随着空间信息网络技术的飞速发展,卫星通信技术在空间信息网络导航定位、应急救援、对地观测、移动通信等方面有着举足轻重的作用。通过多颗小卫星组网来协作完成复杂的空间任务,已经成为未来天地一体化空间信息网络的建设方向。实现小卫星组网的前提是各颗小卫星之间能实现信息数据互联互通,但现有的小卫星网络中具有接入点和网络节点功能多样、星间链路传输速率大、网络拓扑动态变化和因长距离通信而导致传播时延大的特点,这就要求星间网络需要有高度的适应性和可靠性。作为小卫星组网系统的关键技术,星间网络接入协议能够保证信息数据的正确传输和通信质量,并能避免宝贵的信道资源的浪费,对提升星间网络性能、满足不同通信业务需求有积极作用。因此,根据星间网络的链路特点,设计符合星间网络通信场景的接入协议,对构建未来空间信息网络具有重要意义。本文针对主辅星模式的小卫星星间通信场景的特点,对适用于网络负载动态变化和节点长距离通信的星间网络MAC协议进行研究,主要内容为:(1)针对星间网络负载动态变化的特点,提出一种基于CSMA/CA和TDMA混合多址接入协议的动态时隙分配算法,并进行仿真验证;(2)针对星间长距离通信而导致传输时延大的特点,提出一种基于IEEE 802.11ad标准协议改进的适用于星间网络的MAC协议,并结合Xilinx ZYNQ 7000系列开发板进行软硬件协同设计;(3)根据星间网络MAC协议软硬件协同设计方案,搭建了基于ARM的星间网络MAC协议栈实物平台,并实现了基本的数据帧和信标帧传输功能。根据仿真结果,本文提出的混合多址接入协议动态时隙分配算法可以提高系统吞吐量、降低平均时延,提高信道利用率。根据协议栈实物平台的功能验证,本文所设计的星间网络MAC协议可以实现数据传输功能,对未来的星间网络实物化研究有积极作用。