水声通信是目前使用最普遍和广泛的水下通信技术,在水下声波通信领域,由于声波信道高延迟、低带宽的特征,使得经典无线网络的通信方案不能直接应用于水下通信中,因此需要开发适用于水下声波信道的可靠及高效的通信技术来实现水下设备之间的数据传输。介质访问控制层(MAC)是通信方案的重要组成部分,其负责分配信道资源,而高性能的MAC方案可以提高信道利用率。针对水下通信中存在的问题,本文结合上下文感知领域和水下通信领域开展了相关研究,具体研究内容如下:(1)针对缺乏适用于所有环境的上下文建模方法,本文提出了一种用于水下声波网络的基于本体论的上下文建模方案,其通过四个疑问词(Who/When/Where/What)来表示和检索水下环境中上下文信息的四个维度,并采用了分层和索引机制,来确保上下文信息的唯一性,便于系统维护。(2)针对水下设备之间的数据传输问题,本文提出了基于上下文感知的水下数据传输方案(CACA-UAN模型),包括了上下文感知的通信系统结构及上下文组件的构建,其采用了基于传输控制协议(TCP协议)三次握手理念来建立可靠连接,利用上下文服务来快速的发现设备。CACA-UAN方案采取了基于码分多址(CDMA)技术的slot方案。通过实验模拟验证了 CACA-UAN模型应用在水下通信中,可以实现低的碰撞概率和丢包率,以及更稳定的抖动率。(3)针对水下通信协议中MAC层的研究,本文提出了基于上下文感知的水下MAC方案(CAMA-UAN模型),CAMA-UAN模型是在CACA-UAN模型的基础之上,对MAC层进行了改进,在利用CDMA技术的集成slot方案的基础上,加入了竞争机制,并提出了根据更新上下文来调整MAC帧中的slot方案。通过实验验证了 CAMA-UAN模型可以实现低的传输时延。