水下声通信传感器网络（UnderWater Acoustic Sensor Networks, UWASNs）是一种全新的网络形式和监测手段,是新的研究热点,在环境监测与保护、资源勘查、辅助导航、水域经济、防灾救援、军事等领域具有广阔的应用前景,对促进海洋经济发展和保障国防建设都是非常重要的。然而水声信道的有限频带宽度、强多径干扰、信道的随机时变空变以及海洋环境的高噪声等特性,使得高速稳健的水声通信成为世界性难题。媒体接入控制（Medium Access Control, MAC）协议是UWASNs的基本协议,是保证UWASNs高效通信的决定性因素,严重影响着UWASNs的性能。但是由于水下环境和应用的独特性,现有的陆地传感网MAC协议不适用于水下环境。本文主要结合UWASNs的特点,以减少网络延时、提高网络的吞吐量为出发点,研究水下声通信传感器网络多速率MAC协议。本文首先提出了一种适用于UWASNs的多载波码分多址接入（Multi-Carrier Code Division Multiple Access, MC-CDMA）多速率MAC协议。该协议利用水声链路中传输速率与传播距离之间的关系,在不同长度的链路之间选择不同的传输速率,在保证网络连通性的前提下提高了网络效率。本协议通过多速率协商机制来实现发送端和接收端的速率一致；通过动态的选择一定数量的子载波实现了多速率传输,并且降低了误比特率；通过基于接收端的扩频码分配算法降低了水下环境中的时空不确定性造成的潜在干扰。仿真结果表明该协议比传统的载波监听多址接入（Carrier Sense Multiple Access, CSMA）协议和基于CDMA的UW-MAC具有更高的网络吞吐量和更低的端到端延迟。同时,动态子载波算法不仅能够实现多速率传输而且能够有效的降低误比特率。在充分考虑了水下链路的特点后,我们进一步提出了改进的时分多址接入（Time Division Multiple Access, TDMA）多速率MAC协议。该协议采用了基于信标的多速率协商机制,减少了控制开销。通过引入差分混沌键控（Differential Chaos Shift Keying, DCSK）技术,可有效地抑制多途干扰和频率选择性的影响。该协议能够根据链路长度动态的选择传输速率,在保证网络连通性的前提下,提高了信道利用率和吞吐量,降低了端到端延迟。最后,在充分研究了TDMA和CDMA在水下的应用后,为UWASNs提出了一种适合静态路由的多速率MAC协议。该协议将TDMA和CDMA机制相结合,允许信宿不同的节点在同一个时隙发送数据。提高了时隙的利用效率,进而提高了网络吞吐量,减少了端到端延迟。并且,在新的节点加入或者节点因能量耗尽或遭到破坏而死亡时,不需要重新进行时隙分配,只需重新分配或者回收扩频码,解决了水下传感网中时隙分配困难的问题,提高了网络的可扩展性。水下实验结果证明证明该协议的性能要优于传统的TDMA协议,并且将该协议用于无线环境中,通过仿真和无线节点实验证明该协议在无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）中同样优于比较协议。