自由空间光（Free-space Optical,FSO）通信所具有的通信速率高、发散角小、保密性强等优点，使之成为了近年来的一个研究热点。其被《时代》杂志选为21世纪最有应用前景的技术之一。在FSO通信中，湍流是影响其性能的一个重要因素。除此之外，通信的质量还会受到背景光噪声、散弹噪声、热噪声等影响，使得传输出错，甚至通信中断。因此，如何采用有效的差错控制技术去保障FSO通信的可靠性与稳定性是一个重要的研究课题。本文将针对近地中短距离高速FSO通信系统与基于Raptor10码的FSO通信系统两种FSO通信应用需求，根据应用环境的具体特点，研究并设计了相应的差错控制方案。并针对差错控制方案中的无速率码高速灵活的译码需求，设计了基于GPU的Spinal码并行译码器。相关的研究内容如下所示：　　1.针对近地中短距离高速FSO通信系统，对基于PIN光电接收机与开关键控（On-Off Keying,OOK）调制下的非对称信道的噪声特性进行分析，本文提出了用一种联合搜索算法来优化低密度奇偶校验（Low Density Parity Check Code，LDPC）码度分布的方法。并利用蒙特卡洛方法对由搜索出的优化度分布构造的LDPC码的性能进行了验证。仿真结果表明，与CCSDS、802.11n、802.16e等协议中的LDPC码相比，本文提出的LDPC码优化度分布在基于PIN光电接收机与OOK调制的近地中短距离高速FSO通信系统更接近香农限，且表现出更低的错误平台和更长的瀑布区，可以有效提升该系统的纠错性能。　　2.为保障FSO通信质量的同时，避免传统的重传技术所需要的等待时间和缓存资源消耗，并随着信道的变化适配无速率码冗余符号的数量，本文提出了一种基于Q学习算法的Raptor10码译码策略。该策略采用以减少冗余符号和降低误码率为联合回报目标的Q学习算法，对接收端所接收的Raptor10码冗余符号进行动态调整，并随着译码经验的不断累积，自动提高性能。仿真结果表明与采用固定冗余度Raptor10码和线性滤波算法相比，新方法有效减少了3%的平均冗余符号数量。　　3.针对无速率码Spinal码在FSO通信中的实际应用问题，以提高译码速度，保证译码参数灵活性为目的，本文提出了一种基于GPU的Spinal码译码器。该译码器方案采用并行计算编程架构CUDA，将译码开销计算并行化，并使用双调排序网络选出最优译码路径，在加速译码的同时，还使得译码参数灵活可变，与基于FPGA的译码器相比参数更灵活。测试结果表明基于GPU的Spinal码译码器与传统的基于CPU的串行译码器相比，降低了译码复杂度，译码速度提升了2倍以上。