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自由空间光通信(Free Space Optical communication,FSO)是一种利用光在自由空间中进行数据无线传输的通信技术。FSO通信技术除具有丰富光谱、提供超大容量服务外,也兼有抗电磁干扰与互干扰、保密等独特优势,这使得其成为世界各国研究的热点。然而,FSO通信技术的发展受到大气信道多样性的制约,如,雾、雪以及由大气运动形成的大气湍流均会导致其通信性能变差。本文从FSO信道理论出发,旨在建立和完善无线光信号在大气信道中传输的稳定性与主要技术指标检测系统。基于此本文的研究内容主要分为下面三个部分:(1)针对现有的调制技术,采用仿真与实验相结合的方式,对FSO通信系统的性能进行了详细的研究。仿真部分,选择适用于弱、中、强湍流环境的Gamma-Gamma(GG)信道作为FSO系统的通信链路,建立了开关键控(On-off keying,OOK)、二进制相移键控(Binary phase shift keying,BPSK)及差分相移键控(Differential phase shift keying,DPSK)等几种不同调制技术的误码率(BER)信道模型。实验部分,在信道上选择最容易实现、适用于弱湍流状态的对数正态分布(Log-normal,LN)模型,基于此搭建了一套的完整FSO通信系统,从实验的角度上进一步论证了OOK、BPSK两种调制技术的BER性能的优劣。(2)首次将Labview与FSO技术相结合,搭建了一套实时数据采集系统。与以往离线采集系统不同,该系统可以实现波形存储、波形显示及频谱分析,真正意义上做到数据边采集、边处理,大大减少了因人为操作引起的误差。(3)将WDM技术应用到FSO通信系统,对FSO高速通信进行了理论研究,提高了FSO通信系统的通信容量和通信速率。由于WDM技术在增加通信容量的同时,会导致因信道交叉干扰产生的非线性效应从而抑制通信系统的性能。因此,通过引入PI技术,这不仅可以有效降低相邻信道间的非线性效应,还可以提高FSO通信系统的通信容量与通信速率。