无线自组织网络最早诞生于军事领域,后广泛应用到各类特殊场景,为紧急救灾和临时通信提供了更加有效的解决方案,逐渐成为下一代移动通信的关键技术。介质访问控制（Medium Access Control,MAC）层接入协议作为无线自组织网络协议栈的重要组成部分,一直以来都是国内外学者研究的热点。基于统计优先级的多址接入（Statistical Priority-Based Multiple Access,SPMA）协议作为美军战术数据链的重要协议,为采用多信道脉冲编码物理层的通信系统提供了一种新的接入机制。但是,当下无线自组织网络普遍存在网络规模大、节点交互频繁和业务量波动剧烈等特点,这导致SPMA协议的应用受到了诸多挑战,其协议性能亟待提高。论文围绕无线自组网统计优先级多址接入协议展开,重点研究了SPMA协议的相关算法及其软件实现。主要的研究内容如下:（1）研究了多信道脉冲编码物理层的分组碰撞模型,得到了分组接收成功率的影响因素。同时,介绍了现有文献中提到的SPMA协议的相关算法,重点分析了信道负载统计、优先级门限设置、退避算法和队列调度等四部分内容。（2）针对SPMA协议传统算法中固定门限导致的吞吐量下降、退避时间设置较简单和低优先级分组“饥饿”等问题,提出了自适应负载统计算法、统计差值退避算法和虚拟时间戳排队算法。其中,1)自适应负载统计算法结合态势感知信息,动态调整负载统计周期的大小;2)统计差值退避算法使用负载统计量和优先级门限的差值,计算出合理的分组退避时间;3)虚拟时间戳排队算法根据接入带宽的最低要求,按照虚拟完成时间大小进行分组接入。结合这三个算法,设计了基于SPMA的MAC层改进协议。（3）为了验证改进协议的可行性,研究了基于OPNET Modeler的仿真模型设计方法。参考无线自组织网络分层结构,分别设计了可变参数物理层模型、MAC层模型、业务产生和数据统计模型,并完成了系统的性能仿真。仿真结果表明,相比于SPMA协议的传统算法,改进协议的系统吞吐量更大且更稳定,优先级平均时延更低,同时保证了低优先级业务的最小带宽接入需求。（4）在实时操作系统平台SYS/BIOS上完成了无线自组织网络协议栈的软件开发,详细设计了上下行处理和协议功能模块,并给出了协议帧的结构。通过软硬件平台对网络协议栈的功能进行测试,测试结果表明,改进协议满足了实际工程对系统低时延、高吞吐量和优先级接入等性能指标的要求。