基于OFDM的高速水声通信系统具有较高的频带利用效率和系统容量,能够有效对抗水声多途信道的频率选择性衰落,并且可以应用DSP技术来降低系统实现的复杂度和开发成本,是近年来水声通信领域研究的热点。以往对水声OFDM通信系统的研究都是在假设循环前缀的长度能够对抗信道多途干扰的条件下进行的,由于水声信道中存在着极强的多途干扰,当信道的最大时延扩展一旦超出循环前缀的长度时,在接收端就会形成码间干扰和载波间干扰,严重影响系统的性能。本文主要针对如何在不增加系统冗余的前提下,当信道的最大时延扩展超出循环前缀长度时仍能保证通信系统具有良好性能这一问题展开研究。本文首先对水声信道的基本传输特性进行了初步研究,并采用N径确定性模型对影响水声通信系统性能的若干因素进行了仿真分析。其次对OFDM技术的基本原理和关键技术进行了深入研究,针对水声信道的特点对OFDM系统参数进行设计,并通过仿真的方法对水声OFDM系统中的一些关键技术对系统性能的影响进行分析。最后在对水声信道多途干扰对接收信号的影响进行详细分析的基础上,对基本的水声OFDM系统结构进行了改进,在接收端进行DFT变换前加入相对较短的时域均衡器,将信道较长的冲激响应缩短到系统循环前缀长度的范围内,以达到在不增加系统循环前缀的条件下,将多途干扰的影响降到最低的目的;并对两种多载波调制技术中应用较为广泛的时域均衡器训练算法在水声环境下进行了比较。理论分析及仿真结果表明,改进后的水声OFDM系统能够在信道具有严重时延扩展的情况下保证通信性能,并且基于MMSE准则的时域均衡算法由于计算复杂度较低,抗噪声性能较好,适合在水声环境下应用。