付晓梅， 马鹏宇， 韩光耀

(天津大学 海洋科学与技术学院， 天津 300072)

随着军事发展和商业活动等需要，探索广袤的海洋成为人们的共识，海上信息传输需要快速增长，而传统的射频电磁波和光波在水中的传播受到严重衰减和散射等影响，因此水声通信成为海上主要的无线通信方式.但是水声信道带宽有限、多径效应和多普勒频移严重，限制了水声通信的传输速率[1-3].

为了在有限带宽中实现高速率传输，正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)技术作为目前一种有潜力的多载波通信系统应用于水声通信中.OFDM调制解调技术具有高传输速率、抗多径干扰、实现简单等优势[4-5].OFDM严格要求子载波的正交性，对于频偏比较敏感.然而水声通信中多普勒频偏严重，这会破坏子载波的正交性，造成子载波间干扰(intercarrier interference，ICI)，影响通信质量[6].

此外，为了消除信道时延带来的符号间干扰(intersymbol interference，ISI)和ICI，可以增加循环前缀(cyclic prefix，CP).但是CP的长度要严格大于信道的最大时延，水声信道的最大时延要远远大于无线信道，所以选择的长CP会较多占用有限的水声信道频谱资源[7].为了提高频谱效率，延长固定CP长度下的OFDM的符号长度，但是OFDM符号长度与子载波间隔成反比，子载波间隔变窄会增加OFDM对于频偏的敏感性[8].如果OFDM符号周期过短，CP不满足要求而导致的ICI和严重的频率选择性衰落会造成OFDM性能的急剧下降[9].

水声信道中多普勒效应显著，目前主要采用多普勒补偿算法来提高对频偏敏感的OFDM系统的性能[10-11].文献[12]中提出发送……