本文研究了水声通信系统中复杂的水声信道环境对传输信号的影响,主要包括传输带宽较窄使传输效率较低,多径效应和多普勒效应对传输信号造成的频率和时间双选择性衰落的影响等特点,展开了对水声通信系统传输中的水声信道估计关键技术的研究。主要研究内容如下:1.根据已知水声信道参数建立了基于OFDM调制方式的水声通信系统,分析了水声信道环境特点,选择瑞利衰落信道模型,为全文信道估计技术的研究提供了环境背景。2.研究了传统的基于导频辅助的信道估计算法,首先阐述了插入导频的方式,研究了传统的导频处信道频率响应估计算法,包括最小二乘法,最小均方误差法,并分析了一种复杂度较低的低秩线性最小均方误差法,研究了一阶线性插值、二阶多项式插值以及三次样条插值算法。仿真实现和分析以上信道估计算法。3.利用水声信道的时域脉冲响应的稀疏性研究了基于压缩感知理论的水声信道估计技术。介绍了压缩感知理论知识,包括稀疏变换矩阵的分类,恢复矩阵的设计方法,以及重建算法的实现步骤。研究了OMP、ROPM、Co Sa MP以及MMP重建算法原理并分别进行算法在不同稀疏度和不同采样值下的仿真分析。4.基于最小互相关准则提出了一种适用于水声信道的恢复矩阵设计准则,通过大量重复试验确定了优化后的最小互相关准则中的关键参数值。在水声通信系统模型中对这种优化准则进行了仿真实现,分析其改善后的优势。5.提出了一种新的导频位置选择算法。并在本文提出的优化后的最小互相关准则的条件下,对导频排布算法进行仿真实现,提高了信道估计算法的鲁棒性和准确性。通过对水声通信系统传输中信道估计的关键技术调研,详细研究了基于压缩感知理论的稀疏水声信道估计技术,提出了一种优化的恢复矩阵设计准则,并在此基础上提出了一种高效的导频位置排布算法,提高了信道响应恢复准确性,改善了系统传输性能,对实现高速准确的水声通信系统具有重要意义。