现代信号处理的重要课题之一是在一定意义下对信号进行最优估计，即通过利用某种最优准则将有用的信号从被噪声干扰和污染的观测中尽可能精确的估计出来。本文利用带乘性噪声系统对水声信道进行建模，并基于线性最小均方误差准则，利用带乘性噪声系统的最优滤波、平滑算法对水下接收信号进行处理，对发送的字符信号进行估计。水声信道多途效应明显，存在衰落、散射等特性，因而水声通信系统的接收信号会有严重的码间干扰。同时信道的损耗特性明显随时间随机变化，不断对声波进行能量转换，使信道增益随机变化。本文引入高斯乘性噪声来刻画信道的波动，即认为海洋水声信道是带乘性噪声系统模型，并完成以下研究工作：1、针对单发送多接收水声通信系统，根据离散的基带接收信号的表达形式，利用估计出的水声信道参数，并结合乘性噪声的作用机理，建立带乘性噪声系统的状态空间模型，将水下信号处理转入到带乘性噪声系统的状态空间模型中来。2、对于水下传输信号为bpsk或qpsk水声字符的水声通信系统，由所建立的状态空间模型表达，发送字符即代表信道状态方程的动态噪声。故针对动态噪声服从二值或四值分布的情况，对带乘性噪声的状态空间方程进行一定变换，并基于投影定理给出了线性最小方差意义下的状态最优滤波算法，且在此基础上进一步给出了最优平滑算法。3、由于状态向量中的第一维与发送的水声字符信号之间存在一一对应关系，进而利用滤波及平滑算法，可实现水声字符的估计。4、计算机仿真结果表明基于滤波、平滑算法的水声字符估计能有效克服码间干扰和噪声污染，验证了算法的有效性。