水声信道复杂多变且带宽严重受限使水声通信面临巨大的困难。如何在这样一个大衰减、强多途、窄带宽和强噪声的信道中实现可靠的水声通信具有非常重要的民用和军用意义。由光学相位共轭技术衍生来的时间反转技术,可以在完全没有先验知识的情况下,自适应匹配信道,通过重组多径信号来抑制码间干扰。论文首先针对虚拟时反提出两种时延估计算法；其次细致分析了被动时反水声通信系统和虚拟时反水声通信系统的性能；由于经过时反处理后的水声信号仍具有残余码间干扰,本文提出了适应于较低信噪比环境的频域均衡器和自适应变参判决反馈均衡器,搭建了结合均衡技术的时反水声通信系统,并于厦门市五缘湾海域进行了系统性能测试。论文的主要研究内容及成果如下所示：1、搭建虚拟时反水声通信系统,针对虚拟时反提出了两种信道多径时延估计算法：基于chirp信号的匹配相关法和基于幅值最大的WRELAX循环迭代非线性最小二乘法NLS算法。相同环境条件下,前者计算简单,后者具有更高的分辨率和抗噪能力,但复杂度高,效率低,实际应用时可以在效率和可靠性上折中选择。2、以被动时反水声通信系统为例分析了时反通信系统的空时聚焦性,得出单阵元时反适用的多径信道结构条件；多阵元时反由于引入分集增益,弥补了单阵元被动时反对信号频谱能量差距加大的弊端,使信号整个频带内能量提升,提高了信噪比。3、搭建了结合均衡器的时反水声通信系统。提出变参自适应判决反馈均衡器和针对虚拟时反系统的频域均衡器,BELLHOP模型的性能分析表明结合均衡技术的时反通信系统相对于时反系统具有明显的优越性。