随着无线通信技术及智能交通系统的发展,车载通信系统受到越来越多的关注,它的主要目的在于改善驾驶者的行车安全,并为驾驶者提供互联网接入以实现车载娱乐等增值服务,使整个交通运输系统更加高效、安全、舒适。改善车载通信系统用户服务质量(Quality of Service, QoS)的关键是媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)层的设计。本文首先从改善车载通信系统中的数据传输速率和时延性能出发,分析了现有车载通信系统MAC协议存在的不足。然后,基于车到基础设施(Vehicle to Infrastructure, V2I)的通信模型,分别对上行链路和下行链路的传输特点进行研究,并结合长期演进(Long Term Evolution,LTE)技术对车载通信系统的MAC协议进行优化。最后,通过仿真对提出的调度方案有效性进行验证。对于下行系统,本文首先从基于车载业务统计特性出发对MAC层协议进行改进,通过对车载通信系统中的不同用户业务进行相似性分析,实现业务统计归类,并根据统计结果进行资源分配的设计与优化,以实现吞吐量性能的提升。其次,本文综合考虑队列/信道状态信息,进行跨层业务调度方案设计,在最大化系统吞吐量的前提下兼顾用户的时延性能。对于上行系统,在充分结合车载环境特点的情况下,使用虚拟多入多出(Virtual Multiple-Input Multiple-output, VMIMO)使多个用户占用相同的时频单元与基站同时通信,充分利用信道资源。