随着对海洋资源的探索需求日益增加,业界对水下通信技术的要求也越来越高以应对水下场景的各种复杂情况。传统水下通信由于声波传播速率低、带宽窄、时延长的特点,网络服务质量有限。本文研究基于水下多模态通信技术的水下通信网络优化方案,以降低通信时延,提高传输成功率。首先,本文介绍了水下无线传感网络(Underwater Wireless Sensor Network,UWSN)的研究背景与意义,以及国内外对多模态(包括声、光、电磁波)通信技术和UWSN优化算法的相关研究成果。基于水声通信和光通信结合的多模态技术,本文提出了模块优化(Module Optimization Scheme,MOS)和最优节点决策(Optimal Node Decision Scheme,ONDS)两种方案对UWSN的性能进行提升。MOS方案是在多模态通信技术的基础上,设计寻路、调度、传输容量计算三个模块。在每个模块中,通过将传统水下通信技术与机器学习结合,得到多种算法,并分析了这些算法的性能差别和适用场景。MOS根据场景对模块中的算法作出选择,从而优化网络性能。ONDS是在MOS的基础上继续把优化粒度细化。对于每个模块,算法决策从原有的整个通信过程只进行一次细化到每个节点每个时刻都需要进行。经过多次计算,使节点智能匹配当前场景,作出最佳决策,可进一步提升UWSN的性能。最后,本文通过设计动态拓扑对提出的方法进行了仿真验证。在碰撞和理想场景下,使用静态和动态网络测试MOS和ONDS的通信效果。通过与现有算法的比较,证明了MOS可以提升网络性能,而经过ONDS优化后可以更进一步提升优化效果。