水声信道多径效应明显、传输损耗大,严重影响了水声通信的有效性和可靠性。为了克服水声信道频率选择性衰落和多径效应,提高系统的差错控制能力,本文在水声传感器网络中构建了一种基于空时分组喷泉码的组合传输系统模型,并重点研究了该系统在不同情况下的误码性能,主要创新点如下:1. 在基于分簇算法的水声传感器网络中,引入虚拟多天线技术构建虚拟MIMO系统,设计了一种基于STBC-OFDM/SC-FDE组合传输系统模型,解决了传统网络中单天线结构的中继节点无法获得分集增益的问题,采用组合设计能够更好发挥系统抗多径衰落的优势。上行和下行链路分别采用STBC-SCFDE和STBC-OFDM系统模型,将复杂的FFT/IFFT功能模块部署在能量非受限节点侧,可以降低传感器节点硬件复杂度和功耗。仿真研究表明通过发射和接收分集能够有效提高系统误码性能,且当部分充当虚拟天线的协同节点失效时,系统误码性能无明显降低。此外在信道预测的基础上,研究了一种分簇算法改进的STBC-SCFDE系统,仿真结果表明,在低信噪比条件下该系统误比特率有所提升。为进一步提高系统性能,研究了一种可达到满分集满速率的水声QOSTBC-SCFDE系统,仿真结果表明,在相同传输速率和误码率条件下,该系统增益较水声STBC-SCFDE系统至少提升2d B以上。2. 针对水声信道传输延迟大的特点,为进一步提高系统误码性能,选用具有前向纠错能力和无码率特性的LT码和Raptor码,与STBC-SCFDE系统进行串行级联编码,构建基于空时分组喷泉码的组合传输系统模型,解决了上行链路中水声STBC-SCFDE系统误码率偏高的问题,实现了信息的可靠传输。仿真分析表明,当译码开销增加至1.25倍时,即使在低信噪比情况下,串行级联系统误比特率也能快速降低至10^-4以下,特别是对具有多发多收天线的STBC-SCFDE系统误码性能提升更明显。在相同译码开销和信噪比条件下,基于Raptor码的串行级联系统较基于LT码的串行级联系统误比特率低至少1个数量级以上。