移动自组织网络(Ad Hoc)是一种无需固定基础设施支撑、组网快速、灵活的移动网络,它不同于普通的Mobile IP网络,完全由移动终端构成。网络中所有节点的地位都是平等的,所有节点都具有路由和转发数据的能力,随时可以组成一个小区域通信系统。这种网络的建立快捷、灵活、不受有线网络的约束,可以广泛的应用于军事通信、灾难救助、偏远地区等无法得到有线网络支持的情形,或某些只是临时需要通信但建立有线通信网络代价太大的环境,具有广阔的应用前景,因而受到人们的关注和研究。其中MAC(Medium Access Control)协议决定了节点接入共享无线信道的方式与所能获得的信道资源,其性能的优劣直接影响Ad Hoc网络的整体性能,近年来受到越来越多的关注,成为学术界的研究热点。路由和信道接入控制是目前Ad Hoc网络的两个主要研究方向。IETF的MANET工作组对Ad Hoc的路由已经提出了几个草案,并形成了3个正式的RFC文档——AODV、OLSR、TBRPF。在信道接入控制方面,无论是单信道的接入协议还是多信道的接入协议,到目前为止,都有了一定的研究,而IEEE802.11已成为使用最广泛的组成Ad Hoc网络的物理层和MAC层技术。针对于此,本文在研究IEEE802.11协议标准的基础上,以如何改善Ad Hoc网络中的MAC协议的性能和提高网络可生存性为目的,查阅了Ad Hoc网络信道接入的相关资料,分析了现有已改进的IEEE802.11信道接入协议的优缺点,提出了基于多信道MAC协议的改进思想。通过仿真实验进行分析,方案能够提高整个无线系统的性能,确保网络的可生存性,为下一步的应用提供了一定的参考价值。本文的主要研究工作包括以下几个方面。(1)对多信道感知策略进行了分析和设计,通过定义信道的关键数据结构和引入虚拟MAC地址的概念,提出了多信道信息的维护算法,利用排队论对数据流的传输过程进行了分析,对多信道主动感知和被动感知两种机制分别进行了分析,设计了不同的感知帧,并且得出了在两种机制下对应的网络开销。(2)对多信道分配策略进行了分析和设计,通过信道感知所获得的各信道的统计特征,提出了基于贪心算法思想的信道分配算法,分两种情况对于信道分配机制进行了分析,并提出了设置业务数据优先级策略,以使重要业务的QoS得到保证。(3)对多信道聚合策略进行了分析和设计,对于高优先级、高实时性、大数据量的业务数据流发送或转发,将多个物理数据信道进行聚合成一个逻辑的高带宽的逻辑信道,并从排队论的角度对于多信道聚合能提高网络性能进行了分析。同时,为了解决错误资源预留问题,提出了一种适应于多信道的通信方式,以确保网络具有较高的可生存性。(4)使用网络仿真器NS2对相关的改进工作进行了模拟仿真,与原有的接入方案相比,改进后的方案满足了可生存性的需要,提高了无线网络的性能。本文针对现有的基于IEEE802.11DCF接入协议存在的问题,提出了一些基于多信道MAC协议改进的分析和设计思想,为Ad Hoc网络的研究,提供了一些参考,针对现实应用具有一定的参考价值和借鉴意义。