随着无线通信技术的发展以及无线通信设备的普遍性,人们对无线网络的需求越来越强烈。Ad Hoc网络是由一组自由移动终端节点临时组建,并且具有无中心性、拓扑动态性、抗毁性等特点的无线网络,在军事和民用方面的应用越来越广泛,对Ad Hoc网络的研究十分有意义。MAC层作为Ad Hoc网络链路层的关键部分,决定节点访问信道的方式以及数据传输的方式,影响整个网络的性能,因此对Ad Hoc网络的MAC层进行研究十分有价值。作为一种典型的无线网络协议,传统的IEEE 802.11 MAC层协议虽然使用很普遍,但是它更适用有中心基站的无线网络,在Ad Hoc网络中应用有局限性。本文主要研究了Ad Hoc网络MAC层协议,并且在IEEE 802.11 MAC层协议的基础之上提出了一种新的针对多跳特性的MAC层协议。该MAC层协议将网络中的业务分为突发业务和连续业务,将数据传输服务分为可靠传输服务和不可靠传输服务。在已经获得网络层多跳路由信息的前提下,该协议根据网络中节点承载的不同业务,以及对数据服务类型的不同要求,重新设计了控制帧和数据帧的帧格式,这些帧格式可以为多跳范围内源节点和目的节点之间的通信提供服务,并且在不同的业务类型和服务类型下,重新设计了源节点和目的节点之间的通信方式,包括信道的预约方式、数据交互的方式、应答方式以及重传的方式等。为了对设计的协议进行分析,引入了经典的二维马尔科夫链模型以及该模型的部分结论,并在此基础之上对网络中特定的链路进行性能分析,推导出在不同业务类型和服务类型条件下,链路端到端的吞吐量和单位比特的延时在不同链路的跳数、传输数据帧的长度、传输数据帧的速率等情况下的特性。然后利用MATLAB仿真工具,对上述协议的理论推导进行了仿真,得到吞吐量和时延随着链路的跳数、传输数据帧的长度、传输数据帧的速率等参数的变化曲线。分析表明,本文所设计的MAC层协议能够为多跳范围内的源节点和目的节点之间的通信提供服务,并且可以达到较高的链路端到端的吞吐量和较小的单位比特时延。此外,本文给出了在微软推出的SORA平台上对该协议基础部分的实现。最后,本文对所设计的协议进行了总结,并且指出了需要改进和优化的方面:针对暴露终端问题,文中没有提出相应的解决方案,通常情况该问题可以通过多信道传输的方式来解决;在模型分析中,对于退避过程,虽然考虑到了各种退避阶段,包括成功发送、失败、重传、丢弃等情况,但是当信道繁忙时,退避规程挂起阶段并没有考虑在内;在SORA平台上需要验证本文所设计的协议的可行性,但是由于时间原因未完成整个MAC层协议的实现,仅仅实现了基础部分,仍需继续。