水声信道是非常复杂的信道,具有严重的时、空、频变现象。多途与色散等会导致通信信号的严重畸变,成为影响水声通信系统可靠性的制约因素。在如此恶劣的信道环境下进行信息传输是巨大的挑战。为构建较高速率且可靠的水声通信系统,本文采用利用去斜压缩解调的Chirp扫频-扩频系统,可令通信速率成倍增加。但通信速率的提升对系统抗干扰的能力提出了更加高的要求。所以,本文主要研究扫频扩频系统的关键技术,主要从同步和信道均衡两个改进点着手提高系统的可靠性。本文针对对称三角线性调频信号(STLFM)在分数阶傅里叶域的特殊性质设计了一种同步方法。在同步窗口正确时,STLFM分数阶傅里叶变换(FRFT)域上具有双尖峰对称性。利用FRFT域上两个尖峰的位置偏移可估计并矫正同步信号的多普勒频移和时间延迟,进而利用FRFT域上两个尖峰的峰值差可实现对同步跟踪环路的精细调整。本文将信道均衡技术与扫频扩频系统结合,进一步提高系统抗码间串扰能力,降低因系统提速而带来的频率选择性衰落加剧和性能恶化。本文将时、频域线性均衡与扫频扩频系统结合,构建系统均衡模块。在此基础上结合时、频域Turbo均衡、分数阶傅里叶域均衡,对均衡模块进一步改进。最后分别在Bellhop信道模型、Raytracing信道模型、五缘湾试验信道进行性能仿真,结果表明系统抗多径能力明显提升。本文主要工作情况概括如下:1.首先系统的介绍了研究背景意义、同步技术现状以及均衡技术研究。2.介绍了扫频扩频系统的基础系统原理,阐述其优缺点和性能改进空间。然后就第一个改进点——同步展开讨论。以对称三角调频信号为同步信号,提出了一种基于对称三角调频分数阶域对称性的同步算法,并在三种模型信道下仿真性能。3.研究信道均衡技术。介绍时域均衡、频域均衡,并使用线性均衡结构进行均衡方案的基本实现。在模拟信道下仿真性能,测试均衡模块性能。4.在实现时、频域线性均衡的基础上,采用时域、频域turbo均衡结构,以及分数阶域线性均衡结构,对均衡的抗码间串扰能力作进一步提升,并在模拟信道下仿真性能。