1、相對(duì)于傳統(tǒng)的微波通信方式而言，衛(wèi)星光通信具有通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、不需要無(wú)線(xiàn)電頻率使用許可、設(shè)備體積小、重量輕和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)受到了國(guó)際上的廣泛重視。目前對(duì)衛(wèi)星光通信技術(shù)的研究已經(jīng)成為了一個(gè)熱門(mén)研究領(lǐng)域，在該研究領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位的日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)相繼進(jìn)行了空間實(shí)驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了星間和星地的高速激光通信，在空間實(shí)驗(yàn)獲得成功的基礎(chǔ)上，這些國(guó)家和地區(qū)正積極準(zhǔn)備將衛(wèi)星光通信技術(shù)推向?qū)嵱没?。在可預(yù)見(jiàn)的未

2、來(lái)，以激光作為信息載體的新一代衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)即將出現(xiàn)。
　　在衛(wèi)星與地面進(jìn)行激光通信的過(guò)程中，作為信息載體的激光光束將通過(guò)地球表面的大氣層，當(dāng)光束在大氣中傳輸時(shí)，大氣湍流引起的折射率起伏將影響光束的傳輸質(zhì)量，破壞光場(chǎng)的相干性，從而產(chǎn)生光強(qiáng)起伏、到達(dá)角起伏、光束漂移以及光束擴(kuò)展等一系列光學(xué)效應(yīng)。
　　差錯(cuò)性能是衡量系統(tǒng)通信性能的重要指標(biāo)，差錯(cuò)性能的優(yōu)劣能夠直接反映通信質(zhì)量的好壞。一般來(lái)說(shuō)，OOK系統(tǒng)的差錯(cuò)性能是用誤碼率來(lái)衡量的，

3、而PPM和DPIM系統(tǒng)的差錯(cuò)性能是用誤包率來(lái)衡量的。
　　對(duì)于星地激光鏈路而言，大氣湍流引起的上述光學(xué)效應(yīng)將對(duì)鏈路的通信性能造成影響，從而增加信息傳輸過(guò)程中的差錯(cuò)概率，因此，本文對(duì)大氣湍流影響下，星地激光鏈路的通信性能進(jìn)行了研究。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星光通信技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了概述，對(duì)大氣湍流的性質(zhì)、大氣光傳輸?shù)幕纠碚撘约按髿馔牧饕鸬墓鈱W(xué)效應(yīng)對(duì)星地激光鏈路的影響進(jìn)行了必要的闡述，同時(shí)對(duì)星地激光鏈路中通信系統(tǒng)的基本組成及工

4、作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。
　　研究了大氣湍流引起的光束漂移效應(yīng)對(duì)上行星地激光通信系統(tǒng)的影響，基于高斯光束上行傳輸?shù)墓馐坪凸鈴?qiáng)閃爍模型，給出了這兩種效應(yīng)共同作用下，接收光強(qiáng)概率密度的表達(dá)式；分別對(duì)不考慮探測(cè)器噪聲和考慮探測(cè)器噪聲情況下的系統(tǒng)誤碼率進(jìn)行了分析，并在誤碼率分析的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的最佳束散角和最佳發(fā)射口徑進(jìn)行了研究。
　　對(duì)采用OOK，PPM和DPIM調(diào)制方式的星地激光鏈路的通信性能進(jìn)行了研究。給出了DPIM系統(tǒng)最

5、佳判決閾值的計(jì)算公式。分別分析了OOK和DPIM系統(tǒng)在閾值檢測(cè)情況下的系統(tǒng)誤包率以及PPM系統(tǒng)在最優(yōu)檢測(cè)情況下的系統(tǒng)誤包率。與此同時(shí)，在考慮湍流效應(yīng)的情況下，基于上行和下行激光鏈路模型，對(duì)采用上述三種調(diào)制方式的星地激光通信系統(tǒng)的誤包率進(jìn)行了比較。
　　進(jìn)行了城市鏈路11.8km激光大氣傳輸實(shí)驗(yàn)，對(duì)大氣湍流影響下激光鏈路的光場(chǎng)傳輸特性進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)對(duì)高斯光束在大氣中的遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)分布、接收光強(qiáng)閃爍指數(shù)、接收光強(qiáng)概率密度

6、、光強(qiáng)衰落概率、光強(qiáng)起伏功率譜等湍流大氣導(dǎo)致的接收光強(qiáng)統(tǒng)計(jì)性質(zhì)進(jìn)行了分析，并給出了閃爍指數(shù)和折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的日變化規(guī)律。
　　利用兩個(gè)光學(xué)終端在距離為11.16km的城市鏈路上進(jìn)行了星地激光通信地面模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)對(duì)不同調(diào)制速率的兩條激光鏈路的誤碼率以及接收光強(qiáng)閃爍指數(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的測(cè)量，研究了接收光強(qiáng)閃爍指數(shù)和鏈路兩端溫度差的關(guān)系，給出了接收光強(qiáng)閃爍方差與系統(tǒng)誤碼率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)分別研究了不同調(diào)制速率兩條鏈路的誤碼率與鏈路兩端