水声通信网络可广泛用于海洋信息采集、分布式战术监测、环境监测、资源探索、灾难预防等民用和军用领域。网络的拓扑结构和通信协议对水声通信网络的性能优劣有着重要影响。本文分析了现有的无线传感器网络分簇路由协议，结合水声通信网络自身的特点，以节省网络能量消耗、延长网络生命周期为目标，重点研究了水声三维通信网络分簇算法和路由协议。论文的主要工作具体如下:　　1.分析了水下通信系统的三种载波的特性及水声通信网络的组成、网络拓扑结构、特点、体系结构、应用及研究现状。　　2.概述了无线传感器网络的分簇路由协议及分簇算法，分析了水声通信网络路由协议设计所面临的挑战，着重介绍了目前水声通信网络中的分簇算法和路由协议。　　3.分析了LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议的优缺点并研究了在给定网络范围及节点最大通信距离的情况下，能够保证网络连通的节点最佳分层数以及网络的最佳簇头个数。在LEACH协议的基础上，结合水声通信网络的特点，以节约网络能量消耗为目标，设计了一种基于分层的水下三维网络的分簇路由协议，并通过仿真验证了其在节约能量消耗方面的优点。　　4.针对网络中存在的“热点”问题，研究了一种基于能量均衡的非均匀分簇路由协议。该协议通过遗传算法选定首轮簇头，并通过设定簇头退选机制，保证一个竞争半径中只有一个簇头，除首轮外，每轮的新簇头都由上轮簇中剩余能量最多的节点担任。簇间路由的建立引入了门限值、代价函数以及回路避免机制。最后通过仿真验证了其在延长网络生命周期方面的性能。　　5.对论文的工作进行了总结，并对后续工作提出了展望。