随着人类社会的发展,地球上的资源和能源越来越紧缺,地球总面积的70%是海洋,但人类对海洋资源的开发还不够成熟,同时海洋也拥有重要的军事战略价值。在这样的前提条件下,水声通信技术成为当前研究的热点。研究表明,多载波方案很适合应用于水声通信中。目前多载波水声通信技术已经获得了长足的发展,但由于水声信道这种双选衰落信道的特殊性与复杂性,使得在无线通信中已经较为成熟的OFDM方案在水声通信应用中还存在一定局限,主要体现在以下两个方面:1.当前的研究对于多径信道所引起的频率选择性衰落的解决方案还不够完善,最佳的信道均衡器还有待进一步研究。2.水声信道是典型的双选信道,较大的多径效应以及多普勒扩展会对信号造成严重的频率选择性以及时间选择性衰落。目前对于水声通信时间选择性衰落的处理方案还有待进一步完善。针对水声信道稀疏多径、快时变等特性,本文以OFDM以及分集技术为基础,提出稳定可靠的水声数据通信方案,解决中远距离水下高速信息传输问题。主要研究以下三个方面的内容:1.针对水声多径信道的频率选择性衰落问题,仔细研究已提出的基于频率分集的酉变换OFDM方案,在此基础上分析已有的迫零检测和最小均方误差检测算法的局限性,提出改进的检测方案。在ZF检测方案的基础上设置针对信道衰落能量的门限,去除掉严重衰落的子载波,防止噪声的放大以及扩散现象,从而提高误码率性能,并作详细的理论推导与仿真分析。2.针对水声信道的时变特性,研究了时变信道的BEM建模方式,在BEM建模的基础上研究时变信道的时不变处理方法,将时变信道转化为频域上的对角信道,使之适用于更高效的OFDM检测方法。3.针对水声信道的双选特性,提出在该信道下改进的酉变换OFDM实施方案。该方案在BEM建模以及时变信道的处理的基础上,在收发两端加入酉变换处理,从而通过时-频分集来抵抗信道的双选衰落,进一步提高传输性能。