随着人类社会发展速度的逐渐加快,人们对海洋所蕴含的资源也越来越重视。而对海洋资源的开发,无法脱离通信技术的支持,水下通信的技术手段主要分为有线通信与无线通信。其中有线通信受限于线缆特性无法灵活应用,而无线通信手段更为灵活且易于基站拓展。相较于传统的水声通信,水下光通信的通信速率更高,同时为适应水下复杂光信道,通信制式应适时变换才能提供性能最高的水下光通信系统。基于此种情况,本文设计了一种多制式键控水下光通信系统。本文研究了水下光通信信道特性,通过对海水中纯海水、黄色物质以及叶绿素等成分对光子传输过程中的吸收以及散射的影响,证实在波长450～550 nm之间的蓝绿光在海水中衰减系数最小。并利用蒙特卡罗法对水下光信道的特性进行仿真,从而验证以蓝绿光为载波的水下光通信系统实施的可能性。本文对水下光通信算法进行了理论研究,通过编码技术、交织技术、调制与解调技术以及帧同步技术的研究及仿真计算,获得多种编码及调制方式下水下光通信算法的理论基础。其中编码方式选择正反码、循环码以及卷积码,调制方式选择OOK(On-Off Keying,OOK)调制、PWM(Pulse Width Modulation,PWM)调制、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)调制以及Chirp调制,采用集中插入式帧同步技术,完成对多制式下水下光通信信号物理层的构建。本文对水下光通信系统的硬件及程序系统进行设计。硬件系统是基于STM32F1处理器实现的,并在此基础上完成显示模块、存储模块、按键输入模块、信号调理模块以及驱动模块等外设模块的设计。在程序系统中,通过通信算法程序模块的设计实现了水下光通信系统信号物理层部分的构建与解析,利用按键输入模块对通信方式及通信参数进行选择,从而实现多制式键控水下光通信系统。通过串口通信模块可以将通信信号解析结果传输入上位机中进行误信率计算,实现了水下光通信系统的整体设计。本文结合实际使用环境对所设计的多制式键控水下光通信系统进行测试,实验水槽长7 m,通信速率步进提升,对12种制式下不同通信速率逐一进行测试。从而验证了系统的可行性,可以保证在低误信率的前提下实现正常的文本信息传输,并对测试结果进行分析,在不同信道下不同的通信制式可以有效提升系统性能。