随着移动通信的迅速发展，移动通信业务从传统的话音业务向以Internet接入和多媒体业务为主的发展趋势已经清晰可见。而用户数的增长、多业务的发展，对无线通信网络的服务质量QoS提出了更多要求。面对越来越紧张的无线频谱资源，合理的MAC协议仍是改善无线通信系统性能并满足不同业务的QoS的关键。随机多址接入控制协议采用用户随机竞争通道资源，控制灵活，且能保证小用户数有较高的传输效率，具有在一定条件下能够有效占用通道资源，减小转换时延的特点。因此在无线通信网络中已得到了越来越广泛的应用。70年代初，ALOHA协议的提出揭开了随机多址研究的序幕，到现在已经有将近40年的历史。随机多址技术在移动通信，卫星通信及计算机通信领域得到了广泛应用和深入的发展。　　 然而，在卫星通信系统、无线分组网络和计算机通信网络迅速发展的今日，随机多址技术也面临着新的挑战。传统的单一通道的随机多址接入控制方式的系统性能急剧恶化，随机争用的用户碰撞机率增大，通道传输效率变差，这就必然引发对多通道随机多址接入控制协议的深入研究。利用多通道随机多址协议，尽可能地提高频谱资源利用率，并根据各种优先级业务的服务质量要求合理分配资源，将对未来移动通信的发展起到深远的影响作用。对随机多址协议的研究，除了要求提高频谱资源利用率，增加吞量的同时，还要追求延时降低和易于支持QoS。因此本文从此出发，以多通道无线通信网络为研究对象，提出了多种带优先级控制的随机多址MAC协议，并对性能进行了分析，说明其有效性。　　 论文共分为五章：　　 第一章，介绍了随机多址协议的历史和发展，对随机多址技术与新技术的结合进行了探讨。着重分析了随机多址在无线通信网络及无线传感器网络的应用。在此基础上，重点阐述了本论文研究内容的来源，提出本文的研究课题。　　 第二章，在连续式ALOHA协议及时隙式ALOHA协议的基础上提出了一种新的混合系统，通过减小循环期内的空闲时间，来达到提高吞吐量的目的，称之为双时钟ALOHA协议。通过平均周期分析方法对其进行了理论分析，得到了双时钟ALOHA协议的系统吞吐量，通过计算机仿真验证了理论推导的正确性。并与连续式ALOHA、时隙式ALOHA系统吞吐量进行了比较。通过比较，说明了双时钟ALOHA系统在信道利用率、信道接入效率方面是一种较优系统。　　 第三章，在双时钟ALOHA协议的基础上，进一步提出了双时钟p坚持协议，即通过优先级的划分来支持无线通信网络中多种业务的QoS，并通过双时钟控制机制、多通道的应用及负载均衡来保证在不同负载下的无线通信网络具有较高的信道利用率。利用平均周期法，推导出了多通道双时钟p坚持协议的吞吐量，各优先级的吞吐量，并对不同p值的情况进行了比较。通过计算机仿真验证了理论的正确性。与p坚持的比较说明，双时钟p坚持协议具有较高的吞吐量以及支持多种业务的QOS需求，同时保证了高优先级业务的高QoS需求，提出的双时钟p坚持协议具有更优的系统性能。　　 第四章，提出分段控制的随机多址协议。时隙式概率检测协议把分组发送时间长度1和传播时延α全部看成忙，即在1+α内到达的分组侦听信道统一视为忙。在低负载时，这样做会加大分组的发送时延。因此，本文对1+α进行划分，区分分组发送时间长度1和传播时延α，在1内到达的分组和在α内到达的分组采用不同的方式接入。在1内到达的分组采用p检测接入，在α内到达的分组，采用1-坚持接入。对该协议的吞吐量和时延进行了推导，并通过仿真实验验证了理论值的正确性。除此之外，还在GAINZ硬件平台下，根据协议原理通过C语言编程，使得协议应用于无线传感器网络。　　 第五章，对全文的主要研究工作进行了总结，讨论了其中存在的问题以及今后继续深入的方向。