目前,无线传感器网络(Wireless Sensor NetWorks简称WSN)的研究主要集中于网络协议、能量有效、定位、可靠性、网络架构以及数据处理等问题,网络协议的研究是其中的热点之一。而作为WSN网络协议栈重要基础架构的介质访问控制协议(Medium Access Control,简称MAC),决定着无线信道的使用方式,负责为节点分配无线通信资源。因此MAC协议直接影响着网络的整体性能,成为WSN网络协议研究的重中之重。　　 无线传感器网络面向任务,网络中节点的资源相当有限,尤其是能量资源,节能效率成为WSN首要的性能指标。　　 本文研究跨层设计的MAC协议,主要工作有:　　 (1)分析了经典的竞争型和TDMA型MAC协议,同时分析了典型的跨层设计MAC协议；　　 (2)在深入研究各种MAC协议的基础上,针对中高速型无线传感器网络应用,通过跨层融合MAC和路由功能,提出一种基于轻量地址跨层融合MAC和路由的协议E-AIMRP(Enhanced Address-Light Integrated MAC and Routing Protocl)。该协议重新跨层融合设计传统的RTS(Request_To_Send)数据帧,解决了由于多节点检测和报告而造成的能量浪费问题,同时扩展了单节点检测类型应用的拓扑模型。实验结果表明:该协议有效地延长了网络的生命。　　 (3)为了解决固定的竞争接入方式和同时强制唤醒机制问题,本文为E-AIMRP协议设计了一种高效的能量节省模型,使其在事件增加或节点增加的情况下,能量消耗维持在一个常数。仿真结果表明该模型能够取得良好的节能效率。　　 本文详细地设计了E-AIMRP协议,并阐述了该协议的运行机制,最后通过仿真实验分析该协议的各个性能指标。研究所取得的成果为无线传感器网络的中高速应用提供了参考,具有一定的工程应用价值。