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第 37 卷 第 6 期 曾腾等： 可重编程正交频分复用水声调制解调技术进展 969
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图 5 可重编程水声调制解调器技术发展框图
Fig. 5 Diagram of the reprogrammable underwater acoustic modems technology evolution
据率、信息长度等参数实现自动切换，实现真正的
3 重编程OFDM水声调制解调器未来展望
智能通信。我国也应紧随时代潮流，投身于自适应
可重编程 OFDM 水声调制解调器根据水声通 水声网络的浪潮中，加快可重编程调制解调器的研
信网络应用的需要，紧随智能化的步伐，向着自适 发和商业化，以满足更深入的海洋探索和军事应用
应、实时的方向发展，使网络节点之间能够根据需 的迫切需求。
求和环境，自适应地选择物理层方式和网络层协议，
在平台上实现新功能并且能重新配置参数。不同平 参 考 文 献
台之间的程序移植花费了大量的时间和人力，是大
多数水声调制解调器面临的问题，因此水下网络要 [1] 王潜, 颜国雄, 童峰. 一种基于 DSP 的水声调制解调系统 [J].
声学技术, 2009, 28(2): 210–212.
求建立起通用的软件框架，使节点在通用标准下能 Wang Qian, Yan Guoxiong, Tong Feng. An underwater
够高效可靠地接入。另外，水声网络的大力发展对 acoustic modulation and demodulation system based on
调制解调器的实现平台有更高的要求，DSP/FPGA the DSP technology[J]. Technical Acoustics, 2009, 28(2):
210–212.
平台和 GPU 平台有着各自的优势和缺点，虽然当
[2] 孙博, 程恩, 欧晓丽. 浅海水声信道研究与仿真 [J]. 无线通信
前来说 DSP/FPGA 平台应用更为广泛，更为适合 技术, 2006(3): 11–15, 19.
当前水声领域信号处理，但是随着网络数据的增多， Sun Bo, Cheng En, Ou Xiaoli. Research and simulation
on shallow water acoustic channels[J]. Wireless Commu-
就需要考虑大吞吐量的 GPU 平台并予以优化。可
nication Technology, 2006(3): 11–15, 19.
重编程水声调制解调器具备低功耗、实时、自适应 [3] 刘敬彪, 童常根, 郑晓先. 水声调制解调器数据传输技术的研
的特点，必将推动水声网络的发展。另外，当前可重 究与实现 [J]. 海洋技术学报, 2008, 27(1): 40–44.
Liu Jingbiao, Tong Changgen, Zheng Xiaoxian. The re-
编程 OFDM水声调制解调器存在不适应大多普勒、 search and implementation of data transmission technol-
小信噪比环境和数据率偏低的问题。这意味着水声 ogy in underwater acoustic modem[J]. Journal of Ocean
通信中亟需解决的并不单单是网络协议等问题，同 Technology, 2008, 27(1): 40–44.
[4] Dol H S, Casari P, Zwan T V D, et al. Software-defined
时也需要重视物理层的可靠性和高速性问题。 underwater acoustic modems: historical review and the
而 OFDM 水声调制解调器具有对多普勒频偏 NILUS approach[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineer-
敏感的特性，使得其面临着如何抗多普勒的问题。 ing, 2017, PP(99): 1–16.
[5] Li B, Huang J, Zhou S, et al. MIMO-OFDM for high-rate
另外，当前对无人平台以及水下信息网的研究，推动
underwater acoustic communications[J]. IEEE Journal of
了移动平台的通信需求和分集技术在 OFDM 中的 Oceanic Engineering, 2009, 34(4): 634–644.
应用。如何解决移动平台上 OFDM 高速通信所面 [6] Gallimore E, Partan J, Vaughn I, et al. The WHOI
micromodem-2: a scalable system for acoustic commu-
临的信道估计和补偿问题，成为未来的热点与难点，
nications and networking oceans[C]. Proc. MTS/IEEE
可考虑通过算法的不同迭代方式，来解决当前信道 Oceans, 2012, 52(4): 1–7.
估计中估计精度和估计复杂度之间的矛盾。 [7] 刘凇佐, 孙宗鑫, 周锋, 等. 基于 DSK6455 的 OFDM 水声通
信算法设计与实现 [J]. 声学技术, 2012, 31(6): 606–610.
未来是智能时代，智能化将成为时代的主流，也
Liu Songzuo, Sun Zongxin, Zhou Feng, et al. OFDM un-
将广泛应用于高速水声通信尤其是灵活的 OFDM derwater acoustic communication algorithm design and
水声通信中，智能水声通信将不再是天方夜谭。在 implementation based on DSK6455[J]. Technical Acous-
tics, 2012, 31(6): 606–610.
未来，可重编程OFDM水声调制解调器能够基于环
[8] Freitag L, Grund M, Singh S, et al. The WHOI micro-
境条件和操作需求对网络层协议、物理层频带、数 modem: an acoustic communcations and navigation sys-
