IEEE 802.15.4协议作为近距离通信的无线技术标准已被广泛应用于军事、工业以及医疗等各类通信系统。然而,已有的研究表明该协议竞争接入时段采用的CSMA/CA机制无法适应较大的网络负载,导致丢包现象严重并且能量效率降低。本论文针对此问题,对IEEE 802.15.4网络信道接入策略进行优化,具体包括下列三个方面:(1)针对相关自适应优化策略依赖应答机制或者需要已知网络参数,提出基于单包接收机制的投递率半盲自适应优化策略,并理论分析了投递率估计方法以及设计基于超帧结构的自适应信道接入参数调整算法。仿真验证此优化策略在各种网络情景下均能自适应的满足系统可靠性要求,并显著降低能耗。(2)针对单包接收技术的局限性,设计了同步多包接收机制投递率半盲自适应优化策略,并对新算法的可靠性、能耗以及延时在各种网络条件下进行仿真分析,表明该策略能够显著提升网络性能。(3)针对IEEE802.15.4网络在网络负载较大时吞吐率性能迅速恶化的问题,提出异步多包接收机制吞吐率优化策略,并设计层次化的传输以及退避策略提高多包接收物理信道的利用率。仿真结果表明该接入协议能显著提升吞吐率和投递率,且无需额外能量消耗。