随着无人机,无人船和车辆等移动设备的普及和应用,动态网络(Dynamic Network,DNET)通信需求的快速增长促使动态组网技术逐渐成为产学研的一大研究热点。移动自组织网络除了具有自组织、自维护的特点,还主要包括动态的拓扑结构、链路失效率较高、节点频繁入退网等特点。因此,在动态组网技术中,如何保证系统节点快速加入网络、最大程度降低通信时延、信道资源公平分配等成为亟待解决的问题,这也就要求其相关协议的设计更为严格。特别的,当节点缓存区分组等待发送到下一跳节点时,链路因动态网络中节点的高速运动而失效,那么该分组很可能因为时延增长而没有达到及时性需求甚至导致数据信息失去其作用。通过分析,动态组网MAC协议应满足以下要求:一是应提供超低延迟以确保及时传输信息;二是在复杂的通信环境中应支持高可靠性和高分组传送速率。因此,基于上述考虑,为了更好地适应动态网络场景,本文以IEEE 802.11协议为基础提出了一种名为LpMAC的新型接入协议。本文的贡献如下:(1)针对链路失效现象提出了链路有效性和分组有效时间的概念。(2)基于分组有效时间差分化分组,并提出了一种基于数据分组有效时间的退避算法,确保数据分组能够在有效时间内成功可靠地传输。(3)在NS2中进行关于节点动态程度和网络流量强度两个场景的性能验证,并进行嵌入式平台开发实现。本文的主要研究内容为以下两个方面:本文针对动态场景中由于网络拓扑结构和无线链路状态频繁变化特性而导致网络时延和分组丢失率较高的不足,通过考虑下一跳链路有效性和分组发送紧急度,设计出基于下一跳链路有效性预测的接入协议。首先利用推导公式得出分组有效时间,根据分组有效时间进行业务多差分策略,在此基础上,提出一个基于有效时间的退避算法,以缓解节点运动带来的分组失效问题,增强实时性和可靠性,然后对其进行理论建模分析,对协议的平均时延、投递率和系统吞吐量三方面性能进行了理论推导。最后通过仿真验证了所提接入协议LpMAC与对比协议FDCF相比,LpMAC在动态场景下时延、分组投递率和系统吞吐量方面均具有一定优势,并且节点动态性越强LpMAC的性能优势越明显。其次,仿真环境跟真实的环境的差别很大,为了研究所设计协议应用于实际场景时面临的挑战和更有力地验证本文所设计协议的性能,本文将所设计的协议在嵌入式硬件系统中实现并进行实际场景下的性能测试。采用2440ARM开发板和3070无线网卡作为主要硬件模块,设计相应的网络框架,进行底层模块的开发,然后调用无线收发模块等实现网络数据的发送、转发、接受、处理等功能,以及其他附属接口实现交互功能。最后在具有节点动态特性的测试场景下进行协议的性能测试,结果表明所设计协议LpMAC对节点动态性带来的性能恶化具有一定的抑制作用。