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自由空间光通信(FSO)相对传统的无线通信和光纤通信分别在很多方面具备了优越性,如无需频率许可、信息容量大、无电磁干扰、高能效和安装方便、组网灵活、装置轻便、对突发情况和短途通信适用性好等,可以在特定场合更好地完成通信任务。近年来,它得到了广泛的研究,主要体现于解决空间光信道干扰下的可靠有效传输。空间光信道对激光的影响是复杂的,有时甚至是恶劣的,主要分为大气衰减效应、湍流效应和偏折效应。其中湍流效应是最关键的研究内容。所以在空间光通信中,主要基于湍流大气信道对编码调制系统的误码性能进行研究和分析。湍流效应主要体现于传输信号的光强会受到不同程度的起伏。对这些干扰进行定性定量分析有助于为后续的编码调制技术研究打下基础。本课题旨在研究湍流信道下的FSO系统编码调制关键技术,提出能量效率、频谱效率和可靠性良好的空间光通信系统编码调制方案。包括两个独立的新型子方案:新型网格编码-脉冲幅度-交叠脉冲位置联合调制(TC-AOPPM)方案和新型非等差映射脉冲幅度-脉冲位置联合调制(APPM)方案。其中,信道编码技术采用网格编码调制(TCM);调制技术采用脉冲类调制(XPPM),如脉冲幅度-脉冲位置联合调制(APPM)和脉冲幅度-交叠脉冲位置联合调制(AOPPM)。通过理论建模和仿真分析,研究基于空间光特有湍流信道条件和最小差错判决理论下的有效可靠传输方案。本课题的创新点主要在于:对上述TC-AOPPM方案的子集译码度量、未编码对照方案门限值和APPM方案的非等差映射值进行了基于空间光特有的湍流信道和脉冲类编码调制特有性质的改良。提出了一种新型的4×8TC-AOPPM子集译码方法以及新型的未编码4×8AOPPM对照方案。该方法考虑到了湍流空间光信道中,双伽马概率模型的特有的概率统计性质、脉冲幅度-交叠脉冲位置联合调制的基带码元之间的横向相关性和网格编码调制的译码操作当中特有的子集译码操作步骤。同时,针对湍流空间光信道的双伽马概率模型的特有的概率统计性质和脉冲幅度-脉冲位置联合调制在解映射步骤的特点提出了新型非等差映射4×4、4×8和4×16APPM方案。并对上述方案进行蒙特卡洛仿真分析。参照仿真结果,对基于湍流信道的两个新型子方案的性能进行定性定量的分析,并验证了方案的优越性。最后,对全文的研究工作进行了总结,并对湍流信道下的编码调制FSO系统的关键技术在未来研究中的三大趋势进行了展望。