出于海洋资源开发利用,海洋环境观测需求,如何实现稳定、高效的水下无线信息传输成为亟待解决的难题。迄今为止,水下声波仍然是相较于电磁波、光波而言,传输距离最远、应用最成熟的一种无线信息传输方式,因此,建设应用于海洋环境观测的水声传感器网络是海洋信息工程发展的必然,然而,区别于无线信道,水声信道可用带宽窄,信号传播延时长、传输衰减大,水声传感器网络仍处于发展阶段,其中链路层媒体接入控制协议（Media Access Control,MAC）的设计是研究热点和重点攻关主题。本文正是基于此背景,以水下线性多跳网络为应用对象,研究基于时分协议的无干扰时隙分配算法,以提高网络吞吐量和能量效率,延长网络生命周期。本文主要研究工作和贡献在于以下几个方面:基于水声信道中信号传播特性和海洋环境噪声特性,推导了网络数据传输中的信号噪声干扰比,通过数值仿真定义了通信范围和干扰范围,归一化最大通信距离为1,则干扰范围为2,以此结论作为时隙分配算法的设计基础。以提高空间复用率为设计目标,提出一种基于链路的时隙分配算法,该算法以数据包传输链路作为最小调度单元,基于信号干扰范围建立链路干扰关系,合理分配各链路占用时隙,以最小化时帧周期。理论分析证明,该时隙分配算法的吞吐量上界稍逊于理论上界值1/2,下界为3/8。为进一步提高空间复用率,本文将物理层网络编码（Physical-layer Network Coding,PNC）融合于链路时隙分配算法中,提出一种PNC辅助的时隙分配算法,相比于基于链路的时隙分配算法,PNC辅助的时隙分配算法利用了 PNC的有限制“允许干扰”特性,进一步提升了网络的吞吐量,理论分析证明了该算法能够达到吞吐量的理论上界值1/2。