由于海洋环境条件的复杂多变,如多途干扰等时变、频变、空变随机特性,使得声信号在海洋信道中的传递存在着强烈的畸变和涨落。同时,水声信道的高环境噪声、有限频带、传输时延大等特点又极大地降低了水声通信系统的可靠性、有效性。因此对水声信道进行研究,分析其特性,是设计水声通信系统的基础意义重大。本文主要进行了水声通信中信道的声场模型分析与仿真和水声信道对水声信号的影响分析工作,并将水声信道的时变特性与通信系统的性能分析联系在一起,分析了不同水声信号在衰落信道中的误码率,为通信系统设计提供了理论基础。本文首先详细介绍了波动方程的理论推导,接着从波动方程出发介绍了水声信道的五种声场模型,重点介绍了简正波模型、射线模型和抛物线模型的数学物理基础,以及在环境模型处理中的应用可行性。总结分析了五种模型的适用条件,以及在实际应用中的优缺点。然后用Kraken简正波模型对浅海信道的传播损失特性进行了分析;用基于波束跟踪算法Bellhop射线模型对深海信道不同深度的本征声线进行了分析。第四章提出了二种通信技术方案,即MFSK调制、PSK调制,研究了各种调制方式的特点,以及在不同的系统要求情况下,如何进行调制方式的选择。最后将水声信道的时变特性与水声数字通信系统结合起来,通过仿真研究了在信道服从平坦瑞利衰落情况下,各种调制方式的误码率以及在频率选择性衰落信道下传输距离和相位噪声对误码率的影响。