自由空间光通信系统(FSO)以激光为载波，以大气作为传输媒介，实现信息的高速传递。它兼有光信号高带宽和无线传输开通方便的优势，但同时大气信道的开放性特点也使光载波信号的传播特性不同于传统的光纤波导通信。因此研究激光在复杂大气环境下的传输特性以及各种气候条件对系统通信性能的影响，对FSO系统通信性能的提升有着十分重要的意义。 本文从理论上分析了激光在大气中传播时的衰减特性和各种湍流效应，计算了不同能见度下激光的衰减及其对系统功率预算的要求，重点研究了弱起伏条件下的光强起伏及其对系统性能的影响。结果表明：要求系统误码率低于10-9时，光强起伏应小于0.67；随着湍流强度的增大，系统误码率以指数级增加；采用长波长的光可以有效地降低大气损耗和误码率。针对大气信道对系统性能的各种影响，从FSO系统的一些关键技术出发，以自行研制的Agilel55系统为例，主要从自动跟踪技术和信道编码的角度提出了改进措施，并数值计算了信道编码的性能，实验观测了Agilel55系统在模拟大气的传输环境下性能变化，对不同实验条件下的测试结果进行了分析。