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自由空间光通信(FSO：Free-Space Optical Communication)是一种视距宽带传输技术，其系统性能不仅受结构设计和器件选择引入的可控因素(非随机因素)影响，还受制于大气信道的开放性所引入的随机变化因素影响。
本文基于FSO系统的基本结构组成，分析了光发射子系统、光接收子系统和其它一些辅助系统对系统性能的影响，提出了采用窄束光发射和提高探测器灵敏度等方法以提高系统的性能。深入分析了大气衰减效应和大气湍流效应等随机因素对光束信号在大气信道中传输特性的影响，结合发射、接收器件和光学天线的参数给出了系统功率计算的理论模型。在此基础上，针对自行研制的Agilel55系统所采用的IM/DD方式，建立了系统性能(以BER等表征)与器件和结构参数以及信道特性的关联模型。
本文结合Agilel55系统，采用上述模型对该系统的信噪比、灵敏度和动态范围等重要参数进行了估算。并基于此模型提出了该系统的评价方法，包括功率估算及两个评价函数：链路功率冗余对通信距离的函数，以及大气衰减指数对通信距离的函数。在实验室条件下，模拟大气信道的特性对Agilel55系统的性能如误码率、吞吐量、延迟、丢帧率等进行了测试；并在100M的通信速率下，进行了数据和图像的传输，结果表明传输质量良好。