水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)是当前海洋开发与通信领域的研究热点。由于采用声信号作为传播媒介,水下无线传感器网络有着低带宽、长传播时延、高信道动态等特点,这些特点给几乎所有的网络核心问题的研究和设计带来了困难和挑战。如何针对这些水下网络特点,构建稳定高效的水下无线传感器网络,对海洋资源的合理开发和海洋环境的有效保护,都具有十分重要的意义。媒体接入控制(Media Access Control,MAC)技术是水下无线传感器网络的核心问题之一,设计合理高效的MAC协议对水下无线传感器网络的发展尤为重要。本文以水下无线传感器网络的媒体接入控制协议展开研究工作,针对水声信道的特点,从信道竞争、时间规划、信道预约、数据队列及功率控制等多个角度,提出了适用于水下环境的MAC协议,并进行了性能分析与仿真实验,主要工作和创新性成果如下:(1)针对经典水下MAC协议slotted-FAMA中存在的多RTS尝试问题,提出了基于RTS竞争的RC-SFAMA协议,通过引入RTS竞争机制,使得竞争获胜的节点可以继续进行有效数据的传输,从而提高了网络的吞吐量。在RC-SFAMA协议的基础上,提出了基于数据队列的SFAMA-DT协议,通过引入握手阶段的排序机制,使得多对通信节点能够以数据队列的方式在同一个握手周期内依次完成数据传输并避免冲突的发生,从而进一步减少了竞争信道的开销。(2)针对水声信道长传播时延与时空不确定的特点,分别设计了基于时间规划与数据队列的SM-TMAC-DT和MS-TMAC-DT协议,通过时间规划合理地安排控制包和数据包的发送时机,并以数据队列的形式完成多组数据的有效传输,提高了一对多与多对一网络的信道利用率。(3)以降低竞争开销提高水声信道利用率为目的,提出了基于预约的数据队列RMAC-DT协议,通过引入预约机制、RTS-CTS排序方案和循环接龙的数据队列传输方式,降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量。(4)针对水下无线传感器网络通信节点能量有限的特点,以克服传统功率控制水下MAC协议的大干扰范围问题为目的,设计了基于功率控制的MACA-PC协议,通过周期性发送通知信号以规避冲突的方法,解决了大干扰范围冲突问题,采用低功率数据传输,有效降低了网络通信能耗。