长的传输时延、多普勒扩散、频率选择性衰落以及有限的可用带宽等诸多因素,决定了水声通信信道的复杂性。水声信道的这些特性阻碍了水下高可靠性、高速率通信系统的发展。　　 单载波频域均衡(SC-FDE)技术,不仅可以有效对抗信道的频率选择性衰落,实现高速率、大容量的通信传输,而且能够避免SC-TDE复杂度大和OFDM峰均比高的不足,成为未来高速水声通信的重要组成技术。　　 多径信道下的高速率通信通常需要在接收端知道信道的响应。基于训练序列的方法通常被采用,其利用已知的发送序列捕获信道的时间、频率、空间信息,根据输出信号重建信道冲激响应。传统的信道估计方法,典型的有线性重建技术,被认为是适合具有丰富多径的信道估计。然而,水声信道具有非常长的延时传播,但却有限的多径。因此水声信道具有稀疏特性。在论文中,我们就近年来前沿的一种理论:压缩传感,提出了SC-FDE水声通信系统的压缩传感信道估计方法,可以采用很少的能量达到预期的重建误差。新的信道估计方法与传统信道估计方法做了比较。结果显示,在现实的水声信道下提出的方法要优于传统信道估计方法,且计算复杂度降低。　　 本文的主要工作概括如下:　　 ①研究了浅海水声信道的时变、空变、频变的特点,采用简单、快速、易使用的image method建立了浅海水声信道模型。　　 ②介绍了SC-FDE水声通信系统的基本结构,并进行了数学理论论述。　　 ③重点研究了SC-FDE水声信道估计方法,将传统信道估计方法与文章提出的压缩传感稀疏信道估计方法进行了性能比较。提出了改进的压缩传感信道估计算法,获得了更好的估计精度,提高了整个通信系统的性能。比较了采用不同导频序列对信道估计性能的影响。　　 ④进行了水池试验,对SC-FDE通信系统的可行性进行了论证。