大气激光通信(Atmospheric Laser Communication,ALC)是指利用激光束作为载体在大气中进行语音、数据、图像信息双向传送的一种技术,它在解决“最后一公里”问题、应急通信等方面有着良好的应用前景。大气激光通信系统中激光的传输媒质是大气,大气中的自然现象如雾、雨、雪以及大气湍流等将会对激光信号产生影响,使信号脉冲展宽,信噪比降低,误码率增加。因此,研究、开发具有高抗干扰性能、高速率的编码技术成为光通信的重要课题之一。低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)码是由Gallager于1962年提出的一种基于稀疏矩阵的线性码。其性能可以非常接近香农(Shannon)限,是一类性能优越的好码,LDPC码能适应未来系统高速数据传输和高性能的要求。根据大气信道的特点和LDPC码的优越性能,本文将LDPC码作为信道编码技术应用于大气激光通信中。首先,介绍了大气激光通信系统的原理及LDPC码的发展现状,同时还介绍了纠错码的基础知识,研究了LDPC码的编译码算法;其次,研究了一种利于硬件实现的半随机π-旋转LDPC码,采用Simulink仿真工具,在基于PPM(Pulse Position Modulation,PPM)调制的大气信道中,对不同典型天气情况下的性能进行了分析。结果表明,当误码率为10?6时,采用LDPC纠错码前后系统信噪比约有5dB的改善;再其次,介绍了雪崩光电检测器的输出模型。利用APD的光电检测输出软信息,在空间光通信PPM系统中对LDPC码的性能也进行了分析。当误码率为10?6时,编码前后信号光子数大约节约了30个,这使得系统的抗干扰能力得到提高,系统性能得到改善。最后,利用Verilog硬件描述语言,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrage,FPGA)上实现了π-旋转LDPC码。根据π-旋转LDPC码的特点,编码器采用流水线设计方法,提高了编码速度,并详细阐述了译码器各个模块的实现,并在ModelSim SE软件下进行了仿真。