卫星光通信被称为“未来空间信息高速公路”,它的诸多优点吸引了世界各国和学者的广泛关注,正在迅速走向实用化。卫星全光通信网络是卫星光通信未来发展的重要方向。　　星地下行光通信链路是卫星全光通信网络的关键链路之一,是卫星与地面交换信息的主要通信通道。在卫星与地面进行光通信过程中,由于大气湍流的作用,信号光的光场相干性会受到破坏,产生光强起伏等一系列光学效应,进而导致接收信号光出现一定概率的低于某一给定阈值的光学衰落。在基于强度调制/直接探测(IntensityModulation/DirectDetection,IM/DD)体制的高速星地下行光通信系统中,这些衰落会直接造成突发的、成串的通信差错,从而影响光通信系统的通信性能。本文把这种通信差错定义为星地下行激光通信中的突发差错,研究了引起这种突发差错产生的下行激光通信信道的衰落特性,提出了抑制这种突发差错影响通信性能的方法。　　为了快速、准确获取星地下行光通信信道的可靠状态信息,本文设计并完成了高采样率(采样率超过1kHz)恒星星光光强起伏特性测量实验,并建立了分析、处理和滤波光强起伏数据序列的多尺度小波滤波方法,以便剔除光强起伏序列中的随机噪声,同时降低信道状态预测的难度。对实验数据序列的分析处理结果表明,该方法能在保持光强起伏序列相关性几乎不变的前提下,有效剔除混杂在光强起伏序列中的高频和中高频随机噪声。　　为了抑制这种突发差错对通信性能的影响,本文进行了如下两方面的研究工作。　　第一方面,在判决阈值已知的条件下,利用一定时间内接收信号光的最大衰落长度作为自适应交织器的交织深度,建立了基于星地下行激光通信链路光强衰落特性的反馈式自适应交织编码方法,同时解决了抑制突发差错影响和缩短传输时延的问题。与使用最大内存交织方式的比较结果说明,该方法能够在保持突发差错影响抑制能力几乎不变的条件下,显著缩短交织器引入的信息传输时延。　　第二方面,考虑到在判断突发差错是否发生的过程中判决阈值的关键作用,为了抑制突发差错的产生,利用对星地下行光通信信道衰落状态的实时动态预测结果,自适应的调整最佳判决阈值,建立了加权Kalman自适应阈值估计方法和多尺度小波自适应阈值估计方法。　　加权Kalman自适应阈值估计方法利用了信号光的相关性与近似宽平稳特性,按照加权方式刻画输入序列相关性,同时要求参与加权运算的输入序列必须满足一定的相关性,每次计算须根据相关性要求自动截取适当长度的输入序列,(输入序列各项权重依赖于相关性),通过求解加权方程和Kalman估计,获得实时最优判决阈值预测值。与现有的阈值预测方法相比,提高了最优阈值的预测精度和抑制突发差错产生的能力。　　多尺度小波自适应阈值估计方法的原理是对输入信号序列进行多尺度极大重叠小波分解,考虑到在各个尺度上根据相关性要求自动截取的输入序列长度各不相同,以及输入序列各项权重也不相同的特点,在各尺度上分别使用加权Kalman预测模型进行预测,最后使用极大重叠小波变换将各个尺度的预测序列重构为最终预测序列。研究结果表明,与加权Kalman自适应阈值估计方法相比,该方法进一步提高了预测精度,但计算耗时略长。　　本文的研究工作对于保证星地激光通信的可靠性有一定的参考价值。