随着无线通信技术和设备的不断发展、普及,未来的无线局域网络(WLAN)将呈现出超高通信速率、海量分布式接入和无处不在的信号覆盖等新特点,与此同时,频谱资源和能源的日益紧缺也迫使新一代WLAN标准的设计目标从通信速率的提高转移到通信效率的提高。在WLAN的MAC层接入机制中,随机接入技术一直扮演着重要角色,但它固有的碰撞问题、高通信速率下过大的开销,使其难以满足未来超密集场景下的通信需求。于是,802.11ax标准引入了正交频分多址(OFDMA)技术以细分频谱资源,增强MAC(Media Access Control)层的并行接入能力,提高频谱接入的灵活性,利用这种优势,基于随机接入的系统性能可得到有效改善。因此,本文将专注于研究新一代802.11ax标准基于OFDMA的MAC层多用户随机接入机制。但OFDMA技术的引入同时也颠覆了传统WLAN的MAC层单用户接入模式,将随机接入时的竞争从时域扩展到频域。802.11ax标准引入了UORA(Uplink OFDMABased Random Access)机制,简单调度上行状态未知的STA进行随机接入,但由于缺少有效避免碰撞设置,在密集场景下该机制效率,即供上行随机接入的子信道资源单元(RA-RU)利用率仍不高。基于二维马尔科夫链模型仿真分析得到UORA过程RARU利用率最大仅为36.8%,导致大量频谱资源被浪费。鉴于此,本文借鉴CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid)协议思想,提出了一个基于虚拟竞争的UORA(VC-UORA)算法。该算法是以少量时间资源和算法复杂度为代价,将大量站点(STA)随机接入时的激烈碰撞转化为可避免的虚拟竞争,从而提高频谱资源的随机接入效率。同时本文还建立了VC-UORA过程二维马尔可夫链模型,对比仿真了该算法在理想饱和环境下可将RA-RU利用率提高到80%以上,在系统上行随机传输吞吐量和STA随机接入延迟方面也有很大提升,使之更适用于未来密集的无线局域网络环境。最后,本文还将VC-UORA面向Qo S进行扩展,将其应用到802.11ax标准的MU EDCA模式,并仿真分析了其可行性,及对不同优先级接入类型在密集场景下的Qo S(Quality of Service)提升,可以带来更好的用户体验。