水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks,UASNs)能够在一定区域内对信息进行处理和传输,是实现海洋污染监测、海洋数据收集等水下应用的重要手段。然而水下链路可靠性较差且存在着较大的路径延时,对于传输实时性要求严格的应用很难兼顾传输的可靠性与能量的高效性。基于数字喷泉码(digital fountain codes,DFC)的传输方案对数据序列传输顺序无严格要求,简化了网络中的数据传输模式,使得DFC成为一类适用于UASNs可靠通信的编码技术。本文以水声传感器网络为背景,对数字喷泉码编译码算法及相关传输协议进行了深入探讨,主要研究内容包括:首先,对数字喷泉码算法原理进行分析,深入研究其度数分布函数和译码实现方案,分析影响数字喷泉码译码性能的主要因素,探讨传统数字喷泉码编译码算法在应用于水声网络环境中存在的问题。其次,提出适用于水声通信的基于停止集规避的数字喷泉码联合编译码算法,借助VC6.0仿真平台对提出算法的算法复杂度、译码延时、译码失败概率及算法冗余性能进行仿真,并与传统数字喷泉码算法进行比较分析。再次,研究了目前水声网络中几种主流的传输协议,特别是对基于数字喷泉码的HARQ传输协议进行了重点分析,探讨了其在传输冗余方面存在的不足,提出了基于相关链提取的数字喷泉码HARQ协议,使协议传输效率得到进一步提升。最后,建立了OPNET网络仿真平台下的水声网络模型及相关节点、进程、信道模型,将提出的数字喷泉码传输协议与典型的水声网络数字喷泉码HARQ协议——UW-HARQ协议在建立的水声网络多跳模型中从吞吐量、能效、传输冗余等角度进行了仿真比较分析,论证了改进协议算法的性能优势。