针对现有数据链数据传输速率低、成员数有限、灵活性低、抗毁能力较差等问题,网络协同数据链可以提升信息传输速度,扩大网络规模,简化网络规划过程,增强系统抗干扰能力,是战术数据链未来的发展方向。数据链路层完成数据包封装和转发、接入控制、路由的选择建立和维护等功能,是数据链重要的组成部分。而多址接入协议提供了一种信道共享的调度机制,确保多个通信节点间公平、高效地共享相同的无线信道资源,决定了节点业务量和网络吞吐量;路由协议可以发现、管理和使用多跳路径,使网络实现Ad Hoc架构,提高动态网络管理能力,又是数据链路层设计的重中之重。本文主要论述了网络协同数据链中数据链路层的设计工作,重点突出了多址接入协议和路由协议的设计。文中首先综述了战术数据链的特点、实例和架构以及网络协同数据链的发展趋势。然后,比较了无线网络和典型数据链的多址接入协议,确定SPMA协议具有较好的性能,作为本文的主要研究对象。然而,SPMA协议还存在一些缺陷。一方面,SPMA协议需要物理层能短时间上报信道负载统计信息,增加了工程实现的难度。另一方面,SPMA协议在统计信道负载时有很大的延时,导致实际信道负载无法有效控制在最低门限以下,带来传输成功率降低的问题。本文在SPMA协议的基础上,提出了两种改进协议SPMA-NPS协议和TSMP-MAC协议,可以有效解决这两方面的问题。接着,总结研究Ad Hoc网络现有的路由协议,确定使用其中的典型协议OLSR协议和AODV协议,作为网络协同数据链的备选路由协议。为了更好地评估协议性能,本文选用OPNET仿真软件,建立数据链的整体仿真模型,对网络协同数据链进行网络仿真。最后,使用控制条件变量的方法,分别单独仿真了两种多址接入协议和路由协议,通过比较分组传输成功率、分组接入时延、路由协议开销、业务传输成功率、端到端平均时延和平均跳数等指标,决定将TSMP-MAC协议和OLSR协议选为网络协同数据链的多址接入协议和路由协议。