随着民用航空业和军用航空的蓬勃发展,航空自组织网络需求非常旺盛。航空自组织网络MAC协议性能直接影响着网络系统性能,是航空自组织网络应用的关键技术。现有的MAC协议主要分为两种:一种是基于固定资源分配的协议,如TDMA,数据传输资源利用率高,但是资源调度开销大;另一种是基于统计优先级的竞争类协议,如CSMA/CA,接入机制简单灵活,但是资源利用率相对较低。。由于航空自组织网络传输时延很长,针对短距离通信设计的CSMA/CA协议性能严重恶化。针对此问题,本文首先从理论上分析了长传播时延场景下CSMA/CA协议的数据包碰撞概率和网络吞吐量与协议参数的关系,并据此调整等待时延等参数,设计针对航空自组织网络的长距离通信的CSMA/CA协议。在此基础上,本文提出了一种有QoS保障的长距离CSMA/CA协议。其根据信道忙闲比调整接入参数,根据当前网络繁忙状况控制不同优先级数据的接入概率,在网络较繁忙时通过抑制低优先级业务的发送,保障高优先级业务的网络性能。本文通过分析信道忙闲比分布函数发现固定信道接入门限方案会导致信道利用率降低。为了解决这个问题,本文给出了一种动态信道接入门限方案:基于差分趋势的动态门限方案,其相比于固定门限方案可以获得更好的信道利用率。基于美军TTNT数据链使用的基于统计优先级的竞争协议(SPMA),本文提出了一种基于将动态信道忙闲比的SPMA协议,能够在提供严格QoS保证(高优先级业务成功率超过90%)的同时,更好的支持低优先级业务的性能(吞吐量、时延等)。本文中的数学模型相比于现有的模型能够更好的对基于统计优先级的竞争类航空自组织网络MAC协议进行理论分析,同时对现有协议的改进也可以对我国未来的航空自组织网络MAC协议设计起到一定的参考意义。