对流层散射传播通信是一种利用对流层媒质的不均匀性实现超视距传播的方式。相较与其他的通信方式,对流层散射传播有着其抗干扰强、通信容量大、单跳跨距远的独特优点。对流层散射传播发展至今已经是一种成熟且普遍应用的通信方式。但是,由于对流层散射传播的随机性使得对流层散射特性还有很多难题尚需解决,因此,其在未来需要进一步深入研究的问题有:对流层散射传播理论知识的完善、散射信号统计特性的进一步分析、信道衰落的克服技术等。因此,本文就以上发展趋势中的散射信号统计特性、信道改变技术、散射机制等问题进行了深入的研究。现有的对流层散射传播机制有三种,且理论相对来说较为完善,因此本文首先介绍了对流层散射传播机制、散射信号等相关理论知识,并在现有理论的基础上加入了自己的理解,完善了部分理论;在理论知识的基础上,结合实测散射回波信号和链路具体条件给出了实际散射链路中散射机制的真实存在情况,并用数据进行了验证;最终结合对流层散射的特性以及对流层大气环境对对流层散射的影响作用完成了晴空大气环境下对流层散射信道的建模与仿真分析。本文的主要工作及研究成果如下:(1)本文从物理机理上解释了对流层散射三种散射机制:湍流非相干散射、不规则层非相干反射、稳定层相干反射所对应的“散射体”与电磁波作用时的物理机理,从本质上解释了三种散射机制是什么。(2)在现有对流层散射信号统计模型的基础上结合实测对流层散射回波信号提出了一种多莱斯模型,并用实测信号验证了双莱斯模型的正确性。(3)在解释了对流层散射三种机制物理机理的基础上,将散射机制与信号统计模型相对应,从而实现对对流层散射机制的识别。并用实测散射回波数据进行验证,且实现了用散射回波数据对散射机制的识别。(4)根据对流层散射链路的独特性将对流层散射链路分为散射链路和视距链路,从而信道响应分为平均响应和起伏响应。且根据本文提出的多莱斯模型将散射链路的信道分为瑞利信道、莱斯信道和双莱斯信道,且由于对流层散射信道的随机性,在建模时对于散射信道的选取采用随机选取模型,能更加真实的模拟对流层散射信道。并用实测散射回波数据对信道模型进行了验证。