邢延超，秦正昌，丁寒雪，王言前，李泽群,2，王辛杰

(1.青岛理工大学 信息与控制工程学院，山东 青岛 266000；2.Electrical and Electronic Engineering,University of Technology,Sydney 2007,Australia)

0 引言

水声通信技术广泛应用于海洋油气资源的勘探，海洋污染监测，水下救援，水下潜艇定位和导航以及水下作业等领域[1]。水声信道具有严重的多途干扰特性[2–4]，使得接收信号产生畸变，影响通信系统性能，当通信载体产生巨大脉冲噪声干扰时，比如收发船发动机运行时进行通信，发动机产生巨大脉冲噪声，使得通信系统解码性能迅速降低甚至解码失效。

当前水声通信调制解调方式主要分为4 种：多进制频移键控（Multiple Frequency Shift Keying,MFSK）、单载波多进制相移键控（Single Carrier Multiple Phase Shift Keying,SC-MPSK）、扩频（Spread Spectrum,SS）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）水声通信算法。

MFSK的特点是性能稳健但是数据传输速率低，不能满足当下高速通信的需求[5–6]；SC-MPSK的应用使数据传输速率有了显著的提高，但是受信道影响大、带宽利用不充分[7]；扩频水声通信技术具有很强的抗干扰能力，并且可以在低信噪比的条件下保证通信质量，但是数据传输速率低[8–9]。OFDM 是多载波传输方案的实现方式之一，数据传输速率高，目前已广泛应用于各种无线通信中[10–11]。由于OFDM 采用多载波调制，在码元中加入循环前缀（Cyclic Prefix,CP）来对抗多途效应，并且能将噪声的能量分散到各个子载波上，减小了噪声对系统的影响，提供可靠通信，在水声通信系统中被广泛使用。因此本文提出基于双编码策略的水声OFDM 通信算法（Underwater acoustic OFDM communication algorithm based on dual encoding strategy,DE-OFDM），构建抗船舶噪声和时变多途干扰的通信体制。

1 DE-OFDM 算法原理

DE-OFDM 算法可有效对抗多途干扰，其基本思想是将要传输的数据流分配到正交的子载波上并行传输，当子载波带宽低于信道相干带宽时，呈现频率平坦衰落，再加以CP，从而减小多途的影响。……