无线光通信是一种以光作为传播载体、以自由空间为传播信道的通信技术,在移动通信用户数量爆发式增长,无线频谱带宽愈发紧张的今天,无线光通信技术由于其大带宽的优势受到了广泛关注。紫外光通信作为无线光通信中的一种,具有背景干扰小、非视距通信等特点,可应用于特殊场合满足特种通信的需要,因此具有重要的研究价值和广泛的应用场景。紫外无线光通信技术仍处于起步和发展阶段,尚有一些关键技术问题有待解决。紫外通信的传播信道是大气自由空间,具有传播的开放性、信号接收地点的复杂性和多样性,给紫外光信号的传输带来了很多不确定因素,因此要结合多种通信技术来提高系统的可靠性和灵活性。深入了解大气紫外光信道的特性,根据实际应用需求设计不同的通信系统方案,不断提升通信系统性能,这些都是紫外无线光通信的热点和难点。论文以国家自然科学基金项目为依托,围绕紫外非视距扩频通信的基础理论与实验展开研究,主要创新工作如下:(1)建立了可分析信道脉冲响应的蒙特卡罗紫外多散射信道模型,得到了不同收发仰角、波束角、视场角、通信距离以及不同天气情况下的信道脉冲响应。分别从脉冲展宽和信道损耗两个方面分析了不同信道场景参数对信道脉冲响应的影响。通过实验在一定程度上验证了模型的准确性,并推算了紫外通信距离的上限。(2)针对紫外通信系统中干扰过大的问题,提出并实现了紫外扩频通信技术方案,完成了紫外扩频通信的系统仿真和实验,结果表明扩频方案能够有效降低紫外通信系统的误码率,提高系统性能。(3)针对紫外信道损耗非常大、接收端光信号十分微弱的问题,提出了紫外RAKE接收分集方案。该方案基于紫外扩频系统,利用紫外光信号的多径传播,将多径信号分别进行加权调整、复合成为加强的信号以提高接收端的信噪比。论文分别仿真了选择性合并、等增益合并和最大比合并三种合并方式的系统误码率并进行了比较,结果表明RAKE接收方案可在一定信噪比情况下有效降低紫外通信系统的误码率,但当信噪比过低时,RAkE接收效果不理想。