随着无线Ad Hoc网络技术的快速发展,有关方面的研究和应用越来越多,也引起了越来越多研究人员的注意。无线Ad Hoc网络的架构和互联网的五层架构类似,其中第二层是数据链路层,而MAC协议就位于这一层。MAC协议的关键功能是实现网络中信道资源的合理分配以及节点的快速接入。MAC协议的性能直接影响到整个网络的吞吐量、信道利用率、接入时延等性能。在无线Ad Hoc网络中,主要有两大类MAC协议。一类为基于TDMA的MAC协议;另一类为基于CSMA的MAC协议。相较于基于竞争的CSMA方式协议,基于分配的TDMA方式更加适合无线Ad Hoc网络。TDMA类MAC协议主要需要解决两大类的问题:一是保证全网节点时钟同步;二是合适的时隙分配方法。TDMA类协议能够实现的前提条件就是全网时钟同步,如果全网时钟无法保持同步则网络无法运行。优秀的时钟同步算法能够实现全网节点时钟高精度同步,并能长期维持下去。此外,由Ad Hoc网络的特性决定,时钟同步算法还应能应对各种复杂的外在环境。MAC协议的本质就是合理的分配全网的信道资源。因此,TDMA类MAC协议应该有其合适的时隙分配方法,能够高效的利用信道资源,降低节点的接入时延,提高全网吞吐量。因此,本文主要从这两大问题入手,研究和设计基于TDMA的MAC协议。首先,针对现有时钟同步算法的不足,提出了一种将自同步、外同步、混合同步结合起来的综合时钟同步算法即HAS算法。通过实验仿真表明,HAS算法能够很好的实现全网节点的同步,并能应对各种复杂的环境。其次,由于节点数量大,无线Ad Hoc网络不适合平面结构。因此,在本文中采用分层的结构。为充分利用多个信道,在分簇完成后,每个簇使用不同的信道,且可以在多个信道上进行切换。在总结分析现有的分簇算法上,提出了一种适用于本文的分簇算法。本文中深入分析FRPR协议的缺陷,结合分层Ad Hoc网络特点,提出了一种基于TDMA的多信道MAC协议,即MC-FSHP协议。通过实验仿真表明,MC-FSHP协议能够合理的分配时隙,提高了全网吞吐量以及信道利用率,降低了节点的接入时延。