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随着海洋事业的发展,具有覆盖面积广、灵活实时等特点的水下传感器网络技术日益成为资源勘探、环境监测、领海防御等方面重点发展的一项新兴技术。作为水声通信网的重要组成部分之一,水声Modem负责各个通信节点之间的数据传输与交换,具有不可替代的作用。因此,发展高效稳健的水声通信Modem具有很强的必要性以及很好的应用前景。本文以单载波水声通信算法为主题进行展开,针对浅海水声信道多途扩展严重的问题,进行适用于浅海复杂多途信道的单载波水声通信方案设计与仿真研究,确定合理的单载波通信算法即基于被动时间反转镜的双向判决反馈均衡,并在TMS320C6655处理平台进行嵌入式开发,为实现具有较高可靠性的单载波水声通信系统奠定基础。首先对浅海水声信道特征进行分析研究,多途扩展、带宽有限和时变性,给信号的传输带来了极大的影响。当前单载波水声通信面临的主要困难是码间干扰,时域均衡可以有效地抑制多途引起的码间干扰,降低误码率,是常用的均衡手段。针对时域均衡中的自适应信道均衡,论文分析了两种常用的均衡器结构:线性均衡器和判决反馈均衡器,以及两种自适应算法:LMS、RLS。对另一种时域均衡技术被动时间反转镜,仿真了其使用的两种压缩感知信道估计方法:MP算法和OMP算法,对比二者的信道估计性能。针对自适应均衡与被动时间反转镜的缺点,提出来二者级联的方案。再根据水声信道冲激响应函数的不对称性,提出了双向判决反馈均衡器。最后,对论文采用的通信方案基于被动时间反转镜的双向判决反馈均衡进行了仿真研究,证明了算法的有效性与可靠性。针对通信算法的实现部分,首先对TMS320C6655的性能及平台进行简要介绍,并设计了C语言程序的实现流程。根据实际应用情况,将乒乓操作、基于FFT算法的线性卷积和重叠相加法相结合实现快速的同步与滤波。再通过联调测试验证算法实现的正确性。最后利用外场试验采集的数据对通信方案进行验证。在MATLAB环境下分别使用正向、反向和双向判决反馈均衡处理多通道的信号,对比其均衡效果。使用TMS320C6655对单个阵元的信号进行均衡,以验证通信算法嵌入式开发的正确性,为后续水声通信Modem研制奠定基础。