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随着海洋探测研究的不断深入，人们对水下无线通信技术提出了更高的要求。目前水下信息传输常用的是长波通信和水声通信。长波通信系统速率极低且接收天线和端机体积非常大，严重限制了其在海水中的应用。现阶段水声通信技术实现较成熟，在军事领域得到一些应用，但是由于其具有传输时延大、通信速率低、容易被监听、带宽窄、功耗和体积大等缺点，使得大容量的音视频、高清图像等的实时传输变得十分困难，因此迫切需要发展高效的水下无线通信技术。 水下LED光通信技术是近年来提出的一种新型水下无线通信技术，它较水声通信和水下长波通信而言具有通信速率高、传输容量大、抗干扰能力强、保密性好、尺寸小以及功耗和成本低等优点，在未来海洋勘探及资源开发中势必将发挥重要作用。本课题针对水下短距离高速通信技术的需求，提出并设计了一套基于蓝光LED的高速水下光通信系统，并实现了视频数据的实时传输。论文主要工作概述如下： （1）对海水的吸收与散射特性进行分析，建立了水下光的传输衰减模型，并在该模型的基础上，建立了不同海域中光的通信链路模型。为光波段的选择以及在海水中可传输的最远距离等提供了理论依据。 （2）对水下光通信系统中常用的相干光调制技术和强度调制/直接检测技术（Intensity-Modulation/Direct-Detection,IM/DD）进行了分析对比，并对IM/DD通信系统中几种常用调制技术的性能进行了理论仿真，得出多进制脉冲位置调制（Multilevel-Pulse Position Modulation,M-PPM）是目前最适合水下LED光通信系统的调制方式之一。 （3）分析讨论了目前数字通信中常用的时钟同步技术及它们在基于IM/DD光通信系统中的不足，在此基础上提出并设计了一种适用于IM/DD系统中的基于内插的高速时钟同步方案，并对其进行了测试分析。 （4）通过对大功率LED驱动技术的研究，设计了一种恒流、恒压偏置的高功率、大带宽的LED驱动电路。 （5）设计并完成了基于FPGA的高速水下光通信系统，对系统的误码率和视频传输效果进行了测试。误码率测试结果表明，通信速率为10Mbps时，系统误码率小于10-7。视频传输测试结果表明，传输速率为10Mbps，传输距离为0.7m时，系统能高效的进行实时视频的传输。