水声信道的多径时延扩展较大且具有明显的稀疏特性,多径时延扩展会引起码间干扰,导致不同程度的信号衰落和畸变。因此,研究如何减小甚至消除水声信道中多径效应的影响具有重要意义。基于训练序列的均衡方法可以克服码间干扰,但传统方案中信息数据与训练序列分开传输,降低了信息传输的速率。而基于叠加训练序列的均衡方法将训练序列叠加于信息序列上,训练序列不会占用单独的带宽,可以有效解决上述问题。因此,本文研究基于叠加训练序列的方法,用于估计并消除多径效应的影响,实现水声通信系统中信息的可靠传输。本文首先采用BELLHOP射线传播模型对信道进行建模,并通过比较收发端水平距离以及垂直深度的变化,分析水声信道冲激响应的特性。然后在建立的多径信道模型下,仿真了不同均衡算法的性能,具体分析了步长因子和遗忘因子对最小均方误差算法和递归最小二乘算法性能的影响,并将最大似然序列估计（MLSE）算法与最小均方误差算法和递归最小二乘算法的性能进行对比。针对多径时延扩展较大的水声稀疏信道,本文提出了基于比特域叠加训练序列的可靠传输方案。在该方案中,发送端首先将训练序列与稀疏化数据序列在比特域进行叠加,从而减小数据序列与训练序列之间的互扰;其次,接收端利用训练序列良好的互相关性,采用滑动相关法估计信道冲激响应;然后,利用信道冲激响应的估计值进行信道均衡,得到叠加的传输序列的估计值;进一步移除序列,得到稀疏化的数据序列;最后,分别在各个信道下仿真验证提出的方案。仿真结果表明,与传统基于训练序列的方案相比,本文提出的方案可以更准确的估计信道参数和具有更好的均衡性能,并且该方案通过联合稀疏编码、信道均衡和迭代译码算法,可以消除码间干扰的影响,显著提高了系统的误比特率性能,保证了信息的可靠传输。