本发明公开了一种基于空时簇处理的水声通信方法及相关设备，所述方法包括以下步骤：在发射端对发射信号进行映射和脉冲整形滤波处理，得到经过滤波后的基带信号，并进行第一次调制处理得到调制信号，以及进一步地进行第二次调制后得到UWA信号后，发送至UWA信道中；在接收端利用空时处理器阵列对UWA信号进行各方向多径信号合并处理后，提取得到时空簇，并进行解调和脉冲整形滤波处理后还原得到发射信号。在发射端通过OTFS调制技术对经过滤波后的基带信号进行调制，并在接收端通过空时处理器阵列对UWA信号进行处理后得到时空簇，最终还原得到发射信号，可将OTFS调制后信号的时频特性与空时多径处理结合，有效提升通信系统性能。