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水声通信技术随着海洋科学的日益发展被广泛的应用于海洋资源开发，水下军事基地建设，民用水声设备研制等领域。由于水下数据传输环境复杂，海底噪声干扰，水声通信具有信号可用带宽窄、多普勒频偏大、多途扩展长的特点。本文针对水声信道特点研究了在单载波水声通信体制下的低复杂度自适应水声信道估计与均衡技术。 首先，传统的自适应迭代最小二乘算法(Recursive Least Square，RLS)计算复杂度高，不利于硬件实现，并且具有计算不稳定性，采用坐标对分下降(Dichotomous Coordinate Descent，DCD)降低算法的计算复杂度。结合水声信道复杂多变的特点，提出了采用变遗忘因子的低计算复杂度l1-RLS-DCD算法。 其次，针对水声通信可以利用的带宽较窄的问题，借鉴了无线数据传输中的多发射多接收(Multi-input Multi-output，MIMO)通信技术，在不增加通信带宽的条件下提高数据传输速率。水声信道具有多途扩展和稀疏性，导致信号产生频率选择性衰落并且接收信号存在严重的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，自适应信道判决反馈均衡能够有效的克服该问题。文中针对MIMO通信系统介绍了Ⅴ-BLAST判决反馈均衡，以及算法兼容性更佳的等长度Ⅴ-BLAST判决反馈均衡，和分组判决反馈均衡结构。将变遗忘因子的低计算复杂度l1-RLS-DCD算法应用于MIMO判决反馈均衡中。水声通信会产生多普勒频移，虽然判决反馈均衡能够在一定程度上补偿信号频偏，可以采用锁相环(Phase Locked Loop，PLL)进一步补偿接收信号的相位偏移。 通过计算机仿真与试验数据处理验证算法在自适应信道估计与MIMO通信系统判决反馈均衡中的性能。通过分析RLS算法与RLS-DCD算法说明DCD循环有效降低算法的计算复杂度;在稀疏信道中变遗忘因子l1-RLS-DCD算法能够更准确的估计信道参数，并且变遗忘因子折衷了算法的稳定性与跟踪速度;PLL能够准确跟踪频率偏移并对均衡器输入信号进行补偿;相对于传统的RLS算法，其在MIMO通信系统判决反馈均衡中能够获得更低的误码率，提高了信号传输的可靠性。