卫星通信系统是实现通信全球化和个人化的重要手段，在发展过程中受到极大关注。与地球同步卫星相比，低轨卫星具有传播时延短、发射功率低的特点，因此包含多颗卫星，同时具有星间链路的低轨小卫星编队成为目前卫星通信系统的热点研究方向之一。本文来源于国家自然科学基金项目“基于大规模编队飞行微小卫星群的空间传感器网络组网机理研究（NSFC：60902014）”，主要针对低轨小卫星编队网络的MAC层协议进行了研究与设计。首先，对卫星编队技术进行研究，设计了带有中心节点的圆形编队这种特殊的网络拓扑模型，同时用STK软件进行仿真，得到星间链路最大距离等重要数据。其次，研究了地面无线通信标准IEEE802.11MAC协议，讨论了卫星环境中影响MAC协议的主要因素。同时基于802.11思想设计了适合低轨小卫星编队网络星间链路通信要求的SSFN-MAC（Small Satellite Flying Network-MAC）协议。并采用OMNeT++仿真软件搭建带有中心节点的低轨小卫星编队网络模型，通过搭建的仿真平台分析所设计的SSFN-MAC协议在不同环境和参数下的性能。最后，针对SSFN-MAC协议在负载高情况下，时延大、丢包率高的缺点，提出了负载自适应机制方案，设计并仿真了负载自适应MAC协议（Load Division MediumAccess，简称LDMA）。LDMA协议可以根据网络竞争程度自适应切换协议工作模式。同样通过OMNeT++软件进行该协议可行性和性能的验证仿真。