稀疏多径信道的多径传播和衰落现象会影响通信系统的接收性能,接收信号会出现比较严重的符号间干扰。为了提高信号接收质量,接收方通常采用均衡技术来补偿由于信道所带来的失真。现有的均衡技术还不能实现对深衰落稀疏多径信道的快速有效补偿,也不适用于以水声通信为代表的突发通信信号接收环境。因此,本文从均衡器结构、均衡器抽头系数分布特性和均衡算法设计角度出发,提高稀疏多径信道均衡器的性能和实用性。本文的主要工作和研究成果概括如下:首先,为了提高较低信噪比下深衰落稀疏多径信道均衡器的收敛性能,提出了一种基于信道缩短的自适应稀疏均衡改进算法。首先利用长度较短的训练序列设计基于最小均方误差准则的前置分数间隔信道缩短均衡器,实现对原始信道深衰落畸变的部分有效补偿;然后采用随机梯度追踪算法调整后置自适应稀疏均衡器的抽头系数,消除等效信道的剩余符号间干扰。与传统的单级分数间隔自适应均衡器相比,新算法具有更快的收敛速度快和更低的运算复杂度。其次,为了提高稀疏多径信道盲均衡器的收敛速度,通过理论推导证明了稀疏多径信道均衡器抽头系数的稀疏性。依据MPSK信号的模值统计特性,利用₀l-范数对均衡器抽头系数进行稀疏性约束,提出了两种基于稀疏自适应滤波的稀疏多径信道快速盲均衡算法。算法一根据抽头系数的幅度自适应地为幅度显著系数分配较大步长,为幅度极小系数分配较小步长,同时自适应地对幅度极小系数做向零收缩调整;算法二在发挥递归最小二乘常模算法收敛速度快的优势的同时,对幅度极小系数附加零点吸引调整。与现有算法相比,新算法在保证较低剩余符号间干扰的前提下,能大幅度提高盲均衡器的收敛速度。再次,为了提高深衰落稀疏多径信道的盲均衡性能,提出了一种l₀-范数约束的分数间隔稀疏自适应双模式盲均衡算法。借鉴传统的分数间隔双模式盲均衡算法思想,结合稀疏自适应滤波理论,对均衡器抽头系数增加₀l-范数的稀疏性约束,为每个抽头系数分配与其当前时刻的幅度成正比的步长参数,并对幅度极小系数做自适应向零收缩调整。与传统算法相比,新算法在保证较快收敛速度的前提下,能有效降低剩余符号间干扰。最后,将本文研究的稀疏多径信道盲均衡技术应用到水声突发信号盲解调问题,设计了盲均衡与盲同步算法。首先利用基于稀疏自适应滤波与数据重用的分数间隔盲均衡器,实现盲均衡处理;然后采用M次方变换法和二阶判决反馈数字锁相环,实现载波同步。通过基于BELLHOP模型建模生成的浅海水声多途信道条件下的信号盲均衡与盲同步仿真实验,验证了新算法可以有效实现对浅海水声突发信号的盲解调。