提高水声通信效率的循环移位扩频多用户方案

循环移位扩频多用户水声通信是一种创新性的解决方案，针对传统直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）在水声通信中的局限性，即数据传输速率较低且接收系统复杂度较高的问题。该方法由西北工业大学航海学院的研究团队提出，以何成兵、荆少晶等学者为主导，于2017年7月发表在《通信学报》上。 循环移位扩频的核心在于结合M元调制技术，通过将原始信号通过循环移位操作进行加密，每个用户的数据率得以显著提升，从而提高了系统的带宽效率。相比于DS-CDMA，这种方法在保持高效的同时，减少了对频率资源的占用，使得通信能力在相同的带宽下得到优化。 为了克服多用户间的干扰，特别是码间干扰和同信道干扰，研究者采用了被动时间反转技术。这种技术无需复杂的信号处理，只需简单地逆向传播信号，就能有效地抑制干扰，降低了系统的复杂度，这对于实际应用中的实时性和可靠性具有重要意义。 此外，循环移位扩频利用了扩频码之间的准正交特性，进一步增强了信号处理增益，这意味着在接收端可以更准确地解码，减少了误码率。在湖上实验中，即使在5.27公里的浅水环境中，面对复杂的多径干扰，所提出的CSK-CDMA方法能够实现10^-2到10^-4的误码率，足以支持6个用户的通信，通信速率高达39 bit/s。 总结来说，循环移位扩频多用户水声通信技术在提升数据传输速度、降低接收复杂度以及抗干扰能力方面表现出显著优势，为水声通信领域的多用户协作提供了一种高效且实用的解决方案，对于改善水下通信网络的性能和扩展其应用范围具有重要价值。