1、水聲通信是在水下進(jìn)行無線信息傳輸?shù)淖钪饕ぞ?。隨著自治水下機(jī)器人（AUV）等水下移動平臺在海洋資源勘探開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛以及建設(shè)水聲數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的迫切需要，移動水聲通信逐漸成為其中的一項必要技術(shù)。并且由于小型航行器體積小、機(jī)動靈活，其水下航行速度比一般的艦船速度要高，高速移動條件下的水聲通信成為當(dāng)前世界各國研究的熱點。
　　然而，由于聲波在水中的傳播速度較低，高速移動水聲通信中不可避免地會產(chǎn)生嚴(yán)重的多普勒擴(kuò)展，它使通信信號的波形

2、發(fā)生畸變，影響接收機(jī)的正確解調(diào)。因此，有必要在接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)之前對移動水聲通信的多普勒擴(kuò)展進(jìn)行估計并做出相應(yīng)補償。但是現(xiàn)有的多普勒估計與補償方法一般都假設(shè)多徑信道各徑的多普勒因子相等或近似相等，當(dāng)水下航行器高速運動時，多普勒頻偏較大且各徑多普勒因子不再一致，這些方法往往效果不佳或失效。
　　針對此問題，本文以高速移動水聲通信為應(yīng)用背景，對其中涉及的非一致性多普勒估計與補償技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過深入挖掘水聲信道的稀疏特點，提出一種

3、基于稀疏表示理論的水聲非一致性多普勒估計方法。所提方法利用接收端預(yù)先生成的超完備冗余字典，將水聲多普勒估計問題轉(zhuǎn)化為信號的稀疏重構(gòu)問題，進(jìn)而從重構(gòu)結(jié)果中間接得到多徑信道各徑的多普勒因子，實現(xiàn)水聲非一致性多普勒估計。仿真結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)方法，所提方法不僅能精確估計出多徑信道每條路徑的多普勒因子，而且對于大多普勒頻偏的估計也相當(dāng)有效。
　　在對水聲信道的非一致性多普勒估計進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，本文也對如何利用估計結(jié)果實現(xiàn)水聲 OFDM

4、通信系統(tǒng)的多普勒補償問題進(jìn)行了重點研究。由于OFDM技術(shù)本身的多普勒敏感性，在高速移動水聲通信中如何準(zhǔn)確地實現(xiàn)非一致性多普勒補償，對于 OFDM技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用具有重要意義。本文在現(xiàn)有多普勒補償方法的基礎(chǔ)上，通過詳盡的理論推導(dǎo)提出一種水聲 OFDM多普勒補償方法，并根據(jù)此方法設(shè)計了一種補償接收機(jī)。該方法采用多次內(nèi)插與快速傅里葉變換相結(jié)合的算法，首先對接收信號進(jìn)行單次重采樣預(yù)處理以降低多普勒頻偏，再利用等效信道參數(shù)模型得到信道統(tǒng)計量