近日，雷竞技ray官网海洋学院刘彪老师为论文第一作者在水声通信信道建模与仿真领域取得新进展，相关成果以《Underwater Acoustic Channel Replay Based on Singular Value Decomposition and Autoregressive Model》为题，发表于水声工程领域国际顶刊IEEE Journal of Oceanic Engineering。通信作者为王彪，雷竞技ray官网海洋学院为第一署名单位，中国科学院声学研究所参与合作研究。
水声通信是海洋观测、水下机器人协同、深海探测和海洋信息网络建设的重要支撑技术。受海面起伏、海底反射、声速剖面变化和平台运动等因素影响，水声信道具有强多径、强时变和非平稳特性。传统信道重放方法通常直接对时变冲激响应进行时间插值，难以准确描述多径簇时延的连续变化，甚至可能产生虚假多径成分，从而影响通信算法测试和系统性能评估的可靠性。
针对上述问题，研究团队提出了一种基于奇异值分解和自回归模型的水声信道重放方法（SVD–ARR）。该方法以时变传递函数为建模对象，利用奇异值分解将实测水声信道分解为主分量和随机分量，分别表征稳定传播路径和随机散射成分；随后，通过最小描述长度准则确定分解阶数，并建立自回归模型提取多径簇的极点、系数和复高斯噪声项。通过对模型参数进行时间域插值，该方法能够实现具有连续多径时延变化特征的时变水声信道重放。
SVD–ARR 重放结果（局部散射函数、时变多径、误码率仿真对比）
研究团队基于公开WATERMARK数据集开展验证，并结合局部散射函数、均方根时延、均方根多普勒、时间相关性以及 BPSK、OFDM 通信仿真实验，对所提方法进行了系统评估。结果表明，与传统直接重放方法相比，SVD–ARR 方法能够更准确地复现实测水声信道的时频变化规律和统计分布特征，为水声通信体制设计、算法验证和系统实验评估提供了更加可靠的信道数据支撑。
该研究工作得到国家自然科学基金和雷竞技ray官网科研启动基金资助。未来，研究团队将继续围绕粗糙界面且动态环境下非平稳不相干散射信道建模及水声通信系统仿真验证等方向开展深入研究，服务海洋信息感知、水下通信网络和智能海洋装备发展需求。
IEEE Journal of Oceanic Engineering是水声工程领域顶刊，长期刊载海洋声学、水声技术、海洋观测、海洋机器人、海洋传感与信号处理等方向的高水平原创研究成果，在国际海洋工程与水声技术领域具有较高学术影响力。
论文链接：DOI: 10.1109/JOE.2026.3671482
Biao Liu,Ning Jia,Jianchun Huang, Biao Wang,Shengming Guo, Tao Fang, Yong You;Underwater Acoustic Channel Replay Based on Singular Value Decomposition and Autoregressive Model, IEEE Journal of Oceanic Engineering, April 1, 2026, vol.51, no. 2, pp.1474-1492.
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