陆上资源的匮乏致使海洋中蕴含的丰富资源越来越引起人们的关注,然而海洋资源开发、海洋信息采集、海洋通信部署等活动都需要强有力的技术支撑,因此水下通信作为各项海洋探索活动的枢纽显得尤为重要。由于水声信道带宽窄、多径效应强、信号衰落严重等原因,水声通信的传输速率一直较低。在此背景下,该文基于DSP硬件平台设计软件无线电架构下的高速水声收发信机,具体工作如下:首先,为进一步提高水下信息传输速率,该文依据软件无线电理念设计了基于DSP的高速水声收发信机的总体结构,并且简要说明其工作原理与硬件组成。在此过程中,深入研究了水声信道特性和收发信机各模块的关键技术,选定调制解调、信道编码、载波恢复、定时同步等,并且以数学推导的方式简单说明收发信机核心算法的原理与实现方法。其次,针对带通采样环境下锁相环初始捕获阶段会造成大量的码元开销问题,该文提出了带通采样快速捕获锁相环,该环以极性判决环为基础,应用采样率处理技术使得环路在较高数据率下进行相位跟踪。然后,整合关键技术,依据总体设计方案,在Matlab环境下仿真软件无线电架构下的高速水声收发信机,并且通过仿真结果验证和分析算法的性能与适用性。最后,充分考虑现有的实验条件,构建硬件实验平台,并且将仿真通过的软件移植到以DSP为核心的硬件平台上,进一步验证关键技术在硬件平台上的适用性。在实验平台上进行联调和测试,验证软件无线电架构下的高速水声收发信机的功能。实验结果表明:系统各项参数设置合理,关键算法适用性良好,收发信机能够实现预期设计的功能。