随着社会的发展,人类对未知的探索逐渐从陆地向海洋和太空扩展。在海洋中,存在着大量的资源,对海洋环境的探测,如果不知道探测器的位置信息,就是没有意义的。因此,水下节点定位系统成为一项重要的支撑技术。目前的水下节点定位技术,主要是基于多个位置已知的锚节点对待定位节点进行测距,通过几何计算来得到待定位节点的位置信息,这就需要待定位节点对来自多个锚节点的信号进行时间同步,以及定位信息的获取。在这种对系统的可靠性要求较高的应用场景下,信号同步算法的准确性和多节点通信碰撞问题的解决就十分重要。Chirp信号拥有很好的抗噪、抗干扰性能,在水声通信中应用很广。于是本文主要对基于Chirp信号的水声信号同步方法以及多址接入方法进行了研究,主要工作内容如下:1.对水声信道的特征进行了分析,并通过Bellhop工具和实际信道的探测,来建立多径信道模型,用于通信系统的仿真分析。2.从待定位节点对锚节点信号到达时间的准确获取的角度,研究了基于Chirp类信号的同步方法,并提出了基于STLFM信号的同步系统,该系统包含一个同步唤醒与一个同步建立模块。唤醒模块联合了匹配滤波器与FrFT检测器,有效降低了虚警概率。同步建立模块利用STLFM信号在FrFT域中的双峰值特征,利用双峰值的相对位置及幅度关系,进行初同步与同步校正。3.借鉴GPS定位系统中采用的DSSS-CDMA多址接入方案,结合水声通信中常用的Chirp扩频方法,研究了基于Chirp-rate准正交性的DSSS-CDMA系统,有效抑制了多址干扰,接收端使用FrFT完成多用户的分离与解调,大大提高了系统在水声信道中的可靠性。