水声信道的复杂性严重影响着水声通信系统的质量,其严重的多途干扰使得高质量水声通信变得十分困难。时间反转镜技术可以利用水声信道的物理特性对水声信道实现时间和空间上的聚焦,将时间反转镜技术应用在扩频水声通信系统中必将有效地提高系统性能,实现高质量通信。本文主要研究时间反转镜技术在扩频水声通信中的应用。论文首先对时间反转镜技术原理进行了理论分析并研究单矢量时间反转镜技术,以满足水声通信中追求节点结构简单功耗低的要求。随后研究了判决反馈均衡器,并将其与时间反转镜相结合,提出了时反镜判决反馈均衡算法,该算法可稳定高效的实现信道均衡。扩频通信技术具有很好的抗干扰、抗多径的能力,能够在较低信噪比条件下工作,且具有很好的组网能力。本文以直扩系统为基础提出差分扩频水声通信、循环移位扩频水声通信以及组合扩频水声通信,并将单矢量时间反转镜应用到上述点对点扩频通信系统中,保证各个扩频系统能够高效可靠的解码。水声信道的系统冲激响应函数对空间变化十分敏感,这使得不同空间位置上的水声信道的冲激响应函数具有弱相关性。单矢量时间反转镜技术利用水声信道的这一物理特性可应用在多用户水声通信中,聚焦期望用户,屏蔽非期望用户实现空分多址。另外,本文研究单矢量有源平均声强器算法,可以对频带多用户的方位信息分别估计,并以此对矢量水听器进行电子旋转实现定向通信。将单矢量有源平均声强器和时间反转镜相结合,提出具有水声特色的空分多址技术,并与码分多址系统相结合实现高质量多用户水声通信。本文对所研究的算法进行了计算机仿真实验和湖试验证,结果表明:时间反转镜技术与水声扩频通信系统相结合提高了水声扩频系统的性能,为高质量点对点水声通信和多用户水声通信提供可靠的保障。