地球是一个被水覆盖的星球，三分之二的地球表面是海洋。海洋是人类生存活动十分重要的领域，随着人类社会的不断发展，人们需要在海洋中部署水声传感器网络进行海洋研究。水声传感器网络跟陆地无线网络有很多不同的特性，由于水声信道的独特特性:带宽窄、大的多普勒频移、传输时延长、多径效应严重和传输速度低等，使得传统的陆地无线网络的协议不能直接用于水声传感器网络。这些因素使得我们必须为水声传感器网络设计新的网络协议。
　　 媒介接入控制(Medium Access Control，MAC)能够协调网络中的节点共享无线信道，MAC协议的主要任务是防止节点发送的数据包发生碰撞，减少网络节点能量损耗，降低节点接入信道的时延和保证接入信道的公平性，所以MAC层是水声传感器网络中非常重要的一层。近些年来，水声传感器网络的MAC协议已逐渐成为一个研究的热点。
　　 本论文主要研究了水声传感器网络的MAC协议，针对现有水声传感器网络MAC协议的不足，针对性的提出了三种MAC协议，最后通过仿真验证了这些MAC协议的性能。
　　 本论文主要研究成果如下:
　　 1.针对水声信道的高传播时延的特点，提出一种可容忍高传播时延的MAC协议:MACA-DT(MACA for Delay Tolerant)。MACA-DT协议使用一种新的同时握手机制，该机制可以有效地利用控制包交换期间的空闲时间，充分利用信道资源使得协议性能得到提高。通过对水声信道高传播时延特性的分析，论文提出了一种自适应退避机制，该机制可以有效地减少节点的退避时间和空闲等待时间，通过自适应退避可以获得最优退避等待时间。同时仿真结果表明，MACA-DT协议能够有效地减少水声信道高传播时延对于协议性能的影响。
　　 2.针对现有握手协议不能同时解决节点接入不公平和控制包传递问题，提出了一种公平并且高效的MAC协议:EHM(Efficient Handshaking Mechanism)。论文提出了一种新的握手机制，通过设置合理的退避时间，可以同时解决上述两个问题。EHM协议还允许多个节点同时传输数据，并且不会发生冲突，进一步提高了网络吞吐量。在研究MILD退避算法的基础上，论文提出了一种改进型退避算法，从而保证了节点接入的公平性。仿真结果表明，EHM协议能够提高网络的吞吐量和改善时延性能，并且保证节点公平接入信道。
　　 3.针对大规模水声传感器分簇网络，提出了一种基于预约机制的MAC协议:CMAC(Cluster-based MAC)。该协议通过设计高效的预约机制，提高网络的吞吐量和减少端对端时延。CMAC协议可以实现节点周期性睡眠，减少节点的能量损耗，延长网络的生存期。同时CMAC协议还可以适应网络拓扑结构的变化。仿真结果表明，CMAC协议能够提高网络的吞吐量，减少节点能量损耗，在节点密度高的网络中具有更优的性能。
　　 本文针对水声传感器网络MAC协议面临的主要问题进行了详细分析和研究，并提出了相应的解决方案，其研究成果具有一定的理论指导意义和实际应用前景。