IEEE 802.15.4技术作为最适用于无线传感器网络的近距离无线通信技术标准之一，得到了非常广泛的应用。但无线传感器网络是一种以特定性任务为导向的应用网络形态，使得IEEE 802.15.4时隙CSMA/CA算法中的默认参数配置不能普适地适用于所有的应用环境，因此对算法性能及改进策略的研究是扩展其应用的关键，本论文应用理论建模及仿真的方法对接入算法展开研究。首先，针对无线传感器网络应用中网络负载多样化的特点，建立了一个综合考虑ACK应答及有限重传机制，可依据网络负载状况动态调节的时隙CSMA/CA算法理论模型，推导出了节点进入饱和状态的平均到达率阈值，并依据网络负载状态对节点模型做适当调节，统一了饱和及非饱和状态网络建模，给出了数据传输可靠性、延迟及吞吐量的表达式，考察了时隙CSMA/CA算法参数配置对上述性能的影响。其次，针对具有数据传输可靠性要求的无线传感器网络，在网络部署之初节点并不清楚网络的具体拓扑结构和流量状况，研究了一种时隙CSMA/CA算法参数自适应调节策略，能够在网络流量状况未知的条件下通过自适应调节MAC层参数获得应用层要求的可靠性保障，利用OPNET仿真验证了策略的合理性和有效性。最后，讨论了一种基于时隙CSMA/CA参数配置的服务区分策略，并对标准模型进行改进，建立了区分服务的时隙CSMA/CA算法理论模型，对基于竞争窗口(CW)取值的服务区分策略进行了详细分析，给出了不同优先级数据的信道接入概率和吞吐量表达式，比较了服务区分策略对两类数据传输的影响。