提出平均散射相函数，更为准确地反映了云滴粒子的角散射强度分布特性；基于概率论和随机迁移理论，以马尔可夫数据链的形式建立多次散射随机分析模型，借助蒙特卡罗仿真得到给定通信几何构架下的非视距大气光散射链路路径损耗特性；针对大气链路中有无云存在两种实际，从大气气溶胶散射和云散射两个方面分析非视距大气光散射链路的最优化通信构架设计；通过模型仿真结果与实地实验数据的对比验证了分析的合理性。结论与波长相关，实验及仿真均采用808 nm波长的激光二极管(LD)作为光源。

提出地对地链路的云散射模型，用于分析不同类型云对给定波长信号光的信道传输特性。通过模型仿真，定量分析不同通信几何结构条件下，三种云的路径损耗预测，分析了发送、接收仰角、发送光束束散角等因素对路径损耗的影响。结果表明，当接收视场角固定时，最佳通信距离随着发送、接收仰角的增大而减小；当发送光束束散角很小(1°以下)时，需要调整发送仰角使得信号光源在云层下界形成的光斑位于检测器垂直上方，以达到接收能量的最大值；当发送光束束散角较大时，应调整发送、接收仰角使一次有效散射体积最大，使得接收能量最大。通过实验测量云散射链路的路径损耗，验证了结论的正确性。结论与波长相关，选用620 nm和808 nm两种波长激光二极管作为实验及仿真的光源。