海洋对人类来说影响重大,中国又有着十分广阔的海洋国土,发展海洋技术具有重大意义。近年来,随着无线组网技术的发展,基于水声通信的水下无线传感器网络（Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs）也成为了一个研究热点。UWSNs是物联网在水下场景中的应用,是深层次认识海洋的重要技术手段,是由大量具有声通信和数据处理能力的水下传感器节点组成的多跳数据传输网络。然而,水下通信环境恶劣,水声信道具有传输延时高、可用带宽窄、多径影响严重、环境噪音大等特点,对UWSNs的网络传输性能造成了极大影响。针对水声信道存在的传输可靠性差、传播速度慢的问题,本文以UWSNs的路由层作为研究对象,旨在改进传统的机会路由协议,减少节点间数据传输的时延,提高数据传输的可靠性。论文主要研究内容如下:第一,从拓扑结构、候选节点集的构建方式、候选节点协调发送机制以及度量策略四个方面对水下机会路由协议展开了比较分析,并总结了水下数据传输中常见的节点空洞、绕远路和负载不均衡问题。第二,提出了一种基于链路质量估计器的可靠性水下机会路由协议（Link Quality Estimator based Opportunistic Routing protocal,LQEOR）。本协议中选取软件和硬件度量相结合的方式为每一跳传输链路构建了基于模糊计算规则的链路质量估计器,以链路质量数值作为候选节点的度量信息,并采用数据包应答模式来进行候选节点间的协调发送。在Aqua-Sim仿真平台上分析了不同平滑指数下链路质量估计器对网络性能的影响,然后对比分析了AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing）、Ex OR（Extremely Opportunistic Routing）和LQEOR。结果显示LQEOR协议的可靠交付率高于AODV和Ex OR,但是在密集型网络中,LQEOR协议具有较高时延。第三,分析了LQEOR协议的不足之处,建立性能优化算法。结合蚁群算法进行路由发现,采用与距离呈负相关的信息素浓度,以链路质量数值作为启发性信息,本文提出合作机会路由协议（Link Quality estimator based Cooperative Opportunistic Routing protocol,LQCOR）。该协议选取合作节点为链路质量较差的单跳间提供协同传输。由仿真结果可知,LQCOR协议解决了路由协议中经常出现的负载不均衡、数据传输绕远路和节点空洞问题,可以平衡可靠交付率和平均端到端时延等多种性能指标,使密集型网络传输性能得到提升。