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随着微电子技术、通信技术和嵌入式计算技术的发展与进步,无线传感器网络得到了广泛地应用,并引起了国内外研究人员的的极大关注。为此,本文对无线传感器网络中具有重要意义的MAC协议进行了研究。本文的主要研究成果有:1.针对传感器网络中三重隐终端问题和控制信道饱和问题,提出了一种基于自适应占空比的多信道MAC协议—MCR,MCR通过多信道预约机制高效地解决了以上两个问题。在理论分析中,通过最小化节点平均信道切换次数的下界得出了节点的最优占空比。模拟和真实实验结果表明:与其它MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,MCR提高了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量。2.为解决多信道MAC协议中控制信道饱和以及单跳多信道广播数据大量丢失等问题,提出了一种基于握手反馈多信道MAC协议—HM-MAC。该协议无需全网时间同步,通过动态预约技术降低了正交信道占用量,利用握手反馈机制解决了控制信道饱和问题。同时,HM-MAC采用基于概率的广播发送者协调机制,减少了广播数据丢失,提高了广播效率。在理论上分析了单播机制中所用信道数目、多信道隐终端数目、以及广播效率等性能参数。实验结果表明:HM-MAC只需较少的正交信道、有效地解决了控制信道饱和问题、显著地提高了广播效率和网络吞吐量。3.针对无线传感器网络中控制信道饱和问题以及三重隐终端问题,提出了一种异步多信道MAC协议—RIM。RIM利用接收端开始的传输机制有效地解决了控制信道饱和问题,同时采用了基于概率的随机信道选择机制避免了三重隐终端问题。而且,RIM支持一种简单且可靠的异步广播机制。通过基于马尔可夫链的理论分析,得到了RIM中节点的最优占空比。实验结果表明:与其它多信道MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,RIM增加了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量,同时提高了广播可靠性,达到了能量有效的目的。