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海洋资源的勘探和开发,对于水下实时通信的质量要求越来越高。而电磁波因在水下衰减极快,限制了其在水下环境的应用。利用音频频段的水声通信,虽然能传输较远距离,但其速度及实时性受到限制。针对水声通信中,声波的带宽相对较低,速率较慢的问题,本文提出了在发送端使用多进制数据传输的方式,相对于普通的二进制调制方式,能显著提高单位码元信息量,在带宽限定的条件下,大幅提高通信速率,有效利用了信道带宽。但采用多进制数据传输,降低了传输信号的信噪比,同时,在系统的接收端,由于水声信道的低通特性以及强多径效应会造成严重的码间串扰现象,针对此问题,本文对接收端的信号处理方式做了大量的分析研究,确定了使用信道均衡作为接收端的信号处理方式。首先,分析现有的均衡器结构,在FFE-DFE组合均衡器结构的基础上,加入了SAG判决引导算法,提出了一种新的均衡器结构,解决了误差扩散问题。而后,分析了现有的均衡器权系数迭代算法,针对现有迭代算法在处理码间串扰问题时,存在收敛速度慢,稳态误差大,算法复杂不易于硬件移植等问题,提出了一种基于反余弦步长函数和三参数调整因子的快速收敛的自适应变步长LMS算法。通过MATLAB对三参数因子α,β,r进行算法仿真,优化算法性能,得到算法的最优参数。并将本文算法与固定步长LMS算法,基于修正反正切的变步长LMS算法以及基于双曲正割函数的变步长LMS算法的收敛性能和稳态误差进行仿真比较,仿真接结果表明本文提出的算法的收敛速度较固定步长的LMS算法提高了57.9%,稳态误差下降5dB,较双曲正割LMS算法和修正反正切LMS算法分别提高了26.3%和15.8%,并且算法的稳态误差下降了1~2dB。最后,将算法移植于ARM信号处理模块,搭建了水声信道实验环境,通过在发送端使用STM32单片机输出4ASK调制基带信号,并在接收端使用ARM信号处理进行均衡处理,进行了水声信道实验。实验表明,经水声信道造成的码间串扰影响的信号经过均衡器后,得以恢复,该系统能够实际克服多径效应造成的水声信道码间串扰问题。