水声通信网络由于可以弥补传统海洋探测技术的不足，在海洋信息采集、环境监测、灾难预报、辅助导航、沿岸监视、水声反潜等民用、军事领域有诸多重要应用。然而，水声通信网络中长传播延迟、窄信道带宽、强时变多径、节点能量受限等不同于传统无线通信网络的特点，给水声通信网络的研究带来了巨大的挑战。目前，水声通信网络的研究重点主要集中在物理层、数据链路层和网络层;而数据链路层的MAC协议关系到信道资源的有效分配，其设计几乎影响了网络各个方面的性能，如信道利用率、能量效率、公平性等。虽然传统无线网络中有许多成熟的MAC协议，但无法直接应用于水声通信网络。因此，针对水声通信网络的特点来设计高性能、易实现、可扩展的MAC协议具有重要意义。本文在研究水声通信网络及其MAC协议的基础上，针对分布式多跳水声通信网络分别设计了一种分配型的MAC协议和一种竞争型的MAC协议。全文的具体工作如下:　　 1.介绍了无线传感器网络的系统结构和协议框架，阐述了水声通信网络的特点，分析了水声通信网络的系统组成、平面结构和分级结构，并介绍了其研究现状及应用。　　 2.从水声通信网络的特点出发，讨论了MAC设计的重要考虑因素和基本准则，并对现有的MAC协议进行了分类和总结，分析了水下无线传感器网络中具有代表性的MAC协议。　　 3.针对一种特定结构的水声通信网络，引入了动态往返调度、混合式回复和保守睡眠机制，设计了一种动态时隙调度的分布式TDMA协议——D-TDMA，并与TDMA协议进行了仿真对比，从吞吐量、时延和能量效用三个方面评估了该协议的性能。　　 4.在T-Lohi协议的基础上采用动态竞争回合，并引入伪Tone机制、基于优先权的竞争策略和新的竞争者计数方式，且合理地设定阻塞状态中的预停留时间，从而设计了一种用于分布式多跳水声通信网络的竞争型MAC协议;从节点角度对分布式Tone预约过程建立了Markov链模型，推导分析出MT-Lohi协议的节点吞吐量下界;在OPNET平台下对MT-Lohi协议进行了仿真，从吞吐量、丢包率和公平性三个方面评估了协议的性能，验证了动态竞争回合的有效作用和吞吐量理论下界的合理性。　　 5.总结了全文的工作，并对后续工作的研究方向提出了展望，包括本文所设计的两种协议的进一步优化、非理想信道的影响与解决方案以及MAC协议的跨层设计。