在海洋战略地位不断提升的今天,各种复杂水下作业活动日益频繁,亟需一种高速实时的水下无线通信技术。而水下可见光通信具有高带宽、低延时等优势,成为了研究的热点。但是发光二极管（Light Emitting Diode,LED）较窄的调制带宽成为了限制水下可见光通信系统传输速率提升的瓶颈,为此可使用预均衡技术来扩展LED的调制带宽。此外,还可以引入高通信速率和频谱利用率的直流偏置光正交频分复用（Direct-Current-Biased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,DCO-OFDM）调制技术以充分利用有限的带宽。因此本文基于绿光LED的水下可见光通信系统对预均衡技术以及DCO-OFDM调制解调的现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）实现进行相关研究。主要工作内容如下:（1）首先对水下可见光通信系统进行了详细介绍,分析了LED的调制特性和系统适用的调制方式。然后选择其中频谱利用率最高的DCO-OFDM调制方式作为本文的研究对象并详细分析了其基本原理。（2）基于DCO-OFDM系统的预均衡技术研究。首先测量水下可见光通信系统的频率响应模型;然后分别分析了使用模拟电路和算法扩展LED调制带宽的硬件预均衡技术和软件预均衡技术,并根据测得的系统频率响应参数设计了有限长单位冲激响应（Finite Impulse Response,FIR）预均衡滤波器;之后分析软件预均衡技术中数字预加重算法的基本原理及存在的问题,提出了一种改进预加重算法并对其频谱补偿效果进行了测试。改进算法无需设计复杂的模拟电路和FIR滤波器,还可以有效避免数字预加重过补偿和功率利用率低的问题,能以较低的复杂度达到与高阶FIR滤波器相近的频谱补偿效果。最终使用改进预加重算法将系统的带宽由7MHz提升至了20MHz。（3）基于FPGA的DCO-OFDM调制解调系统及预均衡实现。首先针对不同FFT算法结构的特点,分别设计了不同DCO-OFDM调制解调系统及预均衡的实现方案。然后对各方案分别进行时序仿真,初步验证了设计的正确性。最后选择合适的方案搭建了水下DCO-OFDM可见光通信测试平台,对不同正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）阶数,不同距离,不同带宽及使用了改进预加重条件下系统的误比特率性能进行了测试。结果表明,使用FPGA和使用MATLAB实现调制解调及预均衡的实验测试结果基本一致,充分证明了设计方案的正确性。