作为一种新型的通信方式,大气激光通信具有容量大、保密性强、无需频谱限制等优点。但是,大气激光通信以大气作为传输媒介,大气中的大气湍流将会引起光信号强度和相位的起伏,导致通信中误码率增大,这成为限制其发展的瓶颈。多输入多输出(MIMO)可成倍提高系统的信道容量,而实现MIMO技术优势的一种行之有效的方法是空时编码。常见的空时编码有空时分组码、分层空时码、空时网格码。相对于前两者,空时网格码具有较大的编码增益和高的传输速率,将其引入大气激光通信系统中,并用于改善通信系统的性能。然而,传统的空时网格码(STTC)由于存在复数和负数信号的问题,不能直接用于光通信系统中。因此,本文针对强度调制/直接检测(IM/DD)方式研究了光通信中的空时网格编码。详细如下:(1)根据光通信的特点,提出一种低复杂度光空时网格码。发射端利用延迟分集思想,建立了信号在时间和空间上的关联性。接收端采用反馈干扰抵消算法(FICA),对消除干扰后的信号进行最大似然判决。结果表明:当分集增益相同时,相对于Viterbi译码算法,该方案的译码复杂度分别降低了93.75%和95.84%,而误码性能的恶化仅为3d B和4.77d B。该方案优良的性能是以牺牲发射分集来换取译码复杂度的降低。(2)原有空时网格码中存在复数和负数信号,无法直接在IM/DD链路中传输。因此,利用快速傅里叶逆变换(IFFT)的对称性,通过加入直流分量的方法,提出了一种直流分量光空时网格码方案。结果表明:所提方案不仅可以提高数据的传输效率,而且能够有效抵御大气湍流所产生的闪烁效应,其性能随天线数的增加而得到明显的改善。(3)直流分量光空时网格码虽然提高光通信系统的性能,但其光功率利用率较低。为了提高光功率的利用率,通过改变编码后信号的映射方式,使得IFFT输出的实数信号具有奇谐对称性,并结合限幅技术削去负数信号,从而提出一种适合于M-PSK调制的非对称限幅空时网格码方案。结果表明:在系统总功率不变的情况下,本方案的误码性能明显优于直流分量空时网格码的性能,在2个发送天线的系统中,其性能改善约为3.8d B。