蛙人水声语音通信系统是水下蛙人单兵作战和蛙人编队作业的重要装备。在众多调制方法中,单边带语音通信体制具有稳定性高、较好的保留说话者音色等优点,但是不具备多途抑制能力且易受噪声影响。另外,蛙人编队作业时,来自不同蛙人的语音在接收端混叠输出造成互相干扰也是一个亟待解决的问题。本文在水下蛙人单兵(编队)单边带语音通信体制的应用背景下,研究基于复倒谱特征滤波器和最小相位分解的盲多途抑制方法以及基于Fast ICA的多用户通信语音盲分离方法,提高了蛙人单兵单边带语音通信系统的抗多途能力和蛙人编队语音通信系统的用户容纳量。首先,研究了基于复倒谱特征峰值滤波器的多途抑制方法。该方法根据调制语音和水声信道在变换域的分布区域不同,有效地滤除了多途的幅度分量;针对复倒谱特征滤波器存在的相位卷绕和复数相位计算困难的问题,进一步提出基于最小相位分解的改进算法;进行对比试验,验证了改进算法的有效性;同时,在不同信噪比条件下验证算法的适用性,对较低信噪比的情况提出加入语音去噪预处理,改善了低信噪比条件下的算法性能,并利用湖试试验数据验证了上述算法性能。其次,研究了基于Fast ICA的多用户语音盲分离方法。该方法针对负熵衡量信号非高斯性的目标函数最大化寻优问题进行求解,完成混叠语音的分离。针对三、四用户低信噪比通信的情况使用带噪Fast ICA修正算法,进一步提高了该条件下多用户语音通信的抗失真特性和抗干扰特性。仿真混叠矩阵对二用户盲源分离算法的影响,给出算法性能变差的原因和特定场景下的临界值计算方法。考虑到蛙人语音在水声信道传输的实际状况,仿真多途干扰背景下的盲源分离算法效果,验证了二用户系统的算法有效性,并分析三用户系统算法效果一般、预处理算法效果不佳的原因。通过对不同蛙人数量和不同信噪比条件下的算法效果进行仿真验证,并利用试验数据验证了上述算法的性能。最后,基于TMS320C6655平台完成了抗多途蛙人语音通信算法的设计与嵌入式实现。介绍了抗多途蛙人语音通信系统的接收模型和DSP平台的数据接收流程;根据接收实时性的要求,提出基于重叠保留法的分段语音实时处理模型。通过仿真分析,确定该模型的具体参数;利用仿真数据和试验数据证明算法的可行性,完成抗多途蛙人语音通信算法的嵌入式实现。