海洋是21世纪发展经济及保障军事安全的一个重要领域,随着我国对海洋开发的不断深入以及海洋强国战略的不断推进,水下通信技术成为探索和开发海洋的关键技术之一。水下无线光通信(UWOC)这一新兴的水下高速数据传输手段,相比于传统的电磁波通信和水声通信,具有低延迟、高带宽、低功耗、体积小、保密性高等优点。然而,在目前对UWOC的研究中,仍然有许多挑战,限制着UWOC技术的应用。本文围绕基于发光二极管(LED)的UWOC系统进行了理论研究和技术改进。在水下LED无线光通信系统中,非理想传输特性是限制其发展的瓶颈。针对水下LED无线光通信中非理想传输特性:系统的非线性引起的基线漂移现象、海水信道对光信号的吸收造成的低信噪比及受LED器件带宽限制造成的码间干扰,本文提出了两种克服水下LED无线光通信系统中非理想传输特性问题的方案。首先,针对基线漂移和低信噪比问题提出了结合限长编码和能量检测的解决方案。本文从采用开关键控(OOK)调制的UWOC系统接收电路出发,推导了基线漂移的形成机理,建立了相应的数学模型,采用限长编码匹配系统传输特性,在此基础之上提出了能量检测算法以提高低信噪比条件下的检测性能。仿真结果表明,结合限长编码和能量检测的方案可以有效提高通信的稳定性。其次,针对水下LED无线光通信系统通信速率低的问题,提出了软切换双模式盲均衡算法。本文结合自适应滤波文献中有关滤波器组合的最新进展,将常数模算法(CMA)和判决引导(DD)算法的输出通过混合参数进行凸组合,并通过迭代更新混合参数,实现两种均衡算法之间的自动切换,而无需人为设定切换阈值。此外,推导了在非平稳环境中软切换双模式盲均衡算法稳态均方误差的数学模型。仿真结果证明算法的稳态性能与理论计算一致,与其他均衡算法相比具有更好的性能。最后,搭建了实验平台,对仿真得到的结论进行了实验验证。对比分析了实验结果与仿真之间的差别,证明本文所提出的抗非理想传输特性方案具有良好的性能,可为后续的水下LED无线光通信系统设计提供参考。