随着移动通信技术的飞速发展和普及,新技术不断涌现,针对无中心控制的移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks)已经成为了一个研究热点。在移动自组网的协议栈中,信道接入控制(MAC)协议运行在物理层之上,直接控制着报文的发送和接收,其性能的好坏直接影响整个网络的性能和效率。由于移动自组网的独立性,不可避免地会出现多个节点同时争用无线信道空间的使用权,从而导致节点之间的信号干扰和报文冲突的情况发生。因此,采用何种有效的信道接入协议来避免或减少冲突,提高网络的效率和容量,成为了研究的重点。移动自组网对信道资源的分配使用,不仅体现在时分复用,而且也体现在空分复用上,即在使用一个通信频率的情况下,允许有多对节点同时进行通信,这是自组网的优势之一。无线信道的空分复用是否合理决定了网络运行的性能,良好的信道接入协议应该在保证通信能够可靠进行的基础上,尽可能提高频率的空间复用度。本文综述了MAC协议的特点、性能指标和研究概况,在详细介绍IEEE802.11 DCF的工作原理以及移动自组网中传输速率和载波侦听机制等相关研究现状的基础上,针对IEEE802.11 DCF协议中静态空间传输机制的缺点,建立移动自组网的空间复用模型和干扰模型,并分析了空间复用与MAC协议的开销及其网络吞吐量的关系。在此基础上,本文提出了一种基于功率-速率自适应调整(PRA:Power and Rate Adaptation)的动态空间退避算法,以优化MAC协议的性能。该算法通过侦听控制报文的信号强度,估算收发节点之间的距离,进而动态预测信道的繁忙程度和接收节点的信噪比水平。根据预测的结果,自适应调整传输功率和信道速率,在提高无线信道空间复用度的情况下又能保证一定的传输速率,使网络逐渐调整到最优状态。另外,针对MAC层的功耗和时延特性,将遗传算法的原理和自组网的网络模型结合起来,提出一种采用可变长度染色体编码,利用遗传算法优化路径选择的方案。分析和仿真结果表明,与802.11 DCF和DSB算法相比,PRA动态空间退避方案能有效降低报文的碰撞概率,提高网络的吞吐量和其它性能。而基于遗传算法的改进方案则能有效地降低系统开销。