在水域监测、水下作业及水下传感网络等领域,水下通信技术有着广泛的应用需求。水下通信分为有线方式与无线方式,在某些特定的环境中,无线通信方式更具优势,因而,水下无线通信技术具有重要的研究价值。水下无线通信方式主要有水下声波通信、水下激光通信及水下电磁波通信等方式。针对浅水区域,浑浊有杂质的复杂水体环境,采用水下声波通信或水下激光通信难以取得理想的效果,而采用长波实现水下无线通信,具有良好的环境适应性,能够更好地满足特定环境中的使用需求,同时,长波在水下传播时的衰减相对较小,有利于实现较远距离的水下通信。为进行水下长波通信设备开发,本文设计实现了一个水下长波收发实验平台,进行水下收发系统的性能测试。本文阐述了水下长波收发实验平台的组成架构及实现方法。针对水下信道环境的特点,使用数字无线通信技术完成系统设计,并加入了扩频通信技术,以满足恶劣信道环境下对通信系统可靠性的要求。在系统架构中,采用可编程逻辑器件(FPGA)完成系统开发,将传统使用分立式器件组合搭建而成的数字通信系统中,大部分的信号处理电路集成在一块FPGA芯片内,通过编程实现其功能,在提高系统可靠性的同时降低了系统的功耗,并且能够根据实际情况对系统功能进行及时调整,使系统具有较高的灵活性。水下实验平台分为水下部分及水上部分,水下部分包括收发端电路、天线及供电电池,水上部分包括便携式数据采集卡及计算机。在发射端,基于FPGA系统,实现了信号FM0编码、m序列生成、直接序列扩频、载波生成及二进制频移键控(2FSK)调制等功能。同时,发射端系统还完成了数模转换及功率放大等功能的设计实现。在接收端,完成了与发射端信号变换相对应的接收信号的还原,通过硬件电路完成2FSK解调功能,将解调信号采集后存入计算机,通过软件编程完成扩频信号的相关解扩、码元判决及FM0解码等功能。最后,进行了水下长波收发系统的性能测试。对设计实现的水下收发实验平台,在发射端设置了多档发射功率,采集了不同发射功率条件下收发端相距不同距离时的多组实验数据,得到各档发射功率对应的水下有效传输距离;进行了加入扩频技术及不加入扩频技术时的对比实验,通过实验数据分析了扩频通信技术对水下传输距离的影响。实验结果表明,在使用相同的发射功率时,加入扩频通信技术可以实现更低信噪比信号的正确接收,提高了系统有效传输距离,达到提高系统可靠性的设计目标;要实现相同的水下有效传输距离时,采用扩频通信技术可以降低发射功率,增强了系统的实用性。