近日，厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室、信息学院万磊副教授于海洋工程领域顶级期刊IEEE Journal of Oceanic Engineering在线发表题为“Receiver Enhancement for Differentially Encoded Underwater Acoustic OFDM Incorporating Amplitude and Phase Mismatches”的文章，该研究针对广泛采用的差分调制OFDM水声通信技术提出了一套基于信道参数盲估计与广义似然比检验（GLRT）的稳健接收方案，并通过仿真以及海试实验验证了该接收方案的优越性，对差分调制OFDM水声通信系统具有重要的意义。
针对差分调制系统普遍假设信道条件在所调制的两个符号上相等，与水声信道多径造成的频率选择性衰落等客观事实不符的局限性，该工作首先提出一种利用有限元调制符号特性的盲信道幅度与相位失配估计方案，在保留差分调制系统高频带利用率优点的前提下获得了信道参数信息。利用所估计的信道幅度与相位失配参数，该工作进一步提出了基于广义似然比检验（GLRT）的信息比特对数似然比计算方法。最后，该工作还将所提出的接收方案推广至多符号差分解调中，进一步提升了差分调制OFDM水声通信系统的解码稳健性。仿真和厦门海域海试结果验证了所提出方法的有效性，相比较传统接收方案可以在DBPSK调制下取得0.5至0.75 dB性能增益，在DQPSK调制下取得1至1.4 dB性能增益。
图 1 论文一仿真性能图
这是万磊副教授2022年10月以来在IEEE Journal of Oceanic Engineering发表的第二篇论文。2022年10月，万磊副教授与浙江大学海洋学院朱江副教授合作发表了题为“Joint CFO, Gridless Channel Estimation and Data Detection for Underwater Acoustic OFDM Systems”的文章。该论文针对相干OFDM水声通信系统提出了一个联合去网格信道估计、残余载波频偏（CFO）估计、以及数据检测的迭代接收方案。该方案借鉴线谱估计理论，采用了变分贝叶斯线谱估计（VALSE）方法来进行高精度多径信道时延估计，并且能够对信道多径数目、噪声方差等参数进行自动估计。仿真和实际海试实验数据解码结果表明所提出的方案优于现有的接收方案，并且距离信道条件完美已知的理论极限仅有0.3 dB的差距。
图 2论文二系统框图
图 3论文二仿真性能图
[1] L. Wan and M. Zhao, “Receiver Enhancement for Differentially Encoded Underwater Acoustic OFDM Incorporating Amplitude and Phase Mismatches,” IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2023, doi: 10.1109/JOE.2023.3323050.
[2] L. Wan, J. Zhu*, E. Cheng and Z. Xu, “Joint CFO, Gridless Channel Estimation and Data Detection for Underwater Acoustic OFDM Systems,” IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 47, no. 4, pp. 1215-1230, Oct. 2022.
万磊副教授长期从事水声通信物理层算法研究与通信机系统开发，牵头、作为核心人员参与研发了多款水声通信机产品与样机系统。以上研究获得国家自然科学基金项目(62171394、U21A20444)等的联合资助。
