水声信道具有复杂多变的特性,使得水声通信存在可用带宽小、延迟大、环境噪声干扰强、多径效应严重等问题。正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）能够有效地对抗多径衰落,一直是水声通信的研究热点。然而,OFDM水声通信技术仍存在频谱效率较低、带外泄露过大、对频偏敏感等缺陷。正交频分复用/偏移正交幅度调制（Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Offset Quadrature Amplitude Modulation,OFDM/OQAM）具有更高的频谱效率和更低的带外辐射,但其滤波器的虚数非正交引入了严重的固有干扰。因此,OFDM/OQAM在水声通信的应用有待进一步研究。本文就OFDM/OQAM水声通信系统中的水声信道估计和高峰值平均功率比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）抑制问题展开研究,主要相关工作如下:（1）针对浅海水声信道,阐述和分析多载波通信系统及其在水声中的应用。本文搭建了 OFDM/OQAM水声通信系统,分析其主要的滤波器设计、信道编码、信道估计和PAPR抑制模块。引入滚降升余弦函数,设计了适应性可调滤波器,在此系统中,对比验证设计的滤波器具有良好的水声信道适应能力。（2）鉴于水声信道存在严重的多径效应,提出了 OFDM/OQAM系统的水声信道估计算法。该算法设计了块状导频结构,并利用压缩感知对稀疏信道估计,联合时间反转方法重新组织压缩的时空多径信号,以减小多径干扰。在OFDM/OQAM系统中,实验仿真验证了算法的有效性。（3）多载波通信存在峰均比过高,导致发送信号畸变的问题,为此提出了基于索引调制的离散傅里叶变换扩展的峰均比抑制优化算法。该算法采用索引调制,依据索引比特激活特定子载波,消除冗余的边带信息,将新的子载波序列进行离散傅里叶变换扩展,选择具有最小的峰均比波形传输。在系统中对比分析,表明该算法抑制了峰均比,提升了系统抗干扰能力。（4）将设计的滤波器、信道估计和PAPR抑制算法应用到OFDM/OQAM水声通信系统中,通过半物理仿真和实际浅海实验,验证了改进的模块在浅海水声信道中的有效性和鲁棒性。