近年来,随着海洋资源的开发和国防事业的高速发展,如何在水下环境中提供高速高可靠的信息传输成为水声通信研究的热点。然而水声通信面临许多挑战,多径传输引起的码间干扰,复杂的水声环境引起的脉冲噪声干扰,以及由收发设备之间的相对运动和海水的波动引起的多普勒频移,严重影响水声通信系统的性能。特别是,由于声速远低于光速,因此上述问题对水声通信系统的影响远高于陆地无线通信系统。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)虽然能有效解决多径信道引起的码间干扰,但当存在脉冲噪声和多普勒频偏时,不仅降低了OFDM每个子载波上的信噪比,而且引起子载波干扰,造成OFDM系统性能下降。为此,本论文围绕OFDM水声通信系统的脉冲噪声和多普勒频移开展研究,主要工作如下:1.针对OFDM水声通信系统中的脉冲噪声干扰问题,提出了一种基于正则化阈值迭代的脉冲噪声抑制方法。首先建立了水声通信系统模型,通过构造一个空子载波矩阵,利用脉冲噪声在时域上具有稀疏特性,建立估计脉冲噪声的优化问题模型。为了求解该非凸问题,采用正则化技术和阈值迭代方法估计出脉冲噪声的值,从而消除脉冲噪声的影响。仿真结果表明,所提方法的性能优于限幅法、正交匹配追踪法和最小二乘法的性能。2.针对脉冲噪声和多普勒频移共存的OFDM水声通信系统,提出了一种基于交替迭代的脉冲噪声和多普勒频移实现方法。该方法分两步实现,第一步假设多普勒频移的初始值为零,利用观测矩阵从接收信号中提取脉冲噪声,通过基于压缩感知的正则化阈值迭代法估计出脉冲噪声,第二步将已估脉冲噪声代入原问题,根据空子载波能量最小化方法构建估计载波频移的值。为了提高估计精度,上述两步迭代可多次交替实现,直到算法收敛为止。仿真结果表明,所提算法性能优于单独抑制脉冲噪声或补偿多普勒频移算法的性能。