With small size, high flexibility, low cost, and deployment convenience, Micro-sized autonomous underwater vehicle (Micro-AUV) is capable of performing diverse underwater missions efficiently in confined underwater space, for the extensive purpose of rescue, sightseeing, pipeline engineering and so on. The underwater acoustic (UWA) communication technique provides an effective way to support this types of underwater mission for telemetry and remote control of Micro-AUV. However, while the adverse multipath caused by confined space poses significant challenge to the classic coherent acoustic communication schemes that need channel estimation and equalization processing, the employment of non-coherent communication scheme is generally limited by low data rate. By utilizing time-domain and frequency-domain differential modulation to suppress the influence of multipath, a low-complexity UWA communication payload is designed to provide an effective solution to make a tradeoff between data rate and implementation complexity. Based on a STM32 series processor, this paper introduced the software and hardware implementation of a time-frequency differential OFDM UWA communication payload for Micro-AUV and presented the performance evaluation of the system in confined underwater space. The experimental results achieved in a confined lake show that the proposed system has the potential of being used for Micro-AUV to achieve a data rate of 1.96 kbps at a distance of 200m with acceptable implementation overhead.

微型自主水下航行器（Micro-AUV）具有体积小、灵活性高、成本低、部署方便等优点，能够在有限的水下空间内高效执行各种水下任务，广泛用于救援、观光、管道工程和很快。水下声学（UWA）通信技术为支持此类水下任务的遥测和遥控微型AUV提供了有效的途径。然而，虽然受限空间引起的不利多径对需要信道估计和均衡处理的经典相干声学通信方案提出了重大挑战，但非相干通信方案的采用通常受到低数据速率的限制。通过利用时域和频域差分调制来抑制多径的影响，设计了一种低复杂度的UWA通信有效载荷，为在数据速率和实现复杂度之间进行权衡提供了一种有效的解决方案。本文基于STM32系列处理器，介绍了Micro-AUV时频差分OFDM UWA通信载荷的软硬件实现，并给出了系统在受限水下空间的性能评估。在封闭湖中获得的实验结果表明，所提出的系统具有用于微型 AUV 的潜力，可以在 200m 的距离上实现 1.96 kbps 的数据速率，并且具有可接受的实施开销。低复杂度的 UWA 通信有效载荷旨在提供一种有效的解决方案，以在数据速率和实现复杂性之间进行权衡。本文基于STM32系列处理器，介绍了Micro-AUV时频差分OFDM UWA通信载荷的软硬件实现，并给出了系统在受限水下空间的性能评估。在封闭湖中获得的实验结果表明，所提出的系统具有用于微型 AUV 的潜力，可以在 200m 的距离上实现 1.96 kbps 的数据速率，并且具有可接受的实施开销。低复杂度的 UWA 通信有效载荷旨在提供一种有效的解决方案，以在数据速率和实现复杂性之间进行权衡。本文基于STM32系列处理器，介绍了Micro-AUV时频差分OFDM UWA通信载荷的软硬件实现，并给出了系统在受限水下空间的性能评估。在封闭湖中获得的实验结果表明，所提出的系统具有用于微型 AUV 的潜力，可以在 200m 的距离上实现 1.96 kbps 的数据速率，并且具有可接受的实施开销。本文介绍了用于微型AUV的时频差分OFDM UWA通信有效载荷的软硬件实现，并给出了该系统在受限水下空间的性能评估。在封闭湖中获得的实验结果表明，所提出的系统具有用于微型 AUV 的潜力，可以在 200m 的距离上实现 1.96 kbps 的数据速率，并且具有可接受的实施开销。本文介绍了用于微型AUV的时频差分OFDM UWA通信有效载荷的软硬件实现，并给出了该系统在受限水下空间的性能评估。在封闭湖中获得的实验结果表明，所提出的系统具有用于微型 AUV 的潜力，可以在 200m 的距离上实现 1.96 kbps 的数据速率，并且具有可接受的实施开销。