基于BPSK调制方式可以明显地抑制大气信道的干扰,降低系统的误码率,并且有效提高系统的信道容量。仿真结果也表明了主要影响自由空间光通信性能的因素有湍流强度、传输距离以及调制格式。最后,本文在分析大气信道对自由空间光通信性能影响的基础上,提出一种基于空间分集的自适应传输的MIMO-FSO优化方法,该优化方法中可以采用三种不同的自适应传输策略,分别是单一的自适应调节调制格式大小、自适应编码调节以及同时自适应调节编码和调制格式大小的三种传输方案,分析基于以上三种传输方案的空间分集自适应传输的优化方法对大气信道的抑制作用,通过仿真分析采用自适应传输的MIMO-FSO系统的误码率、中断概率以及信道容量。结果表明采用该优化方法可以有效的提高系统频谱利用率,降低系统误码率和中断概率,增加了自由空间光通信系统的可靠性。