海洋中富含大量可利用的矿产和生物资源，是人类社会发展的重要资源宝库。水声网络是海洋开发和利用的重要工具，广泛应用于水下导航、气象预警、水体监测等方面，因此，各国纷纷加大了对水声网络的研究力度。由于水声信道具有传播延迟大、带宽窄的特点，水声通信网中可利用的资源十分有限，需要设计适合水声网络特点的网络协议来提高水声网络的性能。　　本文对水声网络分簇部署技术和MAC层协议进行了深入研究。首先针对水声网络中能量有限、补充困难的问题，提出了一种基于水体分层的分簇部署技术，使网络负载均衡，提高了能量效率。然后，针对分簇网络架构的特点，提出了三种中心式水声网络MAC协议:基于马尔科夫判决的TDMA协议，基于冲突解析的ALOHA协议和延迟利用的多节点协同预约式MAC协议。最后，研究和实现了一种小型分簇网络，并进行了水池试验和湖上试验。　　本文的主要研究工作和创新点如下:　　1.针对水声数据采集网络能量消耗不均衡的问题，提出了一种基于水体分层的部署算法。该方法考虑到靠近水面Sink节点因承担转发任务而能量消耗过快的问题，将水体按深度分层，深度越小的区域部署的节点密度越大。然后以负载均衡为约束条件，计算了各层节点的密度比。最后设计了分簇算法和层间路由，进一步提高了网络的能量效率。　　2.针对中心式网络拓扑下的TDMA协议，提出了一种基于马尔科夫判决的改进型协议，优化了时隙分配策略。该协议将节点本地剩余能量信息、数据队列量化为离散状态空间，将申请时隙数抽象为动作集合，设计了基于能量节约和网络传输效率的优化函数。时隙的分配与节点状态和信道情况密切相关，优化后的分配策略提高了网络性能。　　3.针对水声网络中的隐藏终端问题，提出了一种基于Zigzag解码的ALOHA协议。该协议对发送数据进行翻转分集发送，然后利用Zigzag迭代解码，可以有效的提高冲突数据包的解析概率。理论分析和仿真结果表明，该协议具有很好的抗冲突能力。　　4.针对水声网络握手类协议预约过程占用大量信道资源的问题，利用水声网络的大传播延迟，提出了一种多节点协同预约式的水声网络MAC协议。在多个节点同时向网关节点发送数据时，可以批量为多个节点预约信道，节约了握手时间，提高了网络吞吐量。　　5.依据短生命周期的区域性水下网络规模小、拓扑结构相对固定、组网速度要求高等特点，提出了基于分簇的快速组网路由协议和节点定位方法。开发了基于DSP的网络协议栈，在水池和湖试试验中进行了测试。