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紫外光通信是利用紫外光作为信息载体在大气信道中实现信息传输的通信方式，具有保密性强、无需跟踪瞄准、可用于非视距通信等优点，因此拥有广阔的应用前景。紫外光信号在大气中散射传播，因此大气信道是影响紫外光通信系统性能的重要因素。然而，此前的大气散射对非视距紫外光通信系统性能影响的研究都只是基于单次散射模型分析了收发机视场角中心轴线共面情况下收发机的几何结构对通信系统路径损耗的影响，且该单次散射模型必须经过复杂的数值积分而不能得到解析解。因此需要对原始单次散射模型进行简化，以便能更简便快速的得到解析解；同时针对收发机视场角中心轴线非共面情况建立适用于收发机任意几何结构的多次散射模型，并分析偏轴角对通信系统性能的影响。本文概述了紫外光通信系统的组成，介绍了大气信道的特性，并分析了大气成分对信号光传输的影响，详细研究了紫外光信号受到大气分子的瑞利散射作用和气溶胶微粒的米氏散射作用；对通信系统的接收端和发射端的关键器件进行对比，选择出最优器件。本文应用椭球坐标系推导出了单次散射模型的光功率密度函数，仿真分析了收发机的几何结构对通信系统接收到的光功率密度和脉冲响应的影响。针对单次散射模型求解过程复杂，需经过数值积分且不能得到解析解的问题，本文利用规则几何体的体积来近似有效散射体的体积，得到了无需进行数值积分的路径损耗解析表达式，清晰直观地反映了通信系统各个参数对路径损耗的影响，大大减少了程序运算时间。应用该表达式仿真分析了不同误码率要求下，数据传输速率与传输距离之间的关系，研究了大气能见度对路径损耗和不同误码率要求下的数据传输速率的影响。针对以上原始单次散射模型和简化的近似表达式都只能研究收发机视场角中心轴线共面情况的局限，本文应用蒙特卡洛方法建立了适用于任意几何结构的多次散射模型，推导出了该模型的数学描述，并由坐标变换得到了光子迁移的坐标递推公式。给出了光子接收的判断条件与光子飞行时间的计算方法。通过比较多次散射模型得到的脉冲响应曲线与单次散射模型所得的脉冲响应曲线，验证了多次散射模型的合理性。应用多次散射模型，研究了收发机视场角中心轴线不在同一平面时其偏轴角对脉冲响应和路径损耗的影响。本文的研究工作为非视距紫外光通信系统的设计提供了理论依据，具有一定的指导意义和参考价值。