随着当今无线通信与移动互联网产业的蓬勃发展,高速数据传输成了未来通信业务发展的一个核心方向。然而,由于可用的频谱资源日益紧缺,导致了高速数据传输技术的研究面临瓶颈。因此,如何更合理地分配以及更有效地利用现有的频谱资源,成为解决频谱资源紧缺的一个突破口。在这种情形下,一种能够有效地提高频谱资源利用率的机会式信道接入技术应运而生。机会式信道接入是一种结合PHY层和MAC层的跨层信道接入协议,在进行信道接入决策时,系统根据信道状态的好坏决定是否接入信道。在集中式网络中,中心控制节点能够获取全局状态信息,因此机会信道接入对集中式网络尤其适用,并且基于该领域的研究也取得了很多成果。然而,由于分布式网络中不存在中心控制节点,机会信道接入在这种特定网络下的研究还处于初步发展阶段。基于上述认识,本文将此方向作为研究重点。本文的主要工作及贡献如下:1.研究了连续传输速率下DF中继网络中的分布式机会信道接入。连续传输速率是指系统采用信道所能提供的最大速率进行传输。在最优停止理论的指导下,以最大化系统平均吞吐率为目标,首先给出了需要获取DF两跳信道信息的完全信道接入策略。由于DF中继网络中系统的总体信噪比由两跳中较小的决定,又提出了只需获取第一跳信道信息即可进行决策的部分信道接入策略。相较于完全信道接入策略,该策略可以节约信道探测时间,进而改善系统性能。为了更充分地利用时间分集所提供的性能增益,又研究了在多个信道相干时间内传输的中继等待策略。根据部分信道接入策略与中继等待策略的特点,提出了结合各自优势的混合双层信道接入策略。上述四种策略均为在实际应用中简单易行的纯门限策略,门限由快速收敛且计算复杂度较低的迭代算法得出。仿真结果分析了策略之间的性能增益,并证明了所提理论算法的可靠性。2.在固定中继与非固定中继两种场景下,研究了离散传输速率下DF中继网络中的分布式机会信道接入。离散传输速率是指系统采用特定的离散传输速率集内的元素进行传输。由于离散传输速率的特有结构,最优接入策略的求解与在连续传输速率下的求解存在较大差异。此外,连续传输速率下非固定中继系统的机会信道接入研究面临一定困难,因此,离散速率下非固定中继系统的研究成果对连续速率下的相关研究具有重要的启示意义。在固定中继DF协作网络中,首先提出了离散传输速率下的完全信道与部分信道接入策略。随后,利用离散传输速率的特性,提出了对系统性能有重大改善的增强型中继等待策略。最后研究了结合部分信道接入策略与增强型中继等待策略的增强型混合双层信道接入策略。在非固定中继DF协作网络中,分别提出了离散传输速率下的完全信道接入策略、部分信道接入策略以及增强型中继等待策略。上述各项策略均为计算复杂度较低的纯门限法则。仿真结果体现了上述各项策略之间的性能增益,并验证了所提理论算法的可靠性。3.研究了引入队列状态信息后,队列稳定约束下Ad-hoc网络中的分布式机会信道接入。首先给出了充分数据下的信道接入策略,随后提出了实际传输数据下的信道接入策略。为了更进一步保证队列的稳定性,又提出基于Lyapunov算法的信道接入策略。该策略将结合信道信息与队列信息的信道接入建模为一个约束优化模型,利用Lyapunov优化理论将其转化为一个无约束优化问题,并采用最优停止理论对其进行求解。最后,提出了实际传输数据下基于Lyapunov算法的信道接入策略,该策略通过将实际传输数据引入目标函数,使得系统平均吞吐率与队列稳定性均得到了进一步提高。以上各项策略均遵循纯门限法则。仿真结果有效地验证了所提策略的可靠性。