随着无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）和水下通信技术的快速发展,水声传感器网络（Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs）已经发展成为探索海洋世界、获取水下信息等业务的关键技术之一。UASNs是WSNs在水下部署的一种特殊形式,由于UASNs所处水下环境的特殊性,使得用于水下作业的传感器不能像陆地上使用的传感器一样能够利用可持续能源,如太阳能、风能等。水声传感器节点通常采用能量有限的电池供电,且由于水下环境的复杂性,使得传感器续能成为一项较为困难的工作。因此,由水声传感器节点能量受限带来的能耗优化问题是UASNs研究重点关注领域之一。路由协议的优化设计对降低UASNs能耗起到关键作用。其中,分簇路由是路由协议优化设计中的一个重要分支。在UASNs传统路由协议中,节点能耗会随着到基站之间的距离的增大而增大,而分簇路由利用簇头节点缩短了非簇头节点的传输距离,从而有效降低能耗。但是,目前已有的分簇路由方法仍然存在一些问题与不足,且大多基于节点之间会充分合作的假设。因此,本文以UASNs能耗优化为研究对象,结合博弈论思想,旨在研究并提出一种能效更高的分簇路由方法。本文首先阐述了UASNs理论基础,包括UASNs特点、应用领域、节点结构以及常见的UASNs通信拓扑结构;分析了UASNs能耗优化问题的具体特征;总结了目前国内外已有的基于路由协议的能耗优化方法。其次,阐述了博弈论理论基础,包括博弈论基本要素、纳什均衡的概念,给出了在UASNs能耗优化问题中运用博弈论的可行性依据。之后,提出一种基于博弈论的UASNs能耗均衡分簇方法（Game Theory-Based Clustering Scheme,GTC）。GTC方法以分簇为基础,结合博弈论思想,将节点建模为自私的理性博弈者,根据自身收益大小决定是否担任簇头。建立了计算节点收益大小的效用函数,综合考虑了节点当前的剩余能量以及担任簇头的实际成本等因素。GTC方法中还设计了一种激励机制,用于引导节点做出更有益于集体收益的决策,同时该机制起到簇头角色轮换的作用,有效均衡了节点间能耗。此外,在簇间通信阶段,依据推导得出的选择单跳直连或中继的结论选择最佳下一跳簇头节点转发数据,进一步提升分簇方法的能效性能。仿真实验表明,GTC方法较现有的分簇路由方法具有更好的能效表现,可以有效延长网络生命周期,改善UASNs网络性能。