随着物联网应用的普及,无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)的数据传输需求日益增长,这对其网络性能提出了更高要求。无线体域网的性能主要取决于两方面:服务质量和能量效率。现有研究在上述两方面存在很多不足,在大量异构传感器节点同时接入信道或者信道质量极度恶劣的时候,网络性能十分低下。此外,部分研究所采用的协议交互过程也有进一步优化的空间。本文对上述问题进行了深入分析并提出了相应的解决方案,主要内容及创新点包括以下两点:(1)针对多个异构传感器节点接入信道造成的性能低下问题,本文提出了一种基于优先级的高性能信道接入控制方案。首先根据传感器节点的重要性、紧急性、超时状况和剩余能量水平等对节点的优先级进行了精细的设计。接着,综合考虑节点的优先级和节点的交付概率、时延成本以及能量成本等信道相关因素给出了节点效用函数的定义,用来刻画某个节点在特定时间段传输数据帧对网络性能的提升程度。然后,对网络中的时隙资源分配问题进行了建模,通过对下一个超帧期间,每个节点的传输开始时刻和传输持续时间进行优化以最大化所有节点数据传输的总效用。最后,根据资源优化问题模型,提出了一种基于贪心策略的时隙分配方案,尽可能安排优先级较高的节点在信道状况较好的时隙段传输数据帧,有效降低了原始问题的时间复杂度。该方案在系统平均交付率、时延特性、能量效率以及可伸缩性方面都有不错的性能,在节点个数较多的情况下优势更加明显。(2)针对睡眠时延过长和信道质量较差导致的传输性能下降问题,本文在第一点提出的时隙分配方案的基础上,提出了节点的采样时刻和数据帧长度的优化方法。其中,节点采样时刻的设计综合考虑了节点的采样率、采样时间、传输速率等因素,通过对几种因素之间的关系进行定量分析和计算为节点安排了合适的采样时间,大大减少了节点的等待时延。数据帧长度的设计中,作者结合信道模型定量地给出了最优数据帧长度与平均交付概率的关系,并对其性能进行了分析。该方案进一步提升了网络的性能以及交付概率、时延特性和能量效率等各项指标,当节点所处的信道条件比较恶劣(平均交付概率较低)时,优势更加明显。