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无线自组织网络在许多应用领域中，吸引了越来越多的专家和学者的兴趣，应用领域主要包括商业应用、军事应用以及基础设施网络不可能或负担不起的应用环境。目前，无线自组织网络主要是基于全向天线来传输数据，因此，大部分研究的介质访问控制(MAC)协议都已经假定好他们的传输模式。随着网络技术和天线技术的发展，定向天线已经逐步应用于无线自组织网络中。通过使用定向天线，信号在特定的方向上进行传输，相比使用全向天线而言，减少了节点间的干扰，提高了空间复用，增加了网络容量。MAC协议是连接物理层和网络层的桥梁，在无线自组织网络中起重要作用。天线技术一直是MAC协议研究领域的重点内容之一。本文的主要工作包括：(1)提出一个基于混合天线的DCSMAC(定向循环扫描MAC)协议，在该协议中全向节点按照RTS/CTS握手机制，定向节点按照DRTS/DCTS握手机制，通过定向天线循环扫描周围节点情况，有效的解决了由于定向天线和全向天线传输模式的不同以及定向天线的方向性而引起的握手失败及数据干扰问题。(2)在IEEE802.11MAC标准协议基础上，提出了基于混合天线的多跳MAC和路由的跨层协议设计。协议提出了在MAC层中加入控制路由的方式，通过控制路由设计，在路由发现过程中，寻找定向节点作为转发节点，充分利用定向天线的远距离传输的优势，使数据传输能够达到d-o距离或者d-d距离。数据传输的中间转发过程主要在MAC层进行，而不要求网络层的参与。这样在转发过程中节省了网络层的路由查找时间和层间的封装、解封装处理时间，从而可以减小传输时延。