水下可见光通信（Underwater Visible Light Communication,UVLC）是一种利用光波作为载体在水下介质中进行信息传输的技术。与传统的水声通信和射频通信相比,UVLC具有污染小、安全性高、时延低、传输速率快等优点。然而,光束在水下环境中进行信息传输时会受到水体吸收、散射和湍流的影响,导致系统传输效率降低。针对水下可见光高速数据传输过程中信号受衰减和衰落问题,本文对可见光在湍流信道中的传播特性进行研究,搭建了水下可见光多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）通信系统,利用空间分集来降低信号受深度衰落的影响。由于湍流强度的增加,信号受衰落的影响逐渐增大,只采用空间分集技术已不足以获得良好的可靠性,本文提出一种基于最大比合并的光束成形算法,优化发射端对光束的控制,重新分配光功率并在接收端将经历不同路径的衰落信号进行合并,以此达到抵抗强湍流的目的。本文完成的主要研究工作如下:（1）针对湍流造成信号衰落的问题,采用空间分集技术来抵抗湍流的影响。首先,搭建水下可见光MIMO空间分集通信系统,利用接收拒绝采样算法生成服从混合指数广义伽马分布的随机衰落系数,基于混合指数广义伽马分布模型分析三种常见的接收合并对湍流的抑制作用。然后,在发射端引入光束成形技术,通过对光功率重新分配,用以抵抗湍流引起的光强闪烁效应造成的信号衰落影响。仿真结果表明,湍流强度与系统误码率成正比,采用最大比合并可以最有效抑制湍流造成的信号衰落,降低系统误码率;在发射端引入的光束成形也可以有效抵抗湍流影响。（2）针对强湍流带来的严重信号衰落问题,提出基于最大比合并的光束成形算法提升系统可靠性。通过空间分集经历不同路径合并接收信号,建立信噪比最大化目标下的光束成形优化模型。在非负光信号和总功率约束条件下,求解最优光束成形矢量,并通过反馈链路发送给发射端,将光功率重新进行优化分配,给衰落小的信道分配更多光功率,形成具有最大信噪比的目标光束。在水下可见光MIMO系统中对不同湍流强度下误码率性能进行仿真分析,以验证所提算法对系统改善的有效性。实验结果表明,当误码率为10-6数量级时,在弱湍流和强湍流情况下,与2×2的系统相比,4×4的系统信噪比分别得到约6d B、4.6d B的提升;进一步,在4×4的系统中,在弱湍流和强湍流情况下,本文所提算法与采用光束成形算法和最大比合并算法相比,系统信噪比分别提升约0.6d B、1.8d B和2.2d B、4d B。该算法可以有效克服湍流带来的信号衰落,提升系统的可靠性,且湍流强度越大带来的增益越明显。