以发光二极管(LED)为发射端的水下可见光通信(UVLC)系统因器件带宽所限其传输速率较低，且受水质环境影响较大，致使通信综合性能不佳。为提高信道容量与通信质量，将信道复用技术应用在LED-UVLC系统中，以现场可编程门阵列(FPGA)为数据处理核心，搭建LED蓝绿光发射阵列以及雪崩光电二极管(APD)接收阵列，设计出了一个4×4的多信道UVLC系统。我们将系统置于长20 m的水下环境中，以26.7 Mbit/s的通信速率，完成了误码率(BER)约为10^?7的双向传输。实验数据表明，当传输不同大小的数据文件时，对比传统的单输入单输出水下可见光通信(SISO-UVLC)系统，节省了约4倍的通信时间，且与仿真的信道容量增益一致。另外，在水质和通信距离相同的条件下，本系统能获得更优的BER性能。

受水下湍流及水体生物的影响，通信发射光源易产生指向的不确定性，严重增加水下无线光通信的建链难度。针对这一问题，设计了一种基于伺服系统的水下无线光通信系统，该系统基于二维光电转台实现捕获不确定区域扫描，结合CMOS相机实现通信光轴的大视场捕获，最终实现水下无线光通信链路建立。通过实验验证了方案的可行性并对通信单元及伺服单元进行性能测试。实验结果表明，所搭建的系统能够在8.2 s内完成通信光斑的捕获对准，并在通信误码率为1×10^-6的情况下，实现50 Mbps的峰值通信速率。

可见光通信（VLC）由于其传输速度快和保密性强等诸多优势已成为了一种行之有效的水下通信技术。光在水下传播时容易发生散射现象，导致光传播的能量随传输距离的增大而减少，因此改善接收端响应度是实现水下VLC的关键和核心。为此，文章首先针对探测器前端设计了一种新型的全息波导聚光系统，可有效提升水下探测器的信噪比；然后，构建了具有弱光探测能力的低成本硫化锑薄膜探测器。在上述基础上搭建VLC系统，实验结果显示，其接收端探测器的暗电流仅为10^-7 A/cm²，3 dB带宽为220 kHz，响应度达0.2 A/W，且在蓝绿光波段的外量子效率超过70%。因此，新型硫化锑薄膜探测器结合全息波导聚光系统可以实现针对可见光的弱光探测，是一种十分有效的水下可见光接收系统。

水下可见光通信（UVLC）具有高传输速率、大容量、低延时和低成本等优势，已成为水下通信领域可行且很有吸引力的替代方案，应用前景广阔。然而，UVLC性能受到带宽、各种线性或非线性效应等瓶颈问题的局限。为了缓解这些问题，文章研究了基于几何整形的振幅移相键控（APSK）调制和编码映射，提出了基于双向循环神经网络（BRNN）的波形级后均衡器。此外，文章还提出了用基于深度神经网络（DNN）的波形到符号接收机来代替传统的匹配滤波、下采样和后均衡等操作。实验表明，与传统接收机相比，基于BRNN后均衡电压动态范围提升了170 mV（69%），基于DNN的波形到符号接收机电压动态范围提升了245 mV（100%）。实验结果证明，基于BRNN后均衡和基于DNN的波形到符号接收机能有效提升系统性能，是未来UVLC中很有前景的技术方案。