水下无线通信网络是目前水声领域的研究热点之一。本文在研究了水下无线通信网络特点及水声信道特性的基础上,设计了一套水声网络节点的系统实现方案,研究了自定位与测距的相关技术,进行了相关的仿真与水池实验,最终完成了一套能够实现自组织网络功能的水下通信网络系统。本文的主要研究成果与创新点如下:(1)设计并研制了1套6节点水声网络系统,包括电子设备的硬件设计研制、软件及代码实现和总体的设计与研制等。该网络节点可实现距离2km、信息速率500bit/s的水声通信、测距、TDMA/ALOHA网络协议、自定位网络协议等功能;(2)提出了一种基于最佳频率的自适应变频测距方法。该方法通过多次迭代计算的方式找出两点间测距最优频率,改善接收端信噪比,最终达到提高测距性能的目的。仿真表明,在信号频带为6-30KHz、距离为0.5-10km时使用基于最佳频率的自适应变频测距方法,能够有效提高测距脉冲接收端信噪比约2至20dB,提高测距精度约0.5-7m。(3)提出了一种高效的节点间测距方法。该方法在测距过程中采用多次请求-应答机制,能够充分利用声信号在水中传播的时延间隔,有效提高了测距工作效率。仿真表明,根据单组发送测距脉冲的次数,可相应提高测距效率1.5-4倍。(4)基于(1)研制的水声通信网络系统,实现了一种自组织水声网络节点自定位方法,工作内容主要包括TDMA时序设计、基于有限状态机的软件编程、网络通信格式化报文设计等,并进行了该方法与DV-HOP的定位仿真对比实验。5节点水池定位实验表明,该方法平均定位误差≤0.5m,达到了应用要求。(5)针对所设计的网络节点系统和自组织水声网络节点自定位方法,进行了通信、测距、TDMA协议、ALOHA协议和自定位相关水池实验。水池试验证明,该水声通信网络节点系统工作可靠稳定,能够为水声网络相关功能的实现提供保障,对水声组网工作的开展有着重要的工程实用价值。