无线传感器网络是由大量微型传感器节点通过无线通信方式组成的多跳自组网。用于收集、处理复杂环境数据,在军事、防爆、救灾、医疗、工业等许多领域都有着广泛应用。传感器节点携带能量有限,且更换电池或补充能量比较困难。研究高吞吐量、低延迟、低耗能的无线传感器网络MAC协议就显得尤为重要。本文以无线传感器网络MAC协议为研究对象,学习研究了关于无线传感器MAC协议的文献,概括了较为典型MAC协议的工作原理。认真分析了ALOHA多址技术、CSMA多址技术、多通道随机多址技术及随机多址接入协议的扩展。经总结,现有协议虽然性能各有优劣,但研究角度都主要是降低冲突率、提高吞吐量、减少延时、降低耗能、延长节点生命周期等。学习研究相关文献后,本文第三章提出了“概率检测非坚持随机多址接入协议”,通过划分信息分组传输周期TP(1+a)为信息分组发送时间1和线路延时时间a两部分,对1和a两时段内到达的信息分组以分段控制的思想分别采用p概率检测和非坚持控制方式接入信道。即:○1发送时间1内到达的信息分组以概率p持续侦听信道,以概率1-p放弃侦听信道,通过取不同的概率p值动态控制休眠节点数目。○2延时a内到达的信息分组采用非坚持方式接入信道。根据协议的工作机制,建立系统模型,把信道内可能发生的信息分组发送成功、信息分组发生碰撞、空闲三类随机事件进行重新划分后建立数学模型,经分析推导得到信息分组发送成功、信息分组发生碰撞、空闲三类事件的平均长度,采用平均周期分析方法,得到吞吐量、时延、节点生命周期等性能指标的理论解析式。对提出的协议进行计算机仿真实验,仿真值与理论分析值保持较好的一致性,验证了理论推导的正确性。针对网络终端发送长帧时,本文第四章分析了“改进型随机多址接入协议”,即终端发送信息分组的同时检测分组是否发生碰撞,一旦检测到碰撞,则立刻停止发送,减少碰撞时间,进一步提高吞吐量、降低延时。沿用第三章的分析思路和方法对其进行了理论分析和仿真实验。