随着信息技术的发展,人们对支持移动性、高速率和实时性通信业务的需要越来越高,基于IEEE 802.11协议的无线网络在实际的网络部署中得到了越来越广泛的重视和应用。然而,在复杂的无线信道环境下,由于受到背景噪声、突发干扰、节点随机移动性,以及IEEE 802.11协议本身缺陷等因素的影响,目前无线网络性能仍无法满足用户的需求和期望。作为一种可靠、便利、经济和灵活的信息网络构建手段,以及未来5G移动通信网络的重要组成部分,IEEE 802.11无线网络已成为通信技术研究和发展的热点领域,目前已经取得了非常丰富的研究成果。为了进一步提高无线网络的性能,本文主要对IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制技术进行了深入地研究,主要包含以下几个方面:首先,针对IEEE 802.11无线网络MAC协议中RTS/CTS信道预约机制的过保护问题,提出了一种基于干扰容限的无线网络并发传输MAC协议ITAMA,以提高无线网络空间并发度。ITAMA协议根据邻节点列表中接收端的接收功率估算正确接收CTS帧或DATA帧的干扰容限,并将其置入生成的RTS帧或CTS帧中,周围节点通过比较接收到的RTS/CTS帧的接收功率和从中提取的干扰容限值来确定是否允许并发,从而释放非干扰链路的并发传输机会,提高无线网络空间利用率。另外,针对无线网络中双向链路相互干扰问题,基于收发节点数据传输过程的工作特点,借鉴跨层设计思想,提出了一种了基于物理层预期帧检测的并发传输MAC协议EFDMA。EFDMA协议利用物理层预期帧检测技术,借助于收发节点数据传输握手信令之间的语义相关性,能够在数据发生碰撞时在较低的信噪比条件下检测到预期帧的到达,从而实现链路并发传输,提高网络空间利用率。仿真研究结果表明,ITAMA和EFDMA协议均可以增加网络并发度,能够有效地提高无线网络吞吐率性能。其次,针对IEEE 802.11无线网络中A-MPDU重传在丢失子帧的影响下聚合度被强制性剧烈降低的问题,提出了一种基于子帧位置信息控制的A-MPDU帧聚合算法和一种基于二级帧聚合补偿的A-MPDU重传算法。基于子帧位置信息控制的A-MPDU聚合机制主要通过在发送端进行聚合传输A-MPDU帧时,显式地将每一个被聚合子帧在当前A-MPDU聚合帧中的位置信息添加在其MAC层帧头中,并发送给接收端,然后接收端根据接收到子帧的位置信息,利用一种位置信息控制方法对当前A-MPDU聚合帧进行对应的确认,从而完全释放并稳定A-MPDU帧聚合的传输能力。基于二级帧聚合补偿的A-MPDU帧聚合重传算法,是在A-MPDU聚合帧的重传聚合度发生剧烈降低时,通过自适应地选择一种合理的二级帧聚合方式来最大化地补偿当前A-MPDU损失的帧长,从而提高A-MPDU的传输效率,改善网络吞吐率性能。此外,还提出了一种优化的具有最佳聚合度的二级帧聚合算法,通过优化二级帧聚合方式的聚合度和第一级聚合长度,使得二级帧聚合传输在任意的信道条件下,都能够最大化网络吞吐率。仿真结果表明,与传统的A-MPDU聚合方式相比,本文提出的基于子帧位置信息控制和基于二级帧聚合补偿的A-MPDU帧聚合重传算法均可以稳定A-MPDU的聚合效率并提高网络吞吐率。具有最佳聚合度的二级帧聚合算法提高了二级帧聚合传输的MAC层效率,最大化了二级帧聚合传输的网络吞吐率。最后,针对目前链路自适应算法存在的对信道质量变化不敏感、适应性较差和速率调整收敛速度较慢问题,提出了一种自适应速率控制和帧长调整算法ARCLA,及一种AP下行多速率变聚合帧长重传算法AMRAL。两种算法的主要设计思想都是基于信道质量预测的数据传输速率和传输帧长的自适应联合调整。ARCAL算法利用MAC层A-MPDU聚合帧传输的误子帧率来预测当前信道质量并自适应地调整数据传输速率,同时根据当前选择的传输速率,动态地调整传输帧聚合度,以提高信道空口时间利用率和对信道质量变化的响应速度;AMRAL则根据MAC层有效吞吐率变化来预测信道质量并自适应地调整数据传输速率,并根据A-MPDU传输的丢失子帧分布对信道质量变化趋势进行预测,并相应地调整传输的A-MPDU帧聚合度,从而提高链路自适应算法的适应性和收敛速度,同时提高对信道质量变化的敏感度。对ARCAL算法,利用半马尔可夫过程理论,通过建立系统模型对传输速率和帧长联合调整的链路自适应算法性能进行分析;对AMRAL算法,则通过仿真实验验证速率和帧长联合调整的链路自适应算法的性能。理论分析和仿真结果表明,速率和传输帧长联合调整的链路自适应算法可以提高算法在时变信道下的收敛性和适应性,改善无线网络MAC层数据传输效率和网络吞吐率性能。