水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)是一种利用激光为载波,通过海洋或湖泊进行信息传输的通讯技术。与传统的以声波作为载体的通信方式相比,UWOC具有高带宽、高速率、低延迟、抗干扰能力强、保密性好、功耗低等优势。近几年,随着人类对海洋探索和开发力度的加大以及相关技术的发展,UWOC系统逐渐成为各国研究人员研究的热点。然而通过海水进行传输的无线光信号会受到海水的散射、吸收以及海洋湍流的影响,因此如何减少这些因素的影响进而延长有效通信距离是提高UWOC系统性能的关键问题之一。近年来的研究表明,孔径平均技术同样适用于UWOC系统,采用大孔径接收装置,可以抑制海洋湍流引起的光强闪烁效应,进而提升系统传输性能。此外,中继辅助技术可以延长通信距离,多用户分集(Multiuser Diversity,MD)技术利用信道时变性和多用户之间衰落的独立性,通过提升信道容量来优化整个系统的性能。因此,这些技术的结合必然会对改善UWOC系统性能产生较好的效果。论文基于对数正态分布(Lognormal,LN)模型,研究了平行多跳中继辅助和多用户分集技术对UWOC系统性能的影响。具体的研究工作内容如下:1、基于LN分布模型,采用最大最小准则作为最佳路径选择法,针对带有直连链路的平行多跳架构进行研究。基于独立等同分布链路和独立非等同分布链路分布推导出系统的平均误码率(Average bit error rate,ABER)的理论表达式。详细分析在链路长度、温差耗散率、接收孔径以及中继结构变化时,系统ABER的变化趋势。并使用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法进行仿真,验证理论模型和结果的正确性。最后将LDPC信道编码技术引入通信系统,并借助数值仿真分析研究了不同码率、不同最大迭代次数对中继协作的LDPC编码性能的联合影响。2、在UWOC多用户分集系统中,基于LN信道衰落模型引入最大信噪比调度策略、选择调度策略和具有自适应阈值的比例公平调度策略。首先对这几种调度算法的工作机制分别做了简要分析。然后,采用BPSK(Binary phase shift keying)副载波强度调制,分别推导出了最大信噪比算法和选择调度算法条件下UWOC系统的平均信道容量以及平均误码率表达式,并采用MC仿真对以上几种算法平均误码率进行了对比分析。最后研究分析了接收孔径大小以及不同参数对UWOC系统信道容量的影响。结果表明,随着用户数增多,最大信噪比算法总是具有最好的误码率性能,而选择调度算法误码率性能提升很快。同时孔径大小以及海洋参数都对系统信道容量造成一定影响,而且孔径平均效应还会抑制分集增益。本文工作为水下无线光通信系统设计提供了一定的参考。