21世纪以来,世界各国愈来愈重视海洋资源的开发利用,各海洋大国也掀起了海洋科技的热潮。当前主要的水下通信方式有海底光缆通信、水下长波通信和水声通信,但是,这些通信方式存在着诸多缺点,如不利于集成、通信速率低、方向性和保密性差等。水下可见光通信技术作为一种新兴的水下无线通信技术,克服了以上缺点,特别适合水下短距离无线传感网络之间的通信。本文研究与分析了水下可见光通信的关键技术,设计并搭建一套基于FPGA的水下LED多媒体通信系统,具体完成的工作如下:(1)研究目前水下通信的主要方式及各自的优缺点,并阐述了水下可见光通信技术的发展现状。(2)对水下可见光通信系统的关键技术进行分析,研究了可见光在水下的信道特性,从吸收、散射以及其他因素给出分析模型,对光学器件特性以及光电探测器特性进行分析。在光调制技术方面,研究OOK、PPM以及DPIM调制技术的优缺点,最后采用OOK调制技术作为水下LED可见光通信系统的光调制技术。(3)设计开发了基于FPGA的LED可见光通信的硬件平台。在光发射端设计中,主要进行发射端器件的选择以及驱动电路的设计,在光接收端设计中,主要进行光接收电路器件的选择以及接收端电路的设计。通过Altium Designer完成PCB板设计并通过实验验证了光发送端和光接收端电路的可行性。(4)设计了基于SOPC框架的水下LED多媒体通信系统软件,通过NiosII软核处理器对各个模块进行控制。设计了基于PWM-OOK的编码调制模块、以太网通信模块以及音频信号处理模块。编码调制模块实现了 4B/6B编码以及基于PWM的OOK调光技术,以太网通信模块完成数字信号的发送与接收,音频信号处理模块完成音频数据的采集与播放。最后进行软硬件系统联调并通过实验对文本数据和音频数据的传输进行了性能测试。