目前流行的无线网络空中接口技术均采用基于CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)策略的MAC(Media Access Control,MAC)协议,其突出问题是当网络规模较大时信道访问冲突迅速上升,网络性能急剧下降,甚至不能保障及时的通信。因此,基于TDMA(Time Division Multiple Access,TDMA)的MAC协议的Ad hoc网络将在军事通信和救灾应急通信中将有着更为广泛的应用前景。为了支持大规模节点的信息传输,传统TDMA协议的传输延迟不能满足紧急信息传输的需求。本文设计了基于动态TDMA时隙分配协议RA-SOTDMA(Random Self-organized TDMA,RA-SOTDMA),该协议通过信道监听、时隙预约和预约确认完成时隙的占用,构建单跳和两跳表保证多跳范围信道无冲突通信。并有完善的时隙释放机制,保证信道占用的灵活性,克服了网络拓扑变化带来的影响。而时间同步是Ad hoc网络实现TDMA机制的关键技术,其技术难点在于如何支持动态的网络拓扑结构、多跳通信和高同步精度。对此,本文也设计了一种快速等级同步算法FLS(Fast Level Synchronization,FLS)。针对Ad hoc网络动态拓扑性,FLS制定了入网同步和周期同步机制为同步精度提供保障。并采用节点等级策略优化了网络结构,保证了在低网络开销的情况下完成全网时间同步。最终,在基于CSMA商用网卡的无线平台上,开发了TDMA机制的无线网卡并评估了TDMA性能和测试了时间同步精度。