随着陆地资源的匮乏以及各国对海洋资源的日益开发,水声通信技术越来越受到人们的关注。然而水下环境极其复杂,例如水声信道随时-空-频变化、多径、带宽受限和强衰减等特点使得水声通信面临着诸多挑战,如水下传输距离有限、信息传输可靠性差等。无线协作通信能够有效的提高水声协作通信的系统容量、扩大传输范围和增强信号传输的可靠性,已经被广泛的研究。然而,由于水下环境的特点,水声协作通信面临着能量受限、带宽受限等问题,使得网络性能受到严重的影响,所以研究水声协作通信网络中的资源分配问题至关重要。资源分配问题已经在无线电通信中得到了广泛的研究,但是由于水下环境信道的多径强时变等特点,传统无线电网络中的解决方案无法直接适用于水下环境。因此,针对不同的水下通信场景,如何在能量有限的水下环境中,设计合理的资源分配方案,从而提高网络的性能是本文主要研究的内容。首先,分析了水声通信的环境特点,包括海洋噪音,水声信道的特点与模型,海洋环境的声速特性等。同时,阐述了协作通信的相关知识,为本文研究建立了理论基础。其次,针对多用户单中继的水声协作通信网络中节点生存时间短、水下信道信息不确定和通信服务质量差等问题,提出一种考虑节点剩余能量的功率分配算法,该方法综合考虑了节点剩余能量、服务质量和信道信息的不确定性。仿真结果证明了提出的方案能够降低网络能耗,延长节点的生存寿命,提高系统的整体性能。最后,针对单用户多中继的水声协作通信网络,联合考虑中继选择和功率分配问题。对于中继选择问题,提出一种基于转移概率的多中继选择方案,该方案利用较少的信道状态信息获得最优的多中继集合。并且将多节点的功率分配问题构建为一个博弈模型。此外,将鲁棒优化理论引入,以对抗水声信道状态信息不确定性带来的负面影响,从而使提出的算法更具有适应性。