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本文针对水声信道具有时变双扩等特性,利用正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术抗多途信道频率选择性、高频谱效率以及多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术能够以其复用分集增加通信系统的信道容量等诸多优点,深入开展水声MIMO-OFDM通信体制下的迭代信道估计技术的研究。研究具有低计算复杂度的自适应MIMO信道估计算法,针对水声MIMO-OFDM通信系统,建立迭代接收机,重点围绕接收机中迭代信道估计技术展开研究,从而有效提升系统性能实现信息可靠传输。首先介绍了MIMO和OFDM两种关键技术,探讨两者相结合的优势,研究水声MIMO-OFDM通信中基于Turbo原理的迭代接收技术的理论基础,针对OFDM信号在水声双扩信道中的传输特性,表明开展水声MIMO-OFDM通信系统中信道估计技术研究的必要性。然后,开展MIMO信道结构下自适应信道估计算法的研究。利用变遗忘因子折中了递归最小二乘（Recursive Least Square,RLS）算法的收敛速度、稳定性与跟踪速度,仿真结果表明了研究的改进变遗忘因子RLS算法（Improved variable forgetting factor recursive least square,IVFF-RLS）相比常规恒定遗忘因子RLS算法性能的优越性以及鲁棒性。结合坐标对分下降（Dichotomous Coordinate Descent,DCD）算法与RLS算法研究低计算复杂度的RLS-DCD算法,仿真结果表明在精度给定、循环次数一定且足够大等条件下RLS-DCD算法能够准确估计出信道冲激响应,其稳定收敛性能与RLS算法基本一致,运算复杂度要远低于RLS算法。对稀疏水声信道,研究变遗忘因子?1范数RLS-DCD算法,仿真结果表明其在达到最佳收敛速度的同时信道估计归一化均方差（Normalized Mean Square Deviation,NMSD）性能相比常规RLS算法低15dB左右,且能够很好的应对突变的水声信道。最后进行基于低密度奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码的水声MIMO-OFDM通信迭代接收机的研究。仿真研究LDPC编译码参数设计对译码性能的影响,为良好性能的迭代接收机奠定基础。从系统角度研究由MIMO信号检测器、软输入软输出信道估计器和LDPC译码器等构成的迭代接收机工作原理,通过研究基于迭代扩展软递归最小二乘信道估计算法,仿真分析该迭代接收机的性能,仿真结果表明了信道估计算法的可行性以及迭代接收机性能的可靠性。