无线自组网是一种无中心控制节点的多跳、对等、自愈的无线网络,被广泛应用于人们的生产生活中。在无线自组网网络协议栈中,媒体接入控制协议(MAC)的性能很大程度上影响无线网络的组网性能。传统无线自组网的MAC协议采用单信道MAC协议,分组冲突概率大,信道利用率不足,网络吞吐量低,而随着通信和计算机产业的飞速发展,开放频点越来越多,单信道MAC协议性能不良和浪费信道的缺点凸显,寻找一种适用于无线自组网的多信道MAC协议解决方案迅速成为研究热点。本文深入无线自组网研究背景,在研究现有MAC协议的基础上,设计并实现了一种基于信道协商的无线自组网多信道MAC协议(CN-MMAC,multi-channel MAC protocol based on channel negotiation),协议的主要思想是:按功能将信道分为非专用控制信道和数据信道,给每个节点附加一个信道状态列表,并通过此表计算空闲信道和值编码,在控制信道上通过握手信号和广播消息完成信道预约,并在双方约定的数据信道上完成数据分组传输和分组传输的确认。本文的主要工作如下:多信道MAC协议的设计:本文从无线自组网的基本概念出发,分析了现有的MAC协议,并指明了当前适用于无线自组网的MAC协议所存在的问题,设计了一种基于信道协商的无线自组网多信道MAC协议(CN-MMAC协议),具体解决了如下问题:信道分配问题、多信道隐藏终端问题、控制开销问题。多信道MAC协议的性能研究:本文使用NS-2仿真工具,修改仿真模型,添加CN-MMAC协议,通过对比CN-MMAC协议与其他多信道MAC协议的性能,证明本文设计的多信道MAC协议具有较好性能。多信道MAC协议的实现:在硬件平台上移植本文设计的多信道MAC协议,为无线自组网协议栈提供MAC层的透明传输接口,证明本文设计的多信道MAC协议具有较好的可移植性和较好实用价值。基于CN-MMAC协议的QoS保障机制研究:根据业务优先级设置不同的退避算法,调整信道接入机制,仿真表明该方案能有效提高实时业务的服务质量。对全文进行总结,并指明了下一步的工作研究方向。