本论文研究一种双向水下通信技术平台,达到水下Modem的隐蔽、高速、可靠通信的目的。针对水下Modem的能源限制,解决水声通信的超低功耗问题,使其具备较长的生存周期。论文从研究传播损失,预估发射功率出发,介绍了硬件、软件设计以及整个系统功能的实现。首先仿真了不同水文条件下的传播损失,预估了水声通信系统在甚高和低环境噪声下,系统所需要的最小发射声源级,从而估算出声功率和对应的电功率,再根据电功率值设计功放。然后分别设计相应的接收系统与发射系统,在接收系统中,从硬件和算法两方面来降低功耗。硬件上,按要求设计了适合的低功耗硬件通信平台:包括超低功耗、低处理能力的休眠值守单元与低功耗、较高处理能力的信号处理单元;选择低功耗的DSP芯片TMS320C5505,同时减少了平台硬件的使用规模;算法上,将可靠的水声通信技术移植到低功耗平台,并通过汇编语言优化,降低了运算量,提高了运算速度,从而达到降低整个系统功耗的目的。在发射系统中,设计了新型功率放大器。以开发板TAS5706EVM2为基础并对其进行裁剪,增加相应的匹配网络、驱动及数字通信接口,实现对指定频率输入信号高效率的功率放大。TAS5706A功放板有以下特点:功放芯片TAS5706A输出模式采用BD模式,此模式更适合感性负载,不需要功放输出级添加滤波器。输出增益可调节,调节范围:-100dB~+24 dB,可满足多种发射输出功率的需求。最后进行了水声通信性能测试、低功耗硬件平台测试以及最终的海上试验,低功耗水声通信平台在水池试验中,测得的功放消耗的电功率9.87W@7kHz,16.45W@8kHz,DSP功耗为75.3mW。在海上2km试验中,达成了发射电功率4.4W×1kbps、发射电功率0.28W×100bps的结果,相关性能指标满足使用要求,整体系统测试达到了预期的目标。