自由空间光通信是一种通过激光传输信息的技术,由于其高带宽、系统搭建简单等特点,非常适合地震等难以铺设光缆且需快速通信的场景。得益于大功率半导体激光器的出现,自由空间光通信蓬勃发展,已在航天等领域广泛应用。在自由空间光通信中,发射机发射光功率一定时,PPM较OOK可以获得更高的峰值光功率,从而获得更高的信噪比,提高通信系统性能,PPM已成为自由空间光通信中广泛应用的调制方式,但是PPM解调技术较为复杂,PPM符号之间存在串扰,研究实现性能稳定的PPM解调技术,能有效提高PPM调制解调通信系统的性能,本文将研究并实现PPM解调关键技术,并搭建PPM调制解调通信系统对其性能进行验证,本文主要研究内容如下:一、理论分析了 PPM和OOK调制原理,对比了 PPM和OOK的带宽效率和功率效率,同时分析了大气信道对光信号的影响,推导出了 PPM信号在弱湍流大气环境下的误时隙率,从理论上得出PPM较OOK是一种以牺牲带宽来提高接收机灵敏度的调制技术。二、基于理论分析,设计了 PPM调制解调通信系统方案,并就PPM调制解调通信系统中发射机、收发镜头、接收机中的每一器件的选型给出了具体分析。研究并实现了 PPM解调的关键技术,包括位时钟同步、符号时钟同步、PPM解码等算法,并通过仿真验证了算法的正确性。三、在PPM调制解调通信系统方案和PPM解调关键技术实现的基础上,搭建了 PPM调制解调光纤链路通信系统和OOK调制解调光纤链路通信系统,测量了两系统在系统误码率相同时,其各自的接收机灵敏度,从实验的角度证明了 PPM较OOK是一种高能效比的调制技术,同时搭建了 PPM调制解调空间链路通信系统,空间链路距离为866米,测量了系统的误码率和接收机灵敏度,从实验角度证明了本文设计的PPM调制解调通信系统方案和研究实现的PPM解调关键技术的可行性,同时为大气信道对光信号的影响提供实验数据。