设计了一种穿金属超声波通信系统,利用超声波在金属中具有较强的穿透力的特点,克服密闭金属容器形成的静电屏蔽效应对传统无线通信造成的影响,实现容器内部和外部的点对点通信。本论文首先从传输信道出发,根据超声波在金属介质中的传输特性和信道的基本问题,对通信系统进行解构分析,将超声信道分为初级响应通路和回波通路并进行建模。再利用系统辨识技术和Steiglitz-McBride迭代方法对模型参数进行估计,同时基于信道响应与模型响应间的均方误差,求解模型阶数。然后从通信系通的调制技术出发,提出了OFDM技术与穿金属超声波通信系统的结合,并分析了其可行性及其相关技术,阐述了它对超声波通信系统性能的改善。同时从提高系统传输速率出发,介绍了MIMO技术,重点探讨了超声波在金属介质中存在的码间干扰对MIMO的影响,并提出两种解决方案。最后从系统性能出发,为保证系统传输的可靠性,分别根据回波衰减包络、回波与发送信号间关系建立码间干扰边界,并分析得到指定误码率下最优传输速率的约束条件;同时为消除信道回波干扰,提出将超声波穿金属通信与均衡技术相结合的概念,并根据超声穿金属信道的两种通路模型,给出两种均衡设计方案,结果表明:简化后的均衡设计虽然复杂度较低,但是回波成分仅降低了9dB;而改进后的均衡器设计可以利用相消脉冲完全抵消回波信号的影响,但代价是实现上的高复杂度。