水下声信道上PFFT解调的混合载波通信：优势与抑制ICI策略

本文主要探讨了在水下声（Underwater Acoustic, UWA）信道上应用混合载波（Hybrid Carrier, HC）通信的新方法，结合了部分快速傅里叶变换（Partial Fast Fourier Transform, PFFT）解调技术。传统的OFDM（正交频分复用）在UWA信道上面临挑战，因为其受时间变化显著导致的载波间干扰（Inter-Carrier Interference, ICI）影响性能。为了克服这个问题，研究者提出了一种创新的解决方案，即利用加权类型的分数阶傅里叶变换（Weighted-Type Fractional Fourier Transform, WFRFT）与PFFT解调相结合的HC调制系统。 在传统的OFDM系统中，PFFT被证明是一种有效的解调策略，因为它能够处理多载波信号并减少计算复杂度。然而，当应用于UWA信道时，PFFT的局限性在于未能完全消除ICI，尤其是在信号动态变化的环境下。WFRFT的独特性质，如其对信号频率和相位的平移不变性，使得它在处理时间变化信号时展现出优势。通过在PFFT解调之后进一步利用WFRFT进行信号处理，可以有效地抑制残留的ICI，从而提高系统的有效性。 通过详细的仿真和数值分析，研究结果表明，采用PFFT解调的HC系统在UWA通信中显示出优越性，特别是在与单载波（Single Carrier, SC）系统以及同样采用PFFT解调的OFDM系统相比时，尽管在一定程度上增加了系统复杂性，但其在抵抗干扰和保持通信质量方面的优势更为明显。这种混合载波方案不仅提升了抗干扰能力，还可能为UWA通信提供更稳定和高效的传输途径，对于未来水下无线通信技术的发展具有重要意义。因此，该工作对于设计和优化适应复杂UWA环境的通信系统具有实用价值。