自由空间光（FSO）通信技术是构建高速无线通信链路的关键技术之一，具有通信速率极高、抗电磁干扰、安全性强、终端尺寸小、重量轻等优点。该技术利用窄激光束在自由空间中进行数据传输，因此距离较远的两个通信节点之间实现对准跟踪从而建立稳定的双向通信链路是较为困难的。传统的FSO系统是通过在通信系统两端配置高精度的捕获、对准、跟踪（APT）系统来建立双向通信链路。然而，APT系统在一定程度上会增加通信链路终端尺寸、重量和功耗，降低终端的有效载荷。针对这一问题，一种基于调制回复反射器（MRR）的非对称FSO系统被提出,并得到了快速的发展。该MRRFSO系统是将传统FSO系统通信链路的一个光收发机终端替换为MRR端，无需部署APT系统和激光器，从而减小该终端尺寸、重量和功耗。本文的研究工作主要围绕MRRFSO系统原理及设计方案展开，具体内容详述如下：
　　首先，本文详细论述了MRRFSO技术的基本原理与系统构成；介绍了系统中各部分组件的技术要点，并给出了MRRFSO系统中各部分器件的选配条件；分析了MRR器件中常用的光学调制器的调制原理，并对其调制特性进行实验研究。其次，分析了大气湍流对激光信号传输的影响，并建立了激光信号在大气信道中传输的信道模型。并对MRRFSO系统的全双工调制解调方案进行了理论研究和性能分析。
　　最后，根据当前所具备的实验条件以及器件选配过程中存在的实际问题，设计了MRRFSO系统中光收发机和MRR端方案，搭建了基于光纤通信器件的高速上行链路和采用声光调制器（AOM）的下行链路。在大气湍流模拟箱内对短距离MRRFSO系统进行了初步功能验证，并在真实大气湍流环境中搭建长距离MRRFSO实验系统，对系统的各项性能指标进行测试。