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随着海洋资源与权益的需要,利用水下声波进行通信的需求与日俱增。目前,在军事领域和民用领域中,水声通信得到了广泛应用。媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)是水声通信网络的关键技术,决定了节点共享水声信道资源的方式,其性能直接影响到水声通信网络的整体性能。水声信道带宽窄、时延长、多径效应干扰以及节点能量有限等特点是影响水声MAC协议性能的主要因素。握手是竞争协议中常用的一种避免冲突的方法,但是传统的握手机制只允许串行通信,导致信道利用率低,因此吞吐量、数据包延时和能量利用率等方面存在改进空间。针对这个不足,一些新的水声网络MAC协议利用水声信道传播时延长的特点,通过合理规划源节点的发送时间,在一个传输周期中允许多对节点进行握手和并发传输数据,但是RTS/CTS采用随机发送的方式,无法完全避免冲突。针对上述问题,本文提出了一种基于TDMA和发送时间规划相结合的双信道混合协议,该协议采用流水线的方式实现握手和数据传输,可以在消除冲突的同时提高传输效率。本文的研究工作如下:1、介绍了水声通信网络的协议栈,水声信道的典型特征,以及这些特征对水声通信性能的影响。2、介绍了已有的一些水声通信网络MAC协议,以及衡量MAC协议性能的四个指标;同时介绍了Aqua-Sim仿真平台,并在Aqua-Sim下对部分协议进行了仿真分析。3、针对现有协议的不足,提出了一种基于TDMA和发送时间规划相结合的双信道混合MAC协议(TDma and transmission Time Scheduling MAC,TDTS-MAC)。该协议采用双信道通信,在一条信道中采用经过优化的时分复用方法发送握手信令,并将应答信令与握手信令相结合,在另一条信道中采用优化的发送时间来并行发送数据,两者以流水线的方式并行进行。4、在Aqua-Sim平台上对新提出的MAC协议进行了仿真实验,并与现有的一些MAC协议进行了性能的对比分析。实验结果表明,新提出的协议以牺牲数据包端到端延时为代价,能够有效提高吞吐量和发送成功率,降低平均能耗。