针对大气湍流影响下的地-空斜程逆向调制无线光(FSO)通信问题,基于三层高度谱模型对逆向调制斜程链路下的光强闪烁进行研究,推导弱湍流下大气湍流衰落系数的概率密度函数表达式,在此基础上深入研究系统的平均中断概率、平均误码率和平均信道容量,分析天顶角、湍流强度以及接收孔径大小等因素对系统通信性能的影响。研究结果表明,在低信噪比和长距离通信的情况下,适当增大接收机孔径,地-空斜程逆向调制无线光通信系统依然可以保持较好的通信性能,随着天顶角和近地大气折射率结构常数的减小,湍流对斜程通信链路的影响也有明显减弱。

在逆向调制无线光通信系统中，大气湍流对系统的影响大于传统的无线光通信系统。本文研究了一种基于逆向端调制器分集的逆向调制无线光通信系统，以减小大气湍流对系统的影响。利用相位屏法，建立了弱湍流下的激光大气的传输模型，对比分析了逆向调制无线光通信系统逆向端逆向调制器分集和不分集分别所受到的大气湍流的影响。结果显示在相同情况下，逆向调制无线光通信系统在逆向端对逆向调制器进行分集能抑制大气湍流对系统的影响，使整个系统的闪烁指数下降。

研究了弱湍流条件下无人机逆向调制激光通信系统的链路传输性能,并进行了仿真验证。考虑指向误差对系统的影响,利用高斯-厄米特积分方法推导出系统双向信道衰落概率密度函数和其累积分布函数的闭合表达式,进一步推导出系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。研究结果表明,在弱湍流和指向误差的共同影响下,入射角度、调制阶数和角偶棱镜材料折射率对系统误码性能影响较大;当发散角为3~10 μrad时,系统误码率会达到一个最优值;当发散角分别为6,8,10 μrad时,在较高信噪比阈值条件下系统中断概率可降到10 ^-9数量级。

研究了逆向调制光通信回波反射链路中的大气湍流效应及抑制方法。利用相位屏方法模拟大气湍流效应, 建立了弱湍流情况下高斯光束在传统无线光通信和逆向调制光通信中的传播模型, 对比分析了高斯光束在传统自由空间光通信单向链路和逆向调制光通信双向链路中大气湍流引起的闪烁指数。结果显示大气湍流对逆向调制光通信回波反射链路的影响远大于对传统自由空间光通信中单向链路的影响。还研究了孔径平均效应对逆向调制光通信中回波反射链路中闪烁指数的影响。结果表明, 对于逆向调制光通信, 大的接收孔径对于大气闪烁的抑制依然有效。

推导了最优误码率(BER)性能对应的判决门限计算公式,并在此判决门限基础上,推导出大气湍流影响下基于自适应判决门限的逆向调制(MRR)自由空间光通信(FSOC)系统BER解析表达式,推导过程考虑了判决门限本身的干扰和探测器噪声的影响。根据所推导的表达式,仿真研究自适应判决门限参数和调制消光比对BER的影响,仿真结果表明:自适应判决门限系统BER性能优于固定判决门限17.5 dB(误码率为10 ^-5,弱湍流),并且当训练数据比特位数大于3时,自适应判决门限系统的BER性能与根据瞬时信道状态信息计算判决门限系统的BER性能相近。

为了解决长距离逆向调制光通信系统中弱信号难以检测的难题, 将散斑检测方式用于逆向调制光通信中, 实现对逆向调制端弱小光信号抖动的检测.设计了系统方案和检测原理, 并实验完成了60 m距离上1.3 kHz数字信号的传输和330 m距离上模拟话音的传输.该检测方式简单、便宜、易于模块化, 在低速的逆向调制光通信系统中有较好的应用.

基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点，是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构，并基于该结构对强度调制解调模式，通信距离为300 km，通信速率为1 GHz下的地面站对近地小卫星全双工通信链路进行了链路计算及通信误码率的分析。当MRR端口径为0.1 m时，通信链路余量大于5 dB ,通信误码率优于10-15，满足通信链路的要求。并进一步分析了仿真结果存在的缺陷。结果表明所提出的空间光通信结构在小卫星对地面站全双工激光通信是可行的，是未来空间光通信系统发展趋势之一。

详细分析了隐蔽式无线光通信系统的特点，为提高对准精度，采用分光镜和光学透镜组设计实现了一种收发一体式光收发机，从而保证发射光束和接收光束光轴的重合；采用微变形镜和角锥反射器，设计了一种新的调制回复反射器。实验结果表明：系统的传输速率为120 kb/s，误码率为1.33×10-7，视场角为21°，符合实际应用的要求。

猫眼逆向调制自由空间激光通信技术相比传统激光通信技术更具优势。本文介绍了逆向调制自由空间激光通信技术的原理和猫眼逆向调制终端的原理结构。综述了国内外猫眼逆向调制自由空间激光通信技术在调制器特性、猫眼光学系统和技术应用3个方面的研究现状。分析了猫眼逆向调制自由空间激光通信的关键技术。最后, 展望了该项技术的应用前景。

介绍了逆向调制自由空间激光通信技术的原理和优势。分别对角反射器逆向调制器和猫眼逆向调制器的工作原理进行介绍，归纳这两种逆向调制器的不同实现类型及其特点，对逆向调制器的研究现状进行综述。概括了逆向调制自由空间激光通信技术的应用现状。讨论了逆向调制自由空间激光通信技术的关键技术和技术难点，展望了该技术未来的发展方向和应用前景。