水声通信信号的调制方式自动识别和参数的自动估计一直以来都是水声通信领域的一个研究热点。在非协作通信中,没有任何先验知识,水下环境的时空变特性,水声信道严重的多径效应和多普勒效应,对截获得未知信号所携带的信息十分困难。针对水声通信领域中的非协作通信,本文在缺乏先验知识的条件下,同时克服水下信道带来的影响,提取接收信号的识别特征参数,实现未知信号的盲识别。本论文的创新点和主要研究内容包括:1.对非协作通信中的载波频率估计、码元宽度估计和调制方式识别进行了理论分析和基于实测海洋信道及噪声的实验研究,并进行了水池和海上实验。2.基于水声信号的相位特征信息,提出了基于Hilbert变换的码元宽度估计算法,并通过公式的推导和仿真的准确率,验证该算法的可行性。该算法在对加入高斯白噪声并经过水声信道的信号的码元宽度估计结果,与基于Haar小波变换算法的结果对比中,验证了本文提出的算法的抗噪性能。3.提取频谱最大值系数与长度的比值和瞬时频率特征参数,识别调幅信号、调频信号和调相信号。采用幅度紧致性指数识别MASK信号,根据调频信号的功率谱的谱峰数目和包络的均值系数在不同阶数的特征是不同的,以此作为MFSK信号的识别特征参数。4.提出基于二次方谱的MPSK信号的调制方式识别算法,通过计算信号的二次方的频谱最大值系数与频谱长度的比值作为区分2PSK信号和4PSK信号的识别参数。相较于基于高阶累积量的识别算法,该算法有更好的稳健性和抗噪性。5.针对提出的参数估计和调制识别算法,进行水池实验,载波频率的估计误差达到在0.1%以下,而调制方式识别的正确率可以达到94.7%。经过海试实验数据,验证了本文提出的码元宽度估计和MPSK信号识别的算法鲁棒性。