自由空间光通信(Free Space Optical communication,FSO)是一种具有高带宽、大容量、保密性强的新型通信技术,是通信领域重要的研究热点之一。随着一体化栅格信息网的发展建设,点对点FSO系统不足以支撑无间断全域信息传输,FSO的研究重点已经从点对点通信向组网方向转变。捕获、瞄准、跟踪(Acquisition,Pointing,Tracking,APT)分系统是FSO组网的基础保障,也是切换过程的重要支撑。随着通信距离的增加和移动节点(Mobile Node,MN)速度的提升,对通信双方利用APT分系统快速建立通信链路有更高的要求。为了克服在FSO网络中,节点高速移动时,APT分系统捕获时间长,捕获不确定区域范围较大等问题,本文提出一种基于误差修正扩展卡尔曼滤波算法(Error-corect Extend Kalman Filter,EC-EKF)的快速捕获技术。本技术首先通过GPS获取初始位置信息,然后利用EC-EKF算法对该信息进行滤波处理,从而提高精确度,缩小捕获不确定区域范围。APT系统根据滤波后的位置信息调整光学天线的指向,从而捕获对方信标光建立通信链路。当通信链路中断时,EC-EKF算法根据断开前的对端历史位置信息对其进行运动状态预测,APT系统依据该预测结果进行快速重捕获。通过理论分析和仿真,验证了该方案在一定程度上能够提高位置信息精确度,并且预测结果与实际运动轨迹误差较小,最终达到了优化快速捕获的目的。此外,在FSO网络中,为了保障节点在移动时实现及时可靠的通信,有必要减少不必要切换,消除乒乓效应。切换问题是射频通信无线移动网络研究中的一个关键问题,但在FSO网络中相关研究较少。由于这两种通信方式区别较大,已有的无线通信切换算法无法直接应用到FSO网络中。本文在分析光链路建立特点的基础上,提出了适用于FSO网络的基于模糊逻辑控制的动态切换判决算法。该算法首先利用MN的预测位置信息来估计MN运动到此处时可接收到的光功率,解决了FSO网络中MN只能接收一个簇头发出的光信号,而不能同时对比多个簇头传来的信号强度问题;然后,引入模糊逻辑系统,综合考虑MN的接收光功率、相对运动方向、簇头当前的接入度三种因素,在候选接入点集中选出最优接入点;最后,通知MN和最优接入点做好切换准备,开启链路切换过程。通过理论分析和仿真,验证了在FSO网络下该算法能够明显减少切换次数,且在一定程度上避免了“乒乓切换”效应。