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无线光通信因具有传输速率高和保密性好等一系列优点而被广泛研究和应用,其中空地无线光通信由于其在科学探测和军事侦察方面的独特优势而成为近几年的研究热点,本文针对空地无线光链路快速建立以及大气信道编码技术展开研究,主要内容如下: 针对空地无线光链路建立过程中,复杂背景干扰、大气湍流、平台振动对链路建立造成的显著影响,本论文提出一种新型链路建立方案,在发射端对信标光进行m序列调制,在接收端首先进行像素优化选取处理,然后完成差分匹配滤波检测。该方案既可以有效降低复杂背景干扰、大气湍流、平台振动对链路建立的影响,同时还可以将其应用于未来的多链路系统中。本文对新型链路建立方案进行了理论与外场实验研究,理论分析表明:采用新型链路建立方案后,其信标能量要求和检测时间均比传统方案有大幅下降;外场实验结果与理论仿真吻合较好,上述研究表明新型方案可以有效实现复杂环境下的链路快速建立。此外,本文还对新型链路建立方案的光斑定位算法和定位精度进行研究,研究表明光斑质心定位算法可以实现亚像素级光斑定位。 针对大气信道特点及无线光通信系统对高码率编码方案的需求,提出将Turbo乘积码(TPC)作为信道编码方案,并进行了相应的理论和外场实验研究。本文首先对TPC和常用的信道编码方案性能进行了仿真,仿真结果表明:TPC码在大气信道下的性能明显优于递归系统卷积码(RSC),与规则LDPC相当,甚至优于某些规则LDPC码。但与规则LDPC相比,TPC在码率、高速硬件实现等方面均具有一定优势。另外仅信道编码无法克服由大气湍流引起的深衰落,必须采用交织将连续误码变为随机误码,因此本文还对系统交织器选择进行研究,确定分组交织器作为系统交织器,并给出了最佳交织深度选取准则。最后还对TPC编码结合交织的性能进行了外场实验研究,结果表明,在交织深度衰落比(IDFR)取10情况下,采用TPC结合交织方案相比于未编码系统而言可以提供大于10dB的增益。