为应对水声信道中多途效应可能引起的频率选择性衰落和通信平台间相互运动产生的多普勒频移和扩展，本文设计了一种基于线性调频信号（Chirp）的扩频多载波水声通信体制，该系统是在传统多载波系统的基础上结合扩频理论的一种改进。与传统的以正弦波为载波的多载波系统相比，基于Chirp的扩频多载波系统一方面保留了其通信速率高、频带利用率高以及借助FFT/IFFT快速实现等优点，另一方面，也克服了其应对频率选择性衰落信道的不足以及在移动通信中的受多普勒影响严重的缺点。基于Chirp的扩频多载波系统，其扩频与解扩基是一组相互共轭的Chirp信号，在发送前对经IFFT调制的信号进行扩频，而对接收到的信号FFT解调前进行解扩，使得多途信号在频域上被扩展，时域的时延转换成频域的频移，消除了频率选择性衰落带来的不利影响。本文主要研究Chirp-OFDM和Chirp-DFSK两种扩频多载波系统及其性能。为进一步适用于移动水声通信，本文将几种抗多途和抗多普勒干扰技术与该通信体制相结合。其中，抗多途干扰技术主要利用在频域上与直达声相互分离的多途分量作为分集资源，分别采用Rake接收机和虚拟时间反转镜技术(VTRM)，以获得聚焦增益，提高系统性能；而抗多普勒干扰技术则是从多普勒分集方面展开的，多普勒分集的方法是将多普勒频偏作为一种分集的资源加以利用，再结合多途的分集资源，则可以在减弱多普勒效应不利影响的同时增加信号的能量以提高系统的性能。经过数学分析和仿真实验也进一步验证了方案的可行性和可靠性。