媒体接入控制(MAC)协议作为无线移动自组网的关键技术之一,主要解决多个用户高效、合理地共享有限的无线信道资源的问题。MAC协议在自组网协议栈中接近底层,对网络的归一化吞吐、时延、生存寿命等性能指标都有着直接和重要的影响。由于无线移动自组网具有无中心、多跳、节点能源受限等诸多不同于现有无线网络(蜂窝系统,全连通网络)的特点,所以MAC协议的设计面临着许多新问题。目前,MAC协议设计已成为该领域的一个研究热点,吸引着众多的研究者。高效地利用无线信道资源是任何一种网络对MAC协议最基本的共性要求。在所有节点都是一跳可达的全连通网络中,某一时刻只存在一对通信节点,信道的效率通常是指时间域上的效率。多跳网络中允许多对在空间上互不影响的节点同时通信,在协议设计时必需充分考虑如何提高无线信道资源的空间效率。在自组网中,一跳范围内主要存在三种通信模式：点到点的单播通信、点到多点的广播通信以及最新兴起的多点到点的协作通信。上述三种通信模式各具特点,需要针对问题分别考虑如何提高信道资源的效率。本文紧紧围绕点到点、点到多点、多点到点三种通信模式,重点从提高无线信道资源的空间效率和时间效率的角度对媒体接入控制技术进行研究。论文的主要工作总结如下：1.提出了一种新的媒体接入控制机制一“礼貌”MAC (gmMAC),通过把节点行为模式不同的典型网络转化为带约束的排队系统建立了gmMAC的分析模型,并进行了深入的理论分析,给出了gmMAC能够有效地改善网络吞吐和时延性能的条件以及相应的最佳控制准则,解决了随机接入类MAC协议中节点“贪婪、自私”地竞争信道,造成网络性能严重下降的问题。2.根据gmMAC的思想,通过引入双向边干扰度的概念,刻画了一跳通信链路对资源的占用情况,并根据gmMAC的理论分析转化为对网络性能的影响。基于这一概念,以网络平均干扰度为基准,采用余弦反正切的非线性调整方式,提出了一种基于双向边干扰度的分布式、可实现的gmMAC算法bee-gmMAC。仿真分析说明bee-gmMAC在归一化吞吐和时延上的性能远优于传统的"gMAC"。3.通过引入广播/组播代价函数,建立了可靠广播/组播协议主要实现方式的协议效率与接收节点个数、分组长度、误比特率等关键参数间定量的数学关系,给出了效率最高的可靠广播/组播实现方式随上述关键参数的变化而变化的结论。在此基础上提出了一种自适应可靠广播/组播MAC协议ARBMAC。仿真分析表明利用该协议节点可以正确地为每个数据分组选择最佳的实现方式,从而有效地提高协议的效率。4.分析了广播/组播分组的接收节点集合R中全部节点正确接收分组的条件,引出了确认冗余度和冲突域的概念。定义了R的冲突域,进而引出了等价冲突域的概念。证明了最小等价冲突域生成集R’min,R’min(?)R中的全部节点正确收到了数据分组是R中的全部节点都正确接收到了数据分组的充要条件。在此基础上,提出了一种基于地理位置信息的可靠广播/组播确认冗余度消除算法LARE。仿真分析说明了LARE算法可以在保证协议可靠性的前提下,有效地提高协议效率。5.设计了一种支持相干协作的跨层MAC协议CCMAC。CCMAC的信道探测机制能够确保接收端信号的同相加。采用ARBMAC协议完成数据的分发。同时把协作节点选择嵌入到数据分发过程中,有效地消除了“协作空洞”。此外,采用“一步预约”的资源分配原则和采用“即时确认,邻近重传”的确认重传原则分别提高空间和时间效率。仿真分析表明CCMAC可以有效地提高网络吞吐。6.提出了一种同步与异步MAC协议平滑过度的方法,解决了在网络中存在部分异步节点时同步协议MAC协议的平滑过度问题,并以第一完成人申请国家发明专利。7.设计了一种软配置MAC协议设计框架,降低了传感器网络中MAC协议与应用的耦合程度,解决了协议的灵活再配置问题,并以第一完成人申请国家发明专利。