水下声通信传感器网络(UnderWater Acoustic Sensor Networks, UWASNs)是一种全新的网络形式和监测手段,是新的研究热点,在环境监测与保护、资源勘查、辅助导航、水域经济、防灾救援、军事等领域具有广阔的应用前景,对海洋经济的发展和国防的保障都有着极其深远的意义。然而水声信道的有限频带宽度、强多途干扰、信道的随机时变、空变以及海洋环境的高噪声背景特性,使得高速稳健的水声通信成为世界性难题。与陆地上无线信道相比,由于水声信号的传播速度比无线信号低5个数量级以及信号衰减快的原因,如何实现减小网络的时延和节点能耗是UWASNs的关键技术之一。本文以减少网络延时、提高网络的能量利用率、延长网络的生存期为出发点,研究水声通信网络的多速率传输技术及网络组织规划问题。本文首先针对于UWASNs的水声信道展开了研究,在充分调研现有的多速率接入、OFDM、水声通信等相关研究的基础上,根据水声信道特性,得到了水声信道中距离与最佳载波频率及带宽的关系模型,并利用信道检测的自适应方法,得到基于OFDM和信道检测的多速率传输方法。该方法充分考虑了水声信道的频率选择性和水声信道实际特性,利用每个子带的实际信噪比,选择不同的调制方式,极大的提高了信道的传输速率,减少了网络延时,从整体上解决提高网络吞吐量和传输效率的问题。在多速率传输的基础上,本文进一步在UWASNs的自组织和网络规划方面开展了研究,具体研究了水面网关的布局、水下节点的路由生成、分簇算法和时隙分配问题。结合水下传感器网络中水声特性,将水面网关的数量及位置与水下传感器网络节点布局相结合,根据不同优化目标得到网络路由、网关布局,有效的减少了网络延迟、能耗和丢包率；综合考虑簇头位置与簇头负载关系,根据节点的空间关系,设计了一种基于GA-WCA的分簇方法,利用GA实现簇头的定位,利用WCA实现簇内节点的选择。GA-WCA算法与传统的WCA算法相比,网络时延更小,簇头负载更均衡,从而实现延长网络生存时间；利用信号不冲突的节点共享时隙的原理,实现了一种基于路由的同传时隙分配方法,从而有效地减少整个网络的传输延时,提高网络的吞吐量。