面对陆地上日益严重的资源短缺问题,许多国家都将目光转向海洋开发,但水下有效通信方式的缺乏限制了人类开发海洋的脚步。水下通信环境复杂,已经发展成熟的陆地无线通信技术并不适用于水下。在水下,声波比电磁波和光波拥有更好的传输性能。但水声通信仍面临着许多困难:水下声信号衰减严重、可用频谱资源受限、能量供应受限。水下频谱、功率资源十分宝贵,如何合理地分配频谱、功率资源有效提高水下通信网络的性能是本文研究的主要问题。首先,分析了水声通信信道特性,主要包括:水下信道损耗、水下频率特性、水下声信号传播速度,水下多普勒效应等,并将水声信道特性与陆地上无线通信信道进行对比。同时介绍了博弈论的基本概念、博弈论的分类和随机博弈的模型。其次,研究了水下单信道通信网络中的功率分配问题,将单信道网络中用户功率分配问题构建成博弈模型。针对单信道网络中节点相互干扰问题将网络干扰水平引入到用户效应函数中,平衡各节点间的干扰;针对水下用户能量受限,生存时间短的问题,将用户剩余能量引入用户效应函数中,改善用户的生存时间。最后,研究了水下多信道通信网络中频谱、功率联合分配问题,提出了一种基于随机博弈的动态水下通信环境中频谱、功率联合分配算法。将频谱、功率联合分配问题构建为非合作随机博弈模型,选择频谱和功率策略的过程被构建为马尔可夫决策过程。在博弈中每个用户都通过学习本地信息来最大化其长期回报,不需要用户间的信息交互,并利用Q学习算法以分布式的方式学习其最优策略。针对水下复杂多变的通信环境,在Q学习算法中引入监督因子,增强算法的抗干扰能力,提高用户间的信息传输成功率。