随着海洋经济的飞速发展,海洋在人类的生产、生活中扮演了重要的角色,出于环境保护与资源开采的目的,人们对海洋环境与海上资源进行监控和探测的需求日益迫切。水下声通信无线传感网通过环境感知、自主组网、协同传输等方式为自动化海洋监测提供了新的解决思路,成为了海洋科技中具有重要研究价值的一部分。在水声传感网的多项研究问题中,路由协议作用于传感器网络组建、传感数据协同传输等重要环节,是实现水声传感网网络连接和数据传输的关键技术,而路由协议的研究过程中需要应对由海洋的特殊物理环境所导致的水声通信带宽小、水声节点能量有限、通信时延长等挑战。在上述挑战的影响下,水声传感网中路由协议如何通过合理分配负载来有效利用有限的通信带宽、均衡网络整体能量消耗、延长网络生存时间,影响网络中多项性能指标,是水声路由协议需要解决的关键问题之一。本文针对水声传感网的特性与挑战,面向网络中负载分配的需求,重点研究在多种场景下的基于负载均衡的水声传感网路由协议。针对水声传感网中带宽、能量有限的特点,以及负载分配时全局信息获取困难,局部信息易导致非优决策等问题,面向静态节点网络,提出了基于分布式强化学习的负载均衡路由算法,将节点的负载分配建模为强化学习问题,通过对历史网络状态信息的学习,使节点具有较优的分布式负载分配决策能力,可有效减少信息交互。与此同时,为了节约能量、加速收敛,算法联合演化博弈论对算法的探索策略进行调整。针对水声传感网中部分节点会产生移动的特点,提出了动态节点网络中基于强化学习的水声网络动态路由算法,通过节点的共有属性进行强化学习的状态空间建模,同时构建大小可变的状态组,以应对节点周边动态的拓扑结构变化,并针对动态大小的状态组,设计基于概率的探索策略来优化强化学习流程。仿真实验结果表明,本文提出的基于强化学习的负载均衡路由算法与水声网络动态路由算法可以分别解决静态节点网络与动态节点网络场景下的网络负载分配问题,提高了网络传输效率、优化了网络能量消耗的均衡性、延长了网络生存时间。面向水声传感网实际部署时的需求,以负载均衡路由算法为基础,设计了基于Linux的水声传感网网络通信软件,并通过实验验证了其通信功能的完整性与协议逻辑的正确性。本文的研究成果为后续开展水声传感网研究与部署提供了参考。