FSO-CDMA系统把在移动通信中应用广泛的码分多址技术和光通信结合起来,既能发挥CDMA技术抗干扰,抗衰落及协议简单等优势,又能利用光通信丰富的带宽资源,拥有广阔的应用前景,已成为空间光通信领域研究热点之一。在自由空间光通信技术普遍应用之前,我们不能忽视激光在裸露的大气信道传输时易被截获而带来信息泄露的事实,许多研究表明,自由空间光通信存在被窃听的可能性,在光束范围内,可通过透镜分离部分光信号,实现窃听;在光束范围外,也可能由于大气散射而引起信息泄露。OCDMA技术本身具备一定的安全性,但是,在面对一些具有较强针对性,强有力的窃听手段时如能量检测,暴力破解,码字拦截,差分检测时,这些基本安全保障是远远不够的。本文围绕FSO-CDMA系统安全性展开分析,并对其安全性能增强方法进行研究。本项目来源于:国家自然科学基金“自由空间光通信的物理层安全与光编码方法研究”(NSFC 61671306),深圳市学科布局项目“基于光编码物理层安全的光通信关键技术研究”(JCYJ20160328145357990),主要研究工作如下:首先,通过理论推导窃听者通过码字拦截窃听方式破解FSO-CDMA系统成功的概率和期望时间公式,并以此作为衡量系统安全性能的指标,定量分析了窃听信噪比、码字、系统用户数、异步/同步、调制方式和信道状态等参数对FSOCDMA通信系统安全性能的影响。窃听者离发送端距离远,抽取比例少,码字复杂,用户数多,采用PPM调制,湍流强度较大时,系统安全性能好。其次,搭建了FSO-CDMA系统实验平台,模拟了窃听者接获信号破解信息的过程,通过观察光信号编码后的波形和比较合法用户匹配解码、窃听者非匹配解码后信号眼图和误码率,发现实际中使用的基于OOK调制的FSO-CDMA系统安全性十分脆弱。特别是单用户情况下,码字易被破解,且当使用二维地址码时,系统安全性能优于使用一维地址码的情况。然后,针对FSO-CDMA安全性在窃听者据发送端较近窃听信噪比较高时,系统存在较大的安全隐患及安全速率受限的情况,提出基于OCDMA编码与数据加密结合的跨层安全设计方案,进一步增强通信系统的安全性,满足高安全性、高速率的业务需求。并根据前面的分析方法,对跨层安全系统做出安全性评估。最后,针对数据加密带来的两个问题:密钥泄露与开销增大,提出对应的解决方案。信道开放可能会使密钥在传输中泄露,可利用大气信道的互易性结合物理层传输技术实现无需密钥共享的安全通信方案。并利用Optisystem仿真软件对方案进行仿真验证,发送端与接收端无需传输密钥,只需传输相同的导频序列,经信道传输后,双方接收后,经特征量提取、信息调和后皆可得到相同的密钥,且窃听者由于窃听信道状态与主信道不一致,信号衰落不一致,不可能还原出相同的密钥。另采用自适应安全策略,根据信道状态实时调整发射端参数,保证链路每个位置符合安全模型确保整个系统的动态安全。