无线自组织网络(Ad hoc Network)由多个带有无线收发装置的移动设备组成,它以其无需固定基础设施、无中心性和自组织性的特点在现代移动通信系统中发挥重要作用。网络中不断激增的业务类型,对网络时延与抖动等性能有不同的要求,因此它们具有不同的优先级需求。然而现有的大多数时隙分配算法将网络中的各类业务看作是无优先级差别的,导致重要信息无法及时交付。为了适应业务类型优先级的差异性,本文提出了一种支持多级QoS保障的TDMA时隙分配算法。本文首先研究了流量分类技术,对深度包探测技术进行深入探究,并利用统一的数据集对四种深度包探测算法进行评估,实验结果表明nDPI在业务识别的覆盖面与准确率两方面都具有最佳性能。其次,针对网络中有限信道资源分配问题,本文提出最大化资源利用的时隙分配模型,并构建了集中式数学模型对其进行求解。本文进一步提出了支持多级QoS的分布式时隙分配算法,并详细论述了时隙预约、时隙释放、冲突解决与时隙抢占等过程。算法利用两跳内邻居节点的时隙占用、缓存队列长度与业务优先级等信息,实现了时隙的动态分配,并保障了业务数据的服务质量。本文利用网络模拟器对所提出的分布式时隙分配算法进行仿真,分析了业务时隙个数、归一化节点面积占比与节点个数对算法吞吐量、时延与丢包率的影响以及与不同算法之间的性能差异。仿真结果表明,所提出的支持多级QoS的分布式时隙分配算法能够实现较优的网络性能,其中吞吐量与时延接近集中式时隙分配算法;相比于无QoS策略的算法,实现高优先级的业务更易获得时隙占用权,从而较大幅提升高优先级业务的吞吐量与时延等网络性能,为用户提供具有QoS保障的高质量服务。