无线局域网MAC协议的研究对完善无线网络系统性能有着重要的意义。本文围绕系统吞吐、时延性能和能量消耗问题,主要完成了以下几个方面的工作:首先,分析无线局域网的基本特征并探讨IEEE 802.11无线局域网在MAC层上的吞吐性能、接入公平性和能量节省机制等相关问题,其中深入分析了工作于DCF模式下的CSMA/CA随机接入协议,理论上分析一种关于模拟这种协议过程的经典模型,最后设定参数仿真系统吞吐和延时等性能,并讨论了竞争窗口和站点数目等参数对系统性能的影响。其次,提出一种基于IEEE 802.11无线局域网协作通信MAC协议的改进能量公平机制。分析了一种经典的协作MAC机制(CoopMAC)并分析其性能特征,此协议中节点通过从自身协作列表中选取最优的协作节点(能提供最短数据转发时间)协助分组数据传输,虽然协议减短了分组传输时间,节省了部分能量(整体消耗能量减少),但是由于其协作节点选取机制,当网络中节点移动性不是很大时,协作节点之间被使用的频率将明显不同,如此势必会造成协作节点之间的能量使用不公平。本文通过轮询使用协作列表中的节点或根据协作节点剩余能量情况从协作列表中选取的方法使得协作节点的使用频率达到了一定的平衡。此外,给出两种新的基于PCF的协作MAC工作方式,由于许多协作MAC机制的应用都集中在DCF分布式工作模式之下,本文将协作机制引入IEEE 802.11 PCF工作模式,讨论协作在PCF模式下的多种集中工作方式(即帧之间的传输先后顺序过程),通过仿真比较得到协作PCF工作模式能够在系统吞吐性能和站点传输时延性能上有一定的提高。最后本文还对整篇文章中的仿真平台,系统环境和仿真思路做了详细介绍,并总结了仿真MAC协议的常见问题和方法。