水声网络作为一项新兴的海洋信息技术，在环境监测、灾害预警、海洋工程、水下防御等领域有广阔的应用前景，因此被越来越多的研究者所关注。开展水声网络相关技术的研究与实现工作，能够有力的增强人们在海洋活动中的信息获取能力，对于海洋科学研究、海洋经济发展、海上军事力量的增强有重要意义。　　 本文以水声网络的物理层和数据链路层技术为研究重点。物理层方面研究了数据包检测自适应阈值算法，以及相干解调中的自适应均衡与同步联合算法。数据链路层方面研究了几种典型的协议在水声网络中的性能，并针对水声环境特点进行协议改进。此外，本文进行了网络仿真平台的设计与实现。最后进行了网络节点的设计、实现和湖试。本文的主要研究工作如下：　　 1.针对水声网络突发通信中信号和噪声功率未知的问题，研究了基于能量估计的自适应阈值算法，给出了检测概率、虚警概率及检测统计量的表达式，并证明了这是一种有实用价值的恒虚警检测算法。　　 2.针对水声信道中强ISI、时变性、多普勒频移的问题，研究自适应均衡与同步的联合算法。首先研究了RLS-DFE-PLL算法，能够有效补偿信道对相位调制信号造成的影响。为了克服RLS算法运算量大、对舍入误差敏感等缺点，提出LSL-PLL-pre和LSL-PLL-post两种基于格型最小二乘的联合算法。以上几种算法均通过湖上试验得到了验证。　　 3.仿真并分析TDMA、ALOHA、CSMA/CA三种数据链路层协议在主从式单跳网络中的性能指标，得出了几种协议在不同指标上的性能特点，为网络协议的进一步研究和搭建实际网络提供了基础。　　 4.针对水声环境中高时延、时延变化、高误码以及隐藏暴露终端等问题，提出了一种适合于自组织多跳网络的改进CSMA/CA协议，有效提高了网络吞吐量，并且获得了网络参数对性能的影响规律。　　 5.研究网络仿真技术，进行仿真平台的设计与实现。在开源网络仿真软件NS2上，进行水声网络相关模块的二次开发，形成完整的水声网络软件仿真平台；设计并实现了基于“高性能计算机+PCI-E数据采集输出卡”的水声网络半实物仿真系统，并进行了实例测试。　　 6.进行软件化水声通信机以及水声网络协议栈体系结构的方案设计，充分考虑规范化、模块化、通用性、可扩展性，为不同通信算法和网络协议的实现提供了一个较为统一的工程实现框架。以此为基础，在以DSP为核心的硬件平台上进行了水声网络节点的实现，并通过湖上试验进行了点对点通信和协议组网功能的验证。