随着海洋事业的不断发展，水声通信的应用范围越来越广。水下数据传输是以数据帧的形式进行的，发射数据帧之前要先发射一段前导信号用来触发检测器接收有效数据。前导信号的误检、漏检都会导致通信的失败。本文针对水下环境中干扰噪声种类复杂多样以及多普勒频移严重两个问题，分别从改进基于匹配滤波的检测算法和改进基于 HFM 的前导波形两个方面开展研究，从而提高系统对前导信号的检测性能。然后通过模拟仿真与海洋实验对改进检测算法以及改进前导波进行性能测试与分析。　　针对水下环境中干扰噪声复杂多样影响前导信号检测这一问题，本文提出了一种改进的前导信号检测方法 N-PT（Normalized-Page Test）。首先本文分别模拟了匹配滤波器（Match Filter, MF）、归一化匹配滤波器（Normalized Match Filter, NMF）、累积和检验算法（Page test, PT）三种检测器在高斯白噪声、单频干扰、冲激干扰、短时带限干扰、相似调频干扰下的性能曲线。综合分析三种检测算法，在 NMF与PT的基础上提出了一种改进的前导检测算法 N-PT。N-PT结合了 NMF与 PT的优势，一方面利用 NMF归一化方法抑制背景噪声与干扰；另一方面通过 PT 的累加过程累积多径信号能量，提高检测性能。　　针对水声信道中前导信号发生大尺度多普勒频移影响检测效果这一问题，本文在 UD-HFM （ Up-Down HFM ）基础上提出了一种改进前导波形UMD-HFM（Up-Mute-Down HFM）。本文首先介绍了几种常用前导波形 LFM、HFM、UD-HFM。其中 UD-HFM 由两个 HFM 组成，它利用 HFM 的多普勒不变性可计算水声信道多普勒尺度因子，但同时牺牲了一定的检测性能，基于此本文提出了一种改进前导波形 UMD-HFM。UMD-HFM对UD-HFM进行了简单编码，通过增加了一段空白间隔避免两 HFM 信号经多径信道后产生波形叠加从而影响检测效果。实验说明相比于 UD-HFM，UMD-HFM在高斯白噪声、冲激干扰、短时带限干扰、相似调频干扰下都能表现出更好的检测性能。　　最后为验证 N-PT检测算法以及 UMD-HFM前导信号的性能，本文利用真实海洋实验数据对其在短时带限干扰下的性能进行了仿真实验。