伴随着通信技术的发展,广播网络同样经历着变革与更新,下一代广播网络将具有超高清广播,鲁棒性传输,支持交互性业务的特点。我们向美国ATSC3.0(Advanced Television Systems Committee 3.0)标准委员会提出了利用专用上行回传链路实现交互性服务的技术方案,并获得支持。本文主要研究上行回传链路上行调度算法和随机接入退避算法,提高专用上行回传链路的MAC层协议性能。传统的蜂窝小区的调度算法和随机接入退避算法并不能直接用到数字电视小区。蜂窝网主要满足中小半径小区中少量用户持续性业务(语音通话,网上冲浪等)需求,而数字电视小区主要满足大小区(半径高达100km)中大量用户突发性业务(视频点播,电视投票等)需求。我们需要根据数字电视小区自身的特点提出新的上行调度算法和随机接入退避算法。本文首先研究了蜂窝小区中常用的调度算法和随机接入退避算法,分析了数字电视小区的用户和业务特点。然后提出了适合数字电视专用上行链路的动态窗口和接入时隙随机接入算法(D-WS-RAS)。该算法通过贝叶斯算法估计随机接入用户数量,并动态的调整退避窗口以及接入信道容量,以得到系统最优退避窗口的设定,获得最优的信道利用率,并且提供大量用户下的接入资源。针对数字电视上行系统多用户调度研究,本文提出了一种适合于数字电视上行系统物理层结构和用户包结构的调度算法,该算法综合考虑用户的信道状况和用户包大小,得到资源用户传输矩阵,进一步生成资源数需求矩阵。算法根据该矩阵通过启发式算法进行资源分配,并根据用户等待时延定义用户资源分配的优先级,仿真结果显示算法拥有良好的公平性,系统吞吐量和时延特性。论文接着分析了系统信令开销,并提出一种基于哈希映射的用户ID压缩方案对大量用户带来的信令开销进行了缩减。文章结合第二代数字电视上行系统物理层参数对其性能进行了仿真和比较。通过仿真证明,该随机接入退避算法以及调度算法能够满足数字电视小区随机接入的需求。