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随着经济发展和“一带一路”的顺利实施,海上贸易、科研、军事活动日益频繁,急需可靠高效的海上通信系统作为保障。但是,海上无线传输可靠性易受海洋环境影响,现行多数系统的数据传输速率较低,如何保证海上时变信道环境中,船与陆、船与船、船与无人设备之间的大容量可靠通信,是海上无线通信发展亟待解决的问题之一。必须注意到:一方面,无人智能设备行业发展迅速,无人艇最高航速92.6km/h,无人机最高飞行速度可以达到289km/h,收发天线间快速的相对移动会产生多普勒频偏,信道体现时间选择性衰落;另一方面,无线信号经海面反射与衍射产生多径效应,造成频率选择性衰落,严重影响海上无线通信系统的传输性能。论文面向基于突发正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）的高数据吞吐率海上自组网通信系统,针对海上时变信道环境,对信道估计算法展开研究,并选取合适算法进行硬件结构设计与实现,应用于实际工程。本文具体成果如下:1.提出性能与基扩展模型（Basis Expansion Model,BEM）信道估计算法等价的低复杂度FFT-BEM（FFT-based BEM）算法。基于海上时变信道,论文首先系统比较了BEM信道算法与常见的导频插值信道估计算法,仿真结果表明:对于采用梳状导频的OFDM系统,BEM信道估计算法仍然具有性能优势。但是,传统BEM算法中包含较多高维度矩阵运算,计算复杂度高,难以应用于实际,因此,本文在该算法基础上,利用快速傅里叶变换代替矩阵运算,在不降低传统BEM性能的前提下,提出性能等价的低复杂度FFT-BEM算法,将计算复杂度从?（7）N 3（8）降低到?（7）Nlog2（N）（8）。2.设计了一种导频插值信道估计模块的通用硬件结构和接口。考虑到设计的自组网通信系统,可以根据实际应用场景调整模式,需要信道估计模块支持带宽、导频图案等参数的变化,从而对硬件实现通用性提出了较高要求。针对通用性需求,本文设计了一种导频插值信道估计模块的通用硬件结构和接口,降低了模块间耦合度,大幅增强了设计模块的可移植性。论文以最小平方和线性内插信道估计算法为例完成其FPGA实现,并在两种独立的OFDM系统中得到验证。3.对提出的FFT-BEM算法进行硬件结构设计,经过两次结构优化,进一步降低FFT-BEM算法的计算复杂度,同时精简硬件结构,使FFT-BEM算法只需经过一次矩阵与向量乘法,一次快速傅里叶变换,即可得到频域信道估计值。对优化后的结构进行FPGA实现,经Vivado综合布线后,其查找表、寄存器等资源占用均不超过ZC706系列开发板xc7z045ffg900-2芯片总资源的7%。