希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是1998年由Huang等人首次提出的一种新的非线性、非平稳信号的分析方法。其关键部分是经验模态分解方法(Empirical Mode Decomposition,简称EMD),任何复杂信号都可以由EMD方法分解成有限个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF),对每个IMF进行Hilbert变换就可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率变化的精确表达式。HHT作为一种新的信号分析方法,已逐步应用到非线性系统、生物医学、地震信号、桥梁健康监测、故障诊断、重力波、海洋环流、环境工程和语音信号处理等领域。而将HHT应用于通信领域还未见文献报道。本文将HHT方法应用于水声通信中,研究这种方法的可行性是本文的重点。本文首先详细阐述了HHT的思想和实现方法及HHT中的相关问题。然后结合具体实例分析了傅里叶变换(FFT)和HHT在信号处理时的差别,揭示了HHT在处理信号时的优势。利用HHT方法能够给出非平稳信号的瞬时频率这一特点,提出了一种新的调制方法——HHT调制解调方式。这种调制方式的优点是保密性好。以本文提出的新方法作为调制方式,结合RAKE接收技术和RS纠错编码,构成HHT水声通信系统。通过MATLAB软件仿真给出HHT水声通信系统的仿真结果,结合误码率曲线讨论了HHT水声通信系统的性能,并分析了RAKE接收机和RS码对环境干扰的改善情况以及该系统适合工作的环境。为了进一步验证HHT水声通信系统针对实际通信环境的有效性、稳定性,做了水池试验和湖上试验,文中分析了水池试验数据和湖上试验数据。综合理论研究、仿真分析及试验数据,验证了将HHT方法应用在水声通信中是可行的。最后,本文给出了基于定点数字信号处理器(DSP)的HHT调制解调过程的实现步骤。结合DSP的内存和实时性的考虑,合理选取HHT算法中的边界处理、曲线拟合、终止条件等各个算法,并结合实际编程总结了DSP的优化方法。最后给出算法在CCS环境下在TMS320VC5509A上运行的仿真结果。