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MIMO(Multi-Input Multi-Output，多输入多输出)技术的提出，是相比SISO(Single-Input Single-Output，单输入单输出)技术，从空分角度提出的为了充分利用空间分集技术来达到更好的通信效果而产生的。在射频无线通信领域，MIMO技术已经广泛用于多种通信系统中，如结合OFDM技术在Wi-Fi标准中的MIMO实现。但MIMO技术在FSO(Free Space Optical，自由空间光通信)领域的研究处于初步阶段，由于IM/DD(Intensity Modulation/Direct Detection，强度调制/直接检测)制式是目前FSO中最常用的，所以MIMO技术在FSO中的应用受到相应的局限。本文针对自由空间MIMO无线光通信中对准误差对系统的影响展开分析，并讨论了调制解调方式和空时编码对系统性能的改善效果。首先，本文针对经典弱湍流信道模型进行了完善。在已有弱湍流干扰信道模型的基础上，加入了对准误差的干扰，也就是在对数正态分布的基础上，添加了对准误差导致的信号衰减因子。分两种情况讨论了XY两方向上对称误差和X或Y方向上单一误差两种情况下的信道模型。给出了中断概率和分集增益的近似表达式，并推导了高信噪比下的中断概率和分集增益渐近线表达式。其次，针对对准误差引入的衰减，进而导致的通信质量下降，重点研究了在MIMO无线光通信系统中PPM(Pulse Position Modulation，脉冲位置调制)调制方式和衍生型PPM调制方式的MPPM(Multi-Pulse Position Modulation)调制方式。推导了PPM和MPPM软解调器中的时隙软输出表达式，并进行了系统仿真，在同样误码率下，MPPM最多比PPM信噪比低2.75dB。由于MPPM符号集的势要大于所需要的符号数，存在映射问题，针对该问题讨论了基于信息论的符号映射优化问题，分别在离散优化方法和连续优化方法中进行了讨论。最后，针对MIMO无线光通信系统中的空时编码部分进行了讨论，本文研究了空时编码的基本原理，在对比了射频无线通信系统和无线光通信系统后，将射频领域的OSTBC(Orthogonal Space Time Block Codes，正交空时块编码)移植于FSO系统中，并与在射频领域无效但在FSO中有效的REP(Repeation，重复码)进行了对比。同样误码率下，REP编码要优于OSTBC码，在109处，REP所需信噪比要比OSTBC低3.35dB。