不同于无线通信和光纤通信，水声通信受信道的长多途扩展、有限的可利用频段、时变性、大的多普勒变化等影响。当前，水声通信系统的设计大多数依赖于非相干调制方法的使用，然而，在严重带限的水声信道下要想获得高速通信必须考虑采用具有较高频带利用率的调制方法—相干通信。高速相干通信存在的典型问题是符号间干扰严重（在浅海信道有时能达到上百个甚至几百个符号间干扰），对频率和相位的变化敏感等。本文选择单载波为通信体制，对检测算法进行研究，旨在提高系统的检测性能，评价准则为在特定环境下的检测概率；对信道估计、被动时反、判决反馈均衡器、Turbo均衡器等进行研究，旨在降低系统的符号间干扰，评价准则为在特定环境下的误码率以及输出信噪比；就锁相环、定时器等进行研究，旨在降低系统对相位及频率变化的敏感性，评价准则为相位或频率的跟踪结果以及系统的（均）方差曲线。为验证以上算法对通信系统的有效性和可靠性的改善，本文以Bellhop产生的南海一月份浅海和深海信道、信道水池估计信道以及G. Proakis提出的B信道为仿真信道进行接收机相关算法的性能仿真，同时对调制方式为16QAM的信道水池数据进行处理和分析。仿真结果表明，基于信道估计的被动时反能缓解符号间干扰，均衡器与其联合能降低计算复杂度，但性能受调制阶数的影响；锁相环能跟踪并补偿载波的频率以及相位偏移，定时器能解决由于多普勒带来的时域压缩和扩张的问题，但锁相环和定时器的加入对系统工作的信噪比提出了更高的要求；与判决反馈均衡器相比，Turbo均衡器能在更低的信噪比下克服符号间干扰，并通过译码增益降低系统的误码率，但迭代次数的增加伴随计算复杂的增加。实验数据处理结果表明，在一定信噪比下，判决反馈均衡器和Turbo均衡器都能有效的克服稳定信道带来的符号间干扰，时反能缓解部分符号间干扰，但对于16QAM调制的信号，时反的优势没有凸显出来，低阶调制方式的实验数据有待采集及分析处理。