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High-speed underwater acoustic (UWA) communication is challenging due to limited bandwidth, extended multipath spread, severe Doppler effect, and large transmission loss. The use of multiple transducers at both transmitter and receiver increases the spatial diversity of the system, and orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) solves the problem of limited bandwidth due to its high spectral efficiency. Thus, the combination of multiple-input multiple-output (MIMO) and OFDM shifts the UWA communication to a whole new level; however, at the same time, it also increases the design challenges for the development of such systems. Intersymbol interference, intercarrier interference, and cochannel interference are introduced in the received signal by the extended multipath and Doppler shifts along with different types of noises due to the noisy acoustic channel. Therefore, many channel estimation and equalization schemes are developed for the UWA MIMO-OFDM communication systems. In this paper, these schemes are thoroughly reviewed, summarized, categorized, and compared with other similar algorithms in terms of complexity and performance while pointing out the prevailing research problems. Resume —La communication acoustique sous-marine a haute vitesse (ASM) est un defi en raison de la bande passante limitee, de la propagation multi-trajets etendue, de l’effet Doppler grave et de la perte importante de transmission. L’utilisation de plusieurs transducteurs a la fois emetteur et recepteur augmente la diversite spatiale du systeme, et le multiplexage par repartition orthogonale de la frequence (MROF) resout le probleme de la bande passante limitee en raison de son efficacite spectrale elevee. Ainsi, la combinaison de multi-entrees multi-sorties (MEMS) et MROF deplace la communication ASM a un tout autre niveau; Cependant, dans le meme temps, cela augmente egalement les defis de conception pour le developpement de tels systemes. Les interferences intersymboles, interferences entre porteuses et le brouillage dans le meme canal (cochannel) sont introduits dans le signal recu par les decalages etendus sur trajets multiples et Doppler, ainsi que par differents types de bruits dus au canal acoustique bruyant. Par consequent, de nombreux schemas d’estimation et d’egalisation de canal sont developpes pour les systemes de communication ASM MEMS-MROF. Dans cet article, ces schemas sont examines, resumes, classes et compares a d’autres algorithmes similaires en termes de complexite et de performances, tout en soulignant les problemes de recherche courants. |
