随着人类对海洋资源开发的深入,水声通信已经被应用到海洋环境勘测等领域。人类对水下高速无线通信的需求与日俱增,使得水声通信成为研究热点之一。水声信道复杂多变,其固有的特性,如传输增益、多径效应、多普勒效应等,容易造成传输信号的畸变。因此,实现水下高速无线通信具有很大的难度。由于水声信道的复杂性,陆地无线通信技术在应用到水声通信中时会出现性能下降的情况。正交调制技术作为一项成熟的技术,在陆地无线通信中具有广泛的应用。这项技术可以有效地对抗多径效应。然而,当存在多普勒频移时,系统的性能会下降。分数阶傅里叶变换是傅里叶变换的扩展,能够将一个信号分解为多个相互正交的线性调频信号。在水声环境中,多普勒频移对线性调频信号的影响较小。针对水声信道的特点,本文提出基于分数阶傅里叶变换的正交调制系统。使用分数阶傅里叶变换取代传统的离散傅里叶变换。通过将分数级傅里叶变换技术与正交调制技术结合,可以有效地改善系统的性能,提高系统抗多普勒频移的能力。本文的主要研究内容包括：1、对水声信道的几个特性,如传输损耗、多普勒效应和多径效应等分别进行了讨论。根据这些特性介绍了两个基于射线理论的水声信道模型：N径时变模型与N径非时变模型。2、对分数阶傅里叶变换和正交调制技术做了简要的介绍。其中包括分数阶傅里叶变换的定义以及离散算法。对不同的离散算法进行了比较。还介绍了正交调制技术的基本原理以及这项技术的优缺点。3、提出了一种基于分数阶傅里叶变换的正交调制系统.首先介绍了线性调频信号以及传统正交调制系统及相应的均衡算法,并给出了系统的框图。将这个系统与传统的正交调制系统进行比较。最后利用Matlab工具对这两个系统的性能进行了比较。比较的内容包括相同信噪比下不同多普勒频率的性能差异,以及相同多普勒频率下不同信噪比的性能差异。对比较结果进行了分析。