随着无人机技术的发展日趋成熟,将无人机技术与通信技术相结合,不仅可以弥补现有移动通信网络中偏远地区网络覆盖率不足的问题,更可以在需要紧急通信的区域(如,发生地震灾害等),或临时需要大容量的区域(如,体育赛事等)实现快速网络部署,以减轻地面通信设施的压力,更可以增强现有移动通信网络的鲁棒性。无线光通信技术主要是为了解决现有射频频段的频谱拥挤问题,现有的4G频段所采用的频率低于6GHz,而正在部署的5G网络,其频率低于100GHz,光信号频谱位于近红外波段,具有通信速率高,频带宽,不受政府管控,保密性好等优点,将无人机技术与光通信技术相结合,不仅可以发挥无人机易于部署,灵活便利等优点,更可以借助光信号超高的通信速率和超强的安全性,实现通信网络性能的整体提升。本文主要研究无人机无线光通信系统的信道特性,主要包括无人机与地面以及无人机之间通信时的信道特性,无人机为中继的两跳光通信系统的信道特性和以无人机为中继的多跳混合射频/光通信系统的信道特性。光信号的传输信道主要受大气湍流,路径损耗和对准误差等方面的影响,由于大气湍流和路径损耗是光信号传输的固有特性,本文只对其做通用性介绍,而对准误差特性取决于地面和无人机系统设计的精密性,所以,本文重点研究了对准误差特性对无人机光通信系统的影响。本文首先建立了在采用捕获、跟踪、对准机制后的无人机光通信系统模型图,在此基础上通过对系统模型进行分析,借助概率分布等数学知识,建立数学模型分析图,然后,综合考虑各种随机参数(主要有地面位置偏移,无人机位置偏移和方向偏移等),推导出了地面与无人机通信时对准误差的概率密度函数,无人机之间通信时对准误差的概率密度函数。并以此为基础,研究分析了以无人机为中继的两跳光通信系统,在综合考虑大气湍流,路径损耗,对准误差等特性,推导出整个通信系统的联合概率密度函数,并在此基础上,给出了整个系统的中断概率、符号错误率等性能指标的闭式表达式,最后,借助计算机仿真,利用中断概率和符号错误率等性能指标衡量各参量变化对系统性能的影响。本文还研究了以无人机为中继的多跳混合射频/光通信系统,利用无人机飞行位置的可变动性,通过折衷考虑无人机覆盖范围和路径损耗,推导出了无人机在中断性能最小时的最佳飞行高度,并在此基础上,利用中断特性分析了不同的对准误差系数对系统性能的影响,最后利用计算机仿真对理论分析结果进行仿真验证。