随着海洋开发和信息产业的发展，高速水声通信系统的需求日益扩大。针对水声信道的特性，实现高速、大容量和高可靠性的通信是水声通信研究的热点。目前对多种不同情况下的水声通信己作了大量的研究工作，其中许多技术已经很成熟，而对高速率的水声通信技术的研究和应用，因为水声信道的特殊性显得相对滞后，适应不了海洋经济和军事技术发展的要求，因此本文以抑制多径传播效应，实现高速、可靠的水声通信为出发点，系统深入地研究了正交频分复用技术和单载波频域均衡技术在水声通信中的应用。 在研究OFDM基本原理基础上，提出了高速OFDM水声通信系统，在信道特性分析的基础上，确定了与信道匹配的保护时间，然后研究了MQAM调制时的不同星座形式，在块状导频分布方案下的信道估计LS算法，LMS算法及其改进算法，仿真研究了多径衰落信道中这些信道估计算法的性能。 在研究和分析单载波频域均衡(SC-FDE)系统基本原理的基础上，首次把该技术引入到水声通信中来，提出了高速SC-FDE水声通信系统。根据水声信道的特性确定系统相应长度的循环前缀，研究了适合做特殊字(UW)的三种序列，接着着重研究了SC—FDE系统的导频插入方法，基于导频的信道估计算法，迫零均衡和最小均方准则下的均衡方法，在多径衰落信道对估计算法和均衡方法进行了仿真验证和比较。仿真结果表明，OFDM和SC-FDE两种技术在水声通信中具有良好的抗多径能力。在西工大航海学院水池进行了水声通信试验，试验证明了基于OFDM的通信方案可以有效克服信号多途传输造成的影响，达到很好的通信效果。