车载自组织网络(Vehicular Ad hoc Networks,VANET)将近年来发展迅速的移动通信和智能终端技术整合到智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)中,通过提供车与车、车与路边设施、车与行人之间的通信实现交通信息的实时共享,从而帮助改善道路交通的安全和效率,已受到全世界范围内工业界和学术界的普遍关注。作为智能交通系统的信息传输和承载平台,VANET通常以高速行驶中的车辆为通信对象,传输的又多是与交通安全相关的重要信息,因此VANET的网络通信性能能否满足车辆环境的需求,以及如何在车、路和行人等各交通节点之间进行高效、可靠、实时地信息传递,是VANET能否有效提高道路交通安全和交通管理能力的关键问题,具有重要的理论研究价值和社会现实意义。本文选择对车载自组网的传输性能起决定性作用的MAC层协议为研究对象,结合VANET自身特点和应用需求,从性能建模和协议优化设计两方面对VANET MAC层相关技术进行深入的研究,主要包括:1)引入条件传输概率概念,建模IEEE 802.11p的EDCA机制;2)建模分析IEEE 1609.4多信道操作造成的接入延迟增加和同步传输问题;3)基于动态博弈理论,提出包价值随延迟变化的MAC层接入机制;4)提出求解MAC接入随机博弈模型的多Agent增强学习算法。