无线网络MAC协议可以协调用户公平的使用无线信道资源,实现数据的可靠传输,能够很大程度上影响无线网络的性能。传统无线网络MAC协议基本上都是单信道协议,这种技术会导致整个网络的网络吞吐量受到严重限制。为了能够更好的利用无线信道资源,提高无线网络的吞吐量和减小网络延迟,多信道MAC协议成为了能够解决问题的有效方案正在成为研究热点,现有的无线网络多信道MAC协议有着各自的限制,因此提出一种新的无线网络多信道MAC协议具有重要的意义。本文首先针对多信道MAC协议中存在的问题进行分析研究,比较现有的典型多信道协议的性能找出存在的不足,然后设计一种新的基于802.15.4的单收发器多信道MAC协议,并通过仿真实验和硬件实验对协议性能进行检测。本课题的主要研究工作包括:(1)提出了一种基于最大离散化的信道分配方法,能够避免无线网络中存在的相邻信道干扰和交替信道干扰,并根据Zigbee实验的相关结果提出了基于马尔可夫的信道切换预测,为后续的设计一种多信道协议做好准备工作。(2)设计了一种基于802.15.4的单收发器多信道MAC协议,主要从时间同步机制、信道接入机制和信道分配和切换流程等方面进行了详细的设计,文中改进了TPSN时间同步机制可以更快更精确的实现全网时间同步,设计了自适应的CSMA/CA信道接入机制能够实现更快的信道接入减少网络延迟,设计了新的信道分配方案,避免网络中的信道冲突和干扰,提高网络的吞吐量。(3)通过NS2实验证明本文中提出的单收发器多信道网络协议和其他协议相比能够获得更好的网络性能,提高了网络的吞吐量,减少了网络延迟。通过相关硬件实验证明协议可以取得更小的丢包率和传输延迟。