IEEE协议组织于2013年启动了对新一代无线局域网标准IEEE 802.11ax的研究,旨在提高密集部署场景下的频谱效率和网络吞吐率。为了达到以上目标,IEEE802.11ax将在物理层中引入OFDMA、MU-MIMO、高阶调制等新技术。物理层传输速率的提高,将进一步要求MAC性能的改进。本文主要对下一代WLAN标准的MAC层协议进行研究,并完成原型系统中MAC层实现设计与测试。本文首先概述了新标准中MAC协议标准化工作面临的主要问题,然后介绍协议结构以及MAC层标准化研究的两大方向。这些知识是本论文后面章节研究内容的基础。第三章设计了MAC层的多用户接入方案。物理层OFDMA技术的引入实现了多用户接入,对基于单用户接入机制的MAC层技术造成较大冲击。本方案基于兼容现有MAC技术条件下,对多用接入的过程进行详细设计,并通过性能仿真,对比于现有的DCF接入,多用户接入场景获得了更高的MAC层吞吐率。第四章研究了MAC层的无线资源优化方案。本章提出了两种提高资源利用率的方案,方案一对多用户资源指示信息进行信息压缩,达到使用更少比特数指示相同信息的目的,通过仿真证明了该方案的高效性;另外,方案二在汇聚A-MPDU时支持汇聚承载了MSDU分片的子帧,提高了OFDMA场景下的资源利用率,通过仿真证明该方案的可行性。上述内容为本文对新标准MAC层的研究内容,本文将在第五章介绍原型系统MAC层设计和实现方案。首先介绍了原型系统MAC层总体结构、系统环境和硬件平台。方案根据MAC的功能划分,将MAC原型实现分为软件MAC部分和硬件MAC部分。本章详细阐述了软件MAC无线驱动程序和软件MAC与硬件MAC间PCIe接口的设计与实现,通过测试基本达到预期目标。