论文分为两个主要的部分.第一部分由第一至第三章组成,主要进行理想工作环境中链路层协议的性能总结与优化.第二部分由第四至第六章组成,主要研究ISO模型中其它层次和链路层协议的相互影响.论文首先描述了在未来无线通信系统中链路层研究的重要性.在给出链路层协议的分类并重点研究了PRMA协议族以后,讨论了几种在时域上的典型协议改进方案,并在此基础上提出一种基于系统资源抢占的改进方案.与传统PRMA协议相比,该方案在承载混合业务时可以通过基站控制机制最大限度利用当前信道资源,从而兼顾语音业务分组实时性要求以及数据业务分组的吞吐量.在此基础上,论文研究了链路层接入协议进行多维扩展时的相应性能.在讨论CDMA/PRMA协议的基础上,总结了多种时域优化方案,并在码域上通过抑制系统多址接入干扰方差,提出一种显式资源控制的码域接入优化方案.基于CDMA的特点,论文还提出一种时域码域的联合优化方案,通过在重新设计的帧结构中无缝集成预约请求分组,业务码流可以使用原先为改善多址接入干扰方差所独占的系统资源.无线衰落信道复杂的物理层特性对链路层协议的性能有较大的影响.在对无线信道进行简单描述并分类后,论文对已讨论的多种多维预约协议在不同衰落环境中的性能进行了研究.在短期衰落环境中,重点研究了Nakagami-m信道环境下基于CDMA扩展的多维协议性能,指出预约控制机制可以有效抵抗短期衰落造成的影响,而且对于不同的时域控制机制而言,在理想环境中的性能差距将在衰落环境中继续保持.在长期衰落环境中,论文研究了基于CDMA扩展的多维协议在理想以及非理想功率控制下的协议性能.在链路层与网络层的相互影响方面,论文比较了典型蜂窝结构下不同的越区切换过程,并通过仿真环境说明采用预约分组接入机制可以高效地提供无缝切换过程.通过对非中央控制网络环境的讨论,论文指出预约分组机制同样可以较好承载以语音业务为主的混合业务,并在现有典型协议的基础上,提出一种码域业务预约机制.仿真结果显示在面向语音的业务环境中该协议有比较明显的优势.论文最后研究了应用层对链路层协议的影响,并以能量受限的应用环境为例,重点总结比较了现有典型链路层协议在协议消耗能量性能方面的差异,在此基础上提出相应的优化措施与方案.