Langattomat sensoriverkot koostuvat sensorisolmuista, jotka mittaavat ympäristöä, sekä yhdestä tai useammasta yhdyskäytäväsolmusta, jotka keräävät sensorien langattomasti lähettämän informaation. Langattomat järjestelmät ovat vapaita kaapelien rajoituksista samalla tarjoten matalia asennuskustannuksia, ylläpidon helppoutta sekä joustavuutta. Näin ollen on luonnollista, että langattomat sensoriverkot ovat kiinnostava ratkaisu lukemattomille sovelluksille, siitä huolimatta, että langattomien verkkojen hyötykäyttö tuo myös uusia haasteita jaetun, epäluotettavan siirtomedian vuoksi. Robustisuuden ja tehokkuuden parantaminen yhdessä tiedonsiirtoviiveiden minimoinnin kanssa ovatkin tärkeimpiä haasteita matkalla kohti laajamittaista langattomien sensoriverkkojen käyttöönottoa. Media Access Control (MAC) -protokollat ovat vastuussa siirtomedian jakamisesta sensorisolmujen kesken ja lähetysten törmäysten välttämisestä. Monikavanaisten MAC-protokollien tutkimusta motivoi se, että langattoman verkon suorituskykyä voidaan merkittävästi parantaa käyttämällä useaa taajuuskaistaa samaan aikaan. Monikanavaista tietoliikennettä voidaan käyttää viiveen minimointiin, mikä on ratkaisevan tärkeää viiveherkissä sovelluksissa, kuten langattomassa automaatiossa ja kohteen seurannassa. Aikasynkronointi on välttämätöntä useille langattomien sensoriverkkojen sovelluksille ja monikanavaisen tietoliikenteen käyttö mahdollistaa synkronointiprosessin nopeamman suorittamisen, mikä parantaa verkon tehokkuutta. Useimmat langattomat sensoriverkot käyttävät lisensoimattomia spektrin osia, joista on tullut hyvin ruuhkaisia viimeaikoina. Kognitiiviradioiden teknologiaa voidaan käyttää langattomissa sensoriverkoissa eri järjestelmien rinnakkaiseloon liittyvien ongelmien välttämiseksi ja mahdollistamaan tehokas spektrin käyttö. Tässä väitöskirjassa esitellään uusi, erityisesti langattomien sensoriverkkosovellusten vaatimuksia vastaamaan suunniteltu monikavanainen MAC-protokolla. Teoreettisen analyysin avulla osoitetaan, että ehdotettu protokolla suoriutuu paremmin kuin muut olemassaolevat ratkaisut viiveen suhteen, mikä on hyvin tärkeää monille langattomien sensoriverkkojen sovelluksille. Monikanavaisten tietoliikennejärjestelmien vaikutusta langattomaan automaation sekä kohteen seurantaan tutkitaan ja tulokset näyttävät tietoliikenne- ja sovellusparametrien välisiä riippuvaisuuksia. Näiden aiheiden lisäksi työssä esitellään uusi monikanavainen aikasynkronointiprotokolla sekä tutkitaan kognitiiviradioverkoissa aikasynkronointiin liittyviä käytännön ongelmia.