随着移动通信的迅速发展，移动通信业务从传统的话音业务向以Internet接入和多媒体业务为主方向发展的趋势已经清晰可见。未来移动通信的目标在于建立一个无处不在的全IP分组数据无线通信系统，联合优化时间、频率、空间、功率等资源，结合多媒体业务信道特性、多种服务质量需求和多用户应用环境，提供无缝连接的高质量无线服务。 同时，随着用户数的增长、多业务的发展，对无线通信网络的服务质量QoS提出了更多要求。面对越来越紧张的无线频谱资源，合理的MAC协议仍是改善无线通信系统性能并满足不同业务的QoS的关键。由于无线通信网络的随机多址接入技术具有在一定条件下能够有效占用通道资源，减小转接时延的特点，因此在无线通信网络中已得到了越来越广泛的应用。 然而，在卫星通信系统、无线分组网络和计算机通信网络迅速发展的今日，随机多址技术也面临着新的挑战和发展。多通道随机多址协议可使无线通信网络具备降低延时、增加吞吐量、充分利用通道资源和易于支持QoS等优点，因此，利用多信道随机多址协议，尽可能地提高频谱资源利用率，并根据各种优先级业务的服务质量要求合理分配资源，将对未来移动通信的发展起到深远的影响作用。国内外许多学者已对此作了大量研究，并取得一定成果。但研究重点主要集中在单一业务上，而对支持多种业务QoS的多通道随机多址协议的研究还很少。本文以多通道无线通信网络为研究对象，对带优先级控制的多通道随机多址MAC协议及自适应随机多址MAC协议进行了深入的分析和研究。论文共分为五章。 第一章从ALOHA系列、CSMA系列及协议扩展三个方面分别阐述了随机多址协议的发展，并对无线传感器网络中的随机多址接入协议的发展进行了探讨，同时着重分析了多通道多址技术在无线通信网络中的应用。在此基础上，重点阐述了本论文研究内容的来源，提出本文的研究课题。 第二章从满足并提高无线通信网络中多种业务QoS的角度出发，提出了二维概率型连续时间多通道随机多址接入(CTPMCMA)协议，即通过优先级的划分来支持无线通信网络中多种业务的QoS，并通过多通道的应用、概率p<,1>、p<,2>的选择以及负载均衡来保证在不同负载下的无线通信网络具有较高的通道利用率。采用平均周期分析方法，对无线网络中负载均衡控制方式下的CTPMCMA协议进行了数学建模、理论分析与比较。从仿真实验的分析比较可以看出CTPMCMA协议进一步改善了系统吞吐量性能，同时，可保证较高的吞吐量以及支持多种业务的QoS需求。最后，通过对CTPMCMA、连续时间p坚持多通道随机多址(CPPMCMA)协议及连续时间p检测多通道随机多址(CPDMCMA)协议下系统吞吐量理论分析和仿真比较，说明CTPMCMA协议有更优的系统吞吐量性能和负载能力，是一种更优越的接入协议。 第三章从避免终端发送数据的随意性，减少数据产生冲突的可能性的角度出发，提出了二维概率型时隙式多通道随机多址接入(STPMR)协议，即在CTPMCMA协议的基础上，将系统的时间轴按单位时间划分为时隙。由于采用STPMR协议的系统是时隙式系统，本章通过与CTPMCMA协议(即时间连续型系统)的比较，说明了时隙式系统是一种较优系统。此外，通过对STPMR、时隙式p坚持多通道随机多址(SPPMR)协议及时隙式p检测多通道随机多址(SPDMCMA)协议系统吞吐量理论分析和仿真比较，说明STPMR协议有更优的系统吞吐量性能和负载能力，是一种更优越的接入协议。 第四章在CTPMCMA和STPMR的基础上，提出了自适应二维概率型随机多址接入协议，即自适应侦听概率二维概率型随机多址接入(DTPSM)协议和自适应发送概率二维概率型随机多址接入(TTPSM)协议。在DTPSM协议中，系统根据通道负载的轻重，自适应地动态调整侦听概率p<,2>，使得轻负载时采用较大侦听概率p<,2>，重负载时采用较小p<,2>值；同样地，在TTPSM协议中，系统根据通道负载的轻重，自适应地动态调整发送概率p<,1>，在轻负载时采用较大发送概率p<,1>，重负载时采用较小p<,1>值，以此来减少冲突发生的几率，提高系统的通道利用率，进一步改善系统QoS性能。通过系统建模分析了无线通信网络中连续型和时隙式DTPSM与TTPSM控制协议下系统吞吐量解析结果。仿真实验结果表明理论分析和仿真实验的一致性与合理性。连续时间系统与时隙式系统的仿真实验比较结果，说明时隙式系统有较优性能。同时，本章还对协议的系统实现进行了探讨。 第五章对全文的主要研究工作进行了总结，讨论了其中存在的问题以及今后继续深入的方向。