水下无线传感器网络与陆地无线传感器网络一样，是融合了微电子、嵌入式计算、现代网络、无线通信以及分布式信息处理等多项高端科技技术的多学科综合研究课题，最终目的是能够协同实时监测，感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，将处理后的信息通过无线方式传输。图为设想的水下无线传感器网络示意图，水中分布的带有发射接收功能的节点通过节点之间的数据路由转发或将数据传递给汇聚节点，汇聚节点将收集到的传感信息进行融合之后发送给水面的浮标设备。该浮标设备既能通过声波与水下节点网络建立联系，也能通过移动设备或卫星通信与陆地或需要的基站进行通信，形成海陆空的信息共享。
　　与传统点对点的传感器技术相比，建立传感器网络的优势在于：网络中的分布式节点能够收集多角度多方位的信息，通过数据融合和甄别技术可以沥除冗余信息来提取监测目标的全面特性；如果网络节点数目相对多，就能够有效逼近目标，从而提高监测信息的准确度；此外，这也有利于系统节点的对移动目标的精确定位和跟踪；通过使用移动节点或对网络拓扑结构的调整还可以有效地消除监测阴影和盲点。水下无线传感器网络参考了通用的无线传感器网络的基本通信协议组成和网络管理模式。该协议主要包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。同时设立相应的网络管理平台，以协调和管理传感器节点的工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。
　　应用服务接口时间同步定位传输控制与陆地上较为成熟的移动通信网和宽带网相比，水下的通信系统性能远远落后；而且由于水下通信资源的有限性和通信条件的极端性，使得关于水下无线传感网络的研究面临比陆地上无线传感器网络系统更严峻的技术挑战。陆上通信通常使用电磁波作为载体在空气中传播，而水下的通信介质是水，但由于水的物理特质和复杂的化学成分影响，使得电磁波在水中的传播衰减很大，距离非常短；另一种在陆地上广泛使用的通信载体是光波，而光波在水中也受到高衰减和散射的影响，不适用于水下环境传播。现有的电缆通信方式则无论是在安装维护成本还是灵巧与便捷方面都限制了它在水下监测中的大面积使用。正是由于在水底环境中其他通信载体的可靠性和电缆通信的实用性问题，使得水下网络中节点的通信必须采用衰减较小的声波作为目前唯一能在水介质中进行长距离传输的载体，且需要从“有缆”转为“无缆”通信。表1.1显示了电磁波、光波和声波信号在海洋中的衰减情况。水介质存在大量的自然环境或人为噪声干扰，有关数据显示，在范围内的随机噪声主要来源于来往船只，500-100000Hz范围内的随机噪声主要来源于波浪、洋流以及水中的气泡，而超过100KHz的随机噪声则主要是水分子本身的热噪声。这些干扰都增加了水声通信环境的复杂度。
　　多径效应是指在发射源和接收点之间由于存在多条传输路径导致的信号畸变和相位起伏现象。在水下通信中，这种现象尤为明显，因为来自于海面、海底的散射与反射，以及水中多种生物和悬浮物和本身水体的密度分层现象会造成严重的多径效应。由于同时存在较高的延迟扩展和多普勒频移（高延迟扩展表明单载波通信会受到符号间干扰的影响；高多普勒频移则表示该种干扰响应随时间变化很快）。诸多限制使得许多陆地传感器网络物理层的研究成果不能直接在水下环境中使用。
　　现有的水下声学调制解调器设备通常功耗很大，数据传送率却很低；因为声波信号的传播速度仅为电磁波的 1/10（一般认为为 1500 米每秒），从而导致通信传输延迟十分明显；并且由于设备控制范围小，成本高等因素，制约了高密度的传感器网络化发展。这些问题给网络协议的设计，特别是对介质访问控制机制（MAC）的处理提出了巨大的挑战。

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