随着人类资源需求的日益增加而陆地资源的逐渐减少,日臻完善的水声通信技术和传感器网络技术促使了可用于海洋勘探的水声传感器网络的发展,由于其在军事和民用上具有广阔的应用前景,水声传感器网络逐渐受到世界各国的关注。由于水下环境与陆地有较大差异,水声传感器网络不能直接使用现有的针对陆上传感器网络设计的协议。另外,水声信道的传输速率低、有效带宽窄、信号衰减大、多径干扰严重等特性,使得水声传感器网络的协议设计更加困难。本文首先研究了水声传感器网络的特点,然后依据水声信道的各种特性,在网络仿真软件NS2中添加了水声仿真平台。根据现有的竞争型MAC协议,编写了纯ALOHA、时隙ALOHA、非坚持CSMA和1-坚持CSMA等协议代码,比较了它们和IEEE 802.11在水声传感器网络中的平均传输时延、网络吞吐量和平均到达率等性能。结果表明竞争型MAC协议为了减少数据碰撞概率而采用的握手机制、物理载波侦听、虚拟载波侦听及数据发送时隙化等措施在路径传播时延较大的水下环境中性能较差,并且节点需要一直处于侦听状态,消耗能量较多,这对于能源受限的水声传感器网络并不适合。由于为水声传感器网络设计的MAC协议首要考虑的是节省能耗,本文接着研究了带有睡眠机制的S-MAC协议,并将其添加到水下环境中。分析了其在水下环境中存在的调度不同步和能量浪费等问题,并从节能方面出发,改进了广播调度接收机制,增加了睡眠,提出了更加节能的E-MAC协议。通过相同的仿真场景,对E-MAC与S-MAC进行仿真对比实验,比较了它们的网络生存时间、接收一定数目数据包的能量消耗以及数据包到达率。结果表明E-MAC协议发送单个数据包的能耗更少、网络生存时间更长且数据包到达率更高。