本文以水声网络分层体系结构为基础，以实现类似无线传感器网络的水声网络原型为目标，对涉及到的部分课题进行了理论研究，重点是与水声信道特性密切相关的物理层和数据链路层的有关内容。在此基础上，通过不同仿真验证方式，进行了水声网络原型组网技术和协议的初步实践。　　 尝试将直序扩频技术联合相干通信作为水声网络物理层通信机制，充分发挥扩频技术在水声通信中的优势，并配合信道测量和信道匹配技术提高物理层性能；针对网络中可能存在的簇头多用户接收问题，在扩频技术基础上，研究了一种基于CDMA的非集中式接收机算法，仿真结果表明在传输速率较慢的场合中接收性能优于常规接收算法，也为进一步研究水声网络CDMA物理层和MAC层技术奠定基础。　　 针对水声网络的半双工特性，通过对基本S&W及其改进协议进行理论分析和数值计算，说明基于数据包序列的S&W协议是有望实用化、并能够提高网络效率的LLC协议较好之选，并评估了底层参数对最优数据包长和吞吐量效率的影响，为根据底层环境参数进行链路层数据封装提供了理论指导和参考。将隐式ACK的概念引入水声多跳网络中，研究了一种混合ACK确认机制，仿真结果说明混合ACK机制的使用能够较好地克服不对称信道的影响，抑制重发风暴，降低网络功耗。　　 针对特定网络应用场景，设计并实现了一种基于令牌的MAC协议，以陆地无线传感器网络WiSen硬件为仿真试验平台，结合水声信道仿真参数，验证了协议在预设场景下的可用性。　　 提出了基于SoftUAM的水声网络仿真研究方法，通过设计相应的MAC协议和路由协议，完成了四个节点的空气声组网试验，对SoftUAM的概念和使用起到一定的验证作用。　　 以前文部分相关研究为依据，将节点相互连通性、数据包存储及多跳转发、远程控制获取节点数据、路由表、稳健通信等网络概念在水声网络原型试验的初步实践中加以实现和验证。　　 论文的主要创新点有：将扩频通信机制应用于水声网络物理层；最优包长研究为根据底层环境参数进行水声网络链路层数据封装提供了理论指导和参考；将SoftUAM的概念应用于水声网络仿真实验中。