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随着世界经济的快速发展,人类社会所面临的资源短缺压力日益严峻,而占地球表面积70%的海洋有望成为未来的资源接替空间。近年来新兴的水下自航式机器人(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)、水下无线传感器网络及原位定点观测系统等一系列新的观测方法,依靠水下无线通信技术实现信息的交换,为获取海洋时空变化资料提供了一种全新的实时监测手段。随着光学、声学图像传感器在水下监测的应用日益普及,传统的声学无线通信带宽已不能满足水下海量信息的无线传输需求,光学无线通信技术具有带宽高、数据传输率高、延迟小、方向性强等优点,为水下近距离的宽带数据无线通信提供了可行方案。本文根据水下无线光通信特点,从理论分析和计算机模拟等方面开展研究,为水下宽带无线光通信系统设计及实施提供了依据,主要完成工作如下：(1)介绍了水下光无线通信系统的基本原理,根据海水信道特性建立了水下光通信链路模型,分析了的PIN (p-i-n Photo-Diode)光电二极管、雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode, APD)和光电倍增管(Photomultiplier Tubes, PMT)三种接收器件的原理、结构及性能,为水下光学无线通信系统的仿真模型奠定了基础。(2)根据光通信系统中的收、发器件特性,建立了基于LED (Light Emitting Diode)发射模块、PIN光电二极管接收模块、雪崩光电二极管(APD)模块和光电倍增管(PMT)模块的数学模型,并对数字调制技术进行了介绍和分析。(3)基于OOK (On-Off Keying)和PPM (Pulse Position Modulation)调制解调技术,对基于三种接收器件的可见光水下通信系统的视距通信性能进行了仿真和评估；开展了水下非视距光通信的仿真研究,探讨了新的水下数据传输方法的可行性。