从20世纪90年代以来,无线局域网(Wireless Local Area Networks, WLAN)作为高速发展的计算机网络与无线通信技术相结合的产物,以其快捷高效、组网灵活、经济节约、易于扩展等优势迅速得到了充分的发展和广泛的应用。无线局域网的快速发展也进一步促进了该领域理论标准的研究和制定。目前主流的无线局域网标准有IEEE802.11系列、HyperLAN系列以及Bluetooth规范等。其中IEEE802.11系列无线局域网协议是目前采用最为广泛、发展最为完善的WLAN协议。本论文正是着眼于超高速无线局域网的发展前景,以国家科技重大专项《超高速无线局域网无线接口关键技术研究与验证》为依托,重点研究超高速无线局域网MAC层关键技术。本论文基于IEEE802.11无线局域网协议,从理论和实践两方面对超高速WLAN系统的MAC (Medium Access Control)层性能进行了比较深入的研究。本文首先介绍了无线局域网的发展历史、主要特点以及协议标准。通过分析无线局域网相对于有线计算机网络的优势所在,充分展示了其广泛的应用前景。其次简要概述WLAN系统MAC层的多种接入机制,同时也从理论上指出无线局域网系统吞吐量受到限制的弊端；并进一步提出了使用了传统无线局域网MAC层接入机制的理论分析模型一一二维Markov模型及其不足之处,进而引出了简化的一维Markov模型。第三,本论文阐述了WLAN系统MAC层单信道无线接入机制的一维Markov模型,从细节着手分析该一维Markov模型存在的弊端并以此为依据,提出适用于WLAN系统MAC层理论分析的改进一维Markov模型,并利用Matlab仿真软件对两种模型的理论分析结果进行验证,从而证明该改进机制的优越性；其后从理论方面指出该接入机制对于提高超高速无线局域网吞吐量带来的根本性制约因素。第四,本论文在WLAN系统MAC层单信道基础上引入时频二维混合OFDMA/CSMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access/Carrier Sense Multiple Access)接入机制,并从理论和仿真两个角度证明了该二维接入机制能够有效优化超高速WLAN系统的吞吐量、站点的冲突概率、公平性等指标,使MAC层系统性能明显优于传统CSMA/CA接入机制。然而由于在时域范围内,二维混合时频OFMDA/CSMA接入机制依然采用传统CSMA/CA接入机制,故而也不可避免地引入了传统的单信道CSMA/CA接入机制的弊端。最后,本论文提出基于冲突权重(Contention Weights)的改进混合OFDMA/CSMA接入机制,并从理论和仿真角度证明该改进后的接入机制能够有效地提高整个超高速WLAN系统的综合性能,为进一步提高超高速无线局域网吞吐量奠定了坚实的基础。