目前,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术被广泛应用于商用无线通信系统,而在其基础上发展而来的序列调制的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)也被视为新一代有竞争力的调制方式。近年,一些学者将OFDM-IM方案推广到水声通信中使用。很多研究以提高OFDM-IM的频谱效率为重点,但其可靠性也不应被忽视。相比单载波系统,OFDM-IM更容易受多普勒频移的影响。多普勒频移由接收端和发送端之间的相对运动引起,对无线和水声通信来说,是不可忽略的因素。尤其是在水声通信中,多普勒频移造成的信号畸变程度更大,更需要有效地纠正。对于无线信道,本文提出了一种OFDM-IM的频偏估计和补偿的方法,利用了其具有非激活子载波的特性,提升了估计的准确度,并从理论上推导其性能,通过计算机仿真验证其正确性。对于时变水声信道,考虑了非均匀路径速度模型,提出了一种簇状导频的迭代方法,利用导频和检测的符号联合进行迭代估计,减少了信道和多普勒系数估计的误差,仿真表明此方法相比正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法的优越性。这两种方法在不降低系统频谱效率的情况下,提高了系统抗多普勒频移的能力,从而改善其解调能力。本文着眼于保障OFDM-IM的可靠性,目标是通过提出OFDM-IM的多普勒频移估计和补偿的方法,为无线和水声通信研究提供一定的参考和价值。