量子通信是基于量子力学原理的通信方式,由于量子的先天特性,量子通信具有其他通信方式无法比拟的安全性。从20世纪80年代量子通信的提出,到今天量子通信已经可以实现百公里传输,量子光纤以及短距离自由空间传输技术不断地取得进步,但由于光纤的构建受到地理条件限制,并且陆上自由空间量子通信的距离有限,无法实现长距离量子通信。对于未来建立全球量子通信网的设想,量子通信的研究必须要解决传输距离短,传输过程受外界地理条件影响大的缺陷。卫星通信技术在当今信息社会已经得到很好的应用,卫星通信利用卫星,与地面建立通信网络,使得通信范围大大提高,通信的时效性也得到改善.利用卫星来分发单光子(或纠缠光子对)的方法为远程量子通信网络提供了一种独特的解决方案,这将克服现有的光纤和陆上自由空间链路所带来的距离限制,实现真正意义上的全球量子通信。本文对大气信道进行具体分析,通过仿真,不同大气状况对实现空间量子通信的可行性进行分析研究,并建立空间量子通信实验系统,结合大气具体条件,对自由空间量子通信系统的关键部件提出具体要求。本文从各方面进行分析,通过仿真,细致研究了自由空间量子信道特性,并证明实现真正意义上的自由空间量子通信网络设想的可行性,对未来构建全球量子通信网具有参考价值。