快時變水聲信道下的均衡是高數據率水聲通信中的難點之一，我院許肖梅教授課題組在傳統單載波頻域均衡的基礎上提出了一種新的解決方案。相關成果“Frequency-Domain Decision Feedback Equalization for Single-Carrier Transmissions in Fast Time-Varying Underwater Acoustic Channels”于7月14日在線發表于國際海洋工程領域頂級期刊《IEEE Journal of Oceanic Engineering》。

為滿足高數據率海洋信息傳輸的需求，高頻、短距離的水聲通信帶來了全新的技術支撐，同時也給高頻相干水聲通信系統的設計帶來巨大的挑戰。在單載波傳輸中，傳統頻域均衡器或判決反饋均衡器雖能消除信道的多徑效應所造成的符號間干擾（ISI），但難以消除快時變信道所帶來的頻間干擾（IFI）。

為此，許肖梅教授課題組提出了一種基于顯示與隱式IFI消除的頻域判決反饋均衡技術，以抵消快時變信道所造成的影響。通過理論推導與計算，顯示IFI消除直接估計出接收信號中的IFI并消除；隱式IFI消除則通過時變信道下的時間反轉處理更好地聚焦信號，間接抑制接收信號中的IFI，并通過頻域判決反饋均衡器進一步消除殘余IFI。2017年墨西哥灣海上通信實驗驗證了這一技術的有效性。通信過程中，載波頻率為160 kHz，帶寬為40 kHz，最遠通信距離達600m。在最短信道相干時間為20毫秒的快時變水聲信道下，實現了通信速率為42.7 kb/s的單載波水聲通信。

該研究由廈門大學和美國阿拉巴馬大學合作完成，第一作者為海洋與地球學院2014級博士生涂星濱，通訊作者為導師許肖梅教授，合作者為阿拉巴馬大學Aijun Song助理教授。研究工作得到了國家自然科學基金（No. 41676024, 41976178）、美國國家科學基金（CNS 1801861）等項目的資助，海上通信實驗還得到了美國多芬島海洋實驗室（DISL）的幫助。

論文來源：

Xingbin Tu, Xiaomei Xu, Aijun Song. Frequency-Domain Decision Feedback Equalization for Single-Carrier Transmissions in Fast Time-Varying Underwater Acoustic Channels, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2020, doi: 10.1109/JOE.2020.3000319.

論文鏈接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/9139936