随着海洋生态保护、资源开发、灾害预防和国防安全等领域应用需求的增加和范围的扩大,水声通信从点对点通信转向网络化发展。协作通信技术通过节点间的信道共享获得分集增益,有效地抵抗多径衰落,提高通信系统性能,在水声通信网络中有良好的应用前景,因此,研究水声协作通信网络具有重要意义。针对水声信道时变、窄带、高噪和强多途等特性,论文在水声协作通信网络中,结合跨层设计理念和迭代处理思想,提出基于LDPC(Low Density Parity Check)码的信道-网路联合编码方案及对应的联合迭代译码算法,通过节点间的协作,对水声物理层、网络层传输技术进行综合优化,保证水声数据传输的可靠性,降低节点能量消耗。论文的主要研究工作如下:1、分析国内外水声协作通信与组网的研究现状,介绍了 LDPC码与网络编码的基本原理和性能,确定中继节点采用异或(XOR)网络编码方案;2、在水声协作通信网络中提出一种基于LDPC码的信道-网络联合编译码方案及对应的联合迭代译码算法,中继节点采用异或网络编码进行协作数据传输,目的节点对接到的数据进行联合迭代译码处理;仿真表明,与传统信道编码方案和传统中继解码转发协作方案相比,所提方案能有效降低水声通信系统的误码率;3、在两源单中继水声协作通信网络模型基础上,研究联合译码迭代次数以及节点间功率分配对联合编译码方案的影响;仿真表明,通过选择适当的联合迭代次数和功率分配因子可以提高水声协作通信系统性能;4、将信道-网络联合编译码方案进一步扩展应用到水声多跳协作通信网络中,同时结合水声通信能量消耗模型,推导了能量消耗与跳数和传输次数的关系,采用数值仿真分析了最优跳数、每跳传输次数选择与系统性能的关系;5、采用NI USB-4431采集卡构建了基于LabVIEW的水声协作通信系统,在实验室水槽环境中,验证了所提方案的可行性与可靠性;同时对水槽实验测试数据进行分析表明,通过优化接收信噪比估计可以进一步降低误码率,提高联合迭代译码性能。