低功耗广覆盖网络具有传输数据量少且间隔周期长,能耗小,覆盖范围广等特点,可广泛应用于无线传感器网络,如油气管道监测、水资源泄漏检测和土壤监测等。IEEE TG4工作组于2013年起草了低速无线个域网IEEE802.15.4k标准初稿。该标准主要针对低功耗关键基础设施监控(LECIM:Low Energy, Critical Infrastructure Monitoring)网络,为一种典型的低功耗广覆盖网络。媒体接入控制(MAC:Media Access Control)对网络的可靠性有着至关重要的影响,因此对IEEE802.15.4k标准媒体接入控制协议的研究有着非常重要的学术价值和实际意义。本文首先介绍了无线个域网、无线接入技术的发展过程和无线传感器网络的体系结构,深入研究了IEEE802.15.4k标准关键技术,包括网络拓扑结构、协议工作模式、帧结构、用于层间通信的服务原语、物理层功能、MAC层功能和MAC层过程等。对现有MAC层普遍采用的载波监听多路访问／冲突避免(CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)协议及相应的马尔科夫模型进行研究总结,并分析了这些模型的建立过程和优缺点。随后重点研究了适用于LECIM网络的MAC层接入机制CSMA/CA-PCA (CSMA/CA with Priority Channel Access),并首次提出了基于该机制的马尔科夫模型。所提模型基于不饱和网络负载符合该网络特点,具有一定的实际应用价值。在此基础上,经过分析推导得出了数据包投递成功率的数学表达式,其主要受MAC层参数、节点空闲态概率和节点个数的影响。详细分析了以上参数与数据包投递成功率之间的关系,所做工作对数据传输可靠性的分析提供了理论依据,也便于后续对网络性能进行优化。同时,搭建仿真平台并通过蒙特卡洛仿真验证了所提马尔科夫模型的正确性。