本文档属于类型b，即一篇综述性科学论文。以下是针对该文档的学术报告：

本文由杨健敏、王佳惠、乔钢、刘凇佐、马璐、何鹏等作者共同撰写，分别来自中山大学海洋工程与技术学院、哈尔滨工程大学水声技术重点实验室、工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）以及极地环境立体观测与应用教育部重点实验室（中山大学）。该论文于2024年1月发表在《电子与信息学报》第46卷第1期，题为《水声通信及网络技术综述》。本文综述了水声通信（Underwater Acoustic Communication, UAC）及水声通信网络（Underwater Acoustic Communication Network, UACN）技术的发展现状、关键技术及其应用前景。

水声通信技术的发展及研究现状
水声通信技术自20世纪50年代起步，经历了从模拟通信到数字通信、从非相干通信到相干通信、从单载波通信到多载波通信的演变。近年来，水声通信技术逐步向高有效性和高可靠性发展，并引入了多入多出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）、全双工等先进技术。国外研究以美国、日本、俄罗斯等国家为代表，取得了显著进展，例如美国Scripps海洋研究所提出的单载波相干水声通信技术。国内研究虽起步较晚，但在国家政策支持下，中科院声学研究所、哈尔滨工程大学等机构在水声通信领域取得了多项突破，例如全海深水声通信机的研制。

水声通信网络的发展及研究现状
水声通信网络技术随着水声通信技术的发展而逐步成熟。美国SeaWeb网络是水声通信网络的典型代表，经历了从集中式到分布式、从单跳网络到多跳网络的演变。国内研究也逐步从仿真走向外场实验，例如中国科学院声学研究所于2008年完成的自组织水声通信网络实验。水声通信网络技术的应用场景包括水下军事、环境监测等，具有大规模、自组织、动态性等特点。

水声信道的特点
水声信道是水声通信及网络技术的基础，其特点包括传输时延大且时变、通信带宽受限、传播损失大、噪声干扰严重、多径效应显著、多普勒效应明显以及能量受限。这些特点使得水声信道成为无线通信领域中最复杂多变的信道之一，对水声通信及组网性能产生了重要影响。

水声通信技术
水声通信技术可分为非相干调制技术和相干调制技术。非相干调制技术以频移键控（Frequency Shift Keying, FSK）为代表，具有稳健性强的特点，但带宽利用率较低。相干调制技术以相移键控（Phase Shift Keying, PSK）和正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）为代表，能够实现高速率数据传输，但对信道条件要求较高。近年来，以扩频水声通信、全双工水声通信、仿生水声通信、正交时空频（Orthogonal Time Frequency Space, OTFS）调制技术为代表的新型水声通信技术逐渐成为研究热点。

水声通信网络技术
水声通信网络技术的研究主要集中在物理层、数据链路层、网络层与跨层设计。数据链路层的核心是媒介接入控制（Media Access Control, MAC）协议，包括固定分配类协议（如时分多址Time Division Multiple Access, TDMA、频分多址Frequency Division Multiple Access, FDMA、码分多址Code Division Multiple Access, CDMA）、随机竞争类协议（如ALOHA、载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple Access, CSMA）以及混合MAC协议。网络层的研究重点是路由协议，旨在提高数据传输的可靠性和效率。

水声通信及网络技术的不足与展望
尽管水声通信及网络技术取得了显著进展，但仍面临诸多挑战，例如水声信道的复杂性、能量受限问题、网络协议的优化等。未来，水声通信及网络技术将朝着高带宽、低时延、高可靠性的方向发展，并进一步探索跨介质通信、人工智能辅助优化等新兴技术。

本文的意义与价值
本文系统梳理了水声通信及网络技术的发展历程、关键技术及其应用前景，为相关领域的研究人员提供了全面的参考。通过对水声信道特点、水声通信技术、水声通信网络技术的深入分析，本文指出了当前技术的不足，并提出了未来发展方向，对推动水声通信及网络技术的进一步发展具有重要意义。