近年来，随着水下航行器的相关研究日益成熟，传统的水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks，UASNs)常加入水下航行器组成异构UASNs，利用航行器的移动性完成大规模的海洋动态监测任务。然而，水声环境复杂多变和节点能量有限等特性使得异构UASNs中通信的可靠性和有效性较低。因此，本文对时间同步和路由协议两个关键技术进行研究。
　　针对现有异构UASNs中节点间通信时，时间同步和多址接入过程分离造成控制帧浪费的问题，本课题设计了一种融合时间同步和多址接入过程的机制——TS-MAC。该机制将时间同步和多址接入过程中的控制帧相融合，有效地减少数据传输时控制帧的交换次数，从而减少网络能耗，提高通信的能量效率。
　　此外，为保障节点间通信不受海洋哺乳动物的干扰，提高网络的生存周期，本课题提出一种能量有效且避障的路由算法——EOAR。该算法基于水声网络跨层模型，将节点信息和链路信息引入到路由决策中，在海洋哺乳动物干扰的情况下，保证了节点间的有效通信，同时考虑节点的剩余能量来均衡节点能耗，从而延长网络寿命。
　　仿真结果表明，TS-MAC与经典的时间同步算法MU-Sync相比，提高了时间同步精度，与时间同步和多址接入分开进行的算法相比，能够有效地减少能耗，提升能量效率。而EOAR与经典的路由协议HHVBF和VHGOR相比，可以使通信链路不受海洋动物的干扰，同时提高了数据包投递率，降低传播延时和能耗，延长了网络生存周期。