水下无线传感器网络是由多种具有通信能力的水下设备以自组织和多跳通信的方式构成的水声通信网络,可以实现水体参数检测、地质资源勘探、水下目标探测和跟踪监视等应用,能为保护领海、开发和利用丰富的海洋资源提供强有力的技术支持和信息保障,因此对水下无线传感器网络进行研究具有十分重要的意义。　　但是水下环境具有许多不利于节点部署及降低通信质量的特性,比如水流带动节点移动、信道误码率高、传播时延大等。因此,需要设计合理的网络部署策略以保证对监测区域的高效覆盖,同时开发相应的通信协议以完成节点间的可靠互联。本文立足于现有研究成果和技术,主要从以下几个方面对水下无线传感器网络进行了研究:　　(1)提出了能量有效的三维分层混合部署策略。根据位置信息将节点分为两类,不同类别的节点具有不同的部署策略及功能:水下节点按照体心立方格结构进行部署,负责数据采集及纵向传递;水面节点随机分布,负责信息汇总及横向传递。由于数据的横向传输只在水面节点间进行,使得水下节点能耗大幅降低;此外,体心立方格结构覆盖率较高且所需节点数量少,能够有效降低网络系统的搭建及维护成本。　　(2)开发了与部署策略相适配的路由协议。采用联合设计思想,开发了与三维分层混合部署策略相适配的路由协议——pe-VCR协议。该协议主要利用节点的能量及位置信息,周期性地对将节点划分为数个垂直结构的多跳链状簇,并同步通过建立簇内节点间的路由路径来保证数据包的可靠传输。该协议中包含的分簇算法及冲突消减机制能够显著提高节点的入簇率,与此同时,由于分簇过程中建立了节点间的路由路径,最终使得数据包的成功投递率大幅提升。　　(3)提出了一种基于信息反馈的空洞检测与处理机制。通过侦听后续转发节点产生的反馈信息,检测空洞的出现及消失,并采用跨层设计的思想,通过控制物理层的发射功率来调整节点通信距离,以保证数据包的可靠传递。该机制在保证网络连通性的前提下,能够达到节省网络能耗的目的。