随着海洋资源需求激增,发展适用于复杂多变水声信道的移动水声多用户通信技术,实现移动水下多节点数据同时传输迫在眉睫。与无线信道不同,水声信道复杂多变,因此开展适用于水声信道的变速移动多用户通信技术研究是很有必要的。变速移动水声多用户通信是指“变速移动的水下多节点在同一时刻向接收端传输数据,但多节点的传输数据并不在同一时刻到达接收端”。该通信技术会产生码间干扰、多址干扰、远近效应以及变多普勒频偏等问题,从而会导致接收信号波形畸变。如何从畸变的接收信号中提取期望用户数据信息,实现变速移动水声多用户通信是本文的主要研究内容。扩频通信技术具有抗干扰能力优、多址能力强特点;虚拟用户技术可将信道均衡环节和多址干扰抑制环节合二为一,简化系统结构;盲自适应多用户检测算法具有免信道估计、节约频带资源和抗多址干扰特性;差分调制解调技术具有抗多普勒频偏特性。本文将这些技术相结合,构建出有效的变速移动水声多用户通信技术。本文主要研究内容如下:(1)进行期望用户收发节点相对静止下的水声多用户通信研究。静态水声多用户通信产生码间干扰、多址干扰和远近效应,降低了通信系统性能。采用虚拟用户技术将码间干扰虚拟成多址干扰,将盲自适应多用户检测算法与虚拟用户技术相结合,提出最小均方水声虚拟盲自适应多用户检测算法、递归最小二乘水声虚拟盲自适应多用户检测算法和卡尔曼滤波水声虚拟盲自适应多用户检测算法,实现静态水声多用户通信。基于期望用户静止,进行干扰用户上浮和下潜或干扰用户远离接收节点的水声多用户通信研究,采用理论分析和试验验证相结合方式,验证了水声虚拟盲自适应多用户检测算法可适用于干扰用户移动时的水声多用户通信。进行水池、湖、海及冰下试验研究,良好的试验结果验证了水声虚拟盲自适应多用户检测算法的有效性。(2)进行水声多普勒频偏估计研究。基于最大似然估计准则,提出水声插值迭代多普勒频偏估计算法,估计出接收信号载波频率。采用方差对比方式进行性能界限研究,将估计出的量化频率偏差方差与克拉美罗界作对比,获得水声插值迭代多普勒频偏估计算法最佳性能上界。当不存在量化频率偏差时,差异最小,最小差异为克拉美罗界的1.0147倍。采用数量级对比方式进行迭代次数研究,即研究如何确定准确的迭代次数可基本实现全频带皆接近克拉美罗界。采用水声插值迭代多普勒频偏估计算法迭代2次后将不能获得进一步性能增益,可实现全频带皆接近克拉美罗界。(3)进行期望用户收发节点相对变速移动下的水声多用户通信研究。变速移动水声多用户通信产生码间干扰、多址干扰、远近效应和变多普勒频偏,降低了通信系统性能。将盲自适应多用户检测算法、虚拟用户技术及差分调制解调算法相结合,提出水声差分卡尔曼滤波盲自适应多用户检测算法。该算法利用码片间隔时间短,相邻码片频偏近似相等特性解决相邻码元频偏不一致问题。在松花江进行7用户变速移动水下通信试验研究,期望用户一包数据中不同源码最大速度差值高达2m/s,良好试验效果验证了水声差分卡尔曼滤波盲自适应多用户检测算法的有效性。本文先后提出水声虚拟盲自适应多用户检测算法、水声插值迭代多普勒频偏估计算法及水声差分卡尔曼滤波盲自适应多用户检测算法,解决变速移动水声多用户通信时产生的码间干扰、多址干扰、远近效应及变多普勒频偏问题,并进行仿真实验和多水域试验验证,良好结果验证了本文所提算法的有效性。本文内容将为解决移动水声多用户通信技术难题提供新思路和理论依据,为发展移动水声通信网奠定基础。