Mesh(网状)架构是下一代无线互联网络的核心组网架构,主要用于解决较大区域内的大规模无线互联,增强系统容量和连通覆盖能力,提高系统抗毁性和自愈能力,在构建城域、校园、社区、现代化场馆等较大规模无线接入、监控和其它专用网络等方面具有广阔的应用前景。目前已经成为Mesh Wi-Fi(IEEE802.11s)、WiMAX以及典型无线传感器网络(IEEE802.15.4/Zigbee)等无线网络系统的基本应用模式之一,也是4G无线移动通信系统的主要组网方式之一。本文沿着容量研究,进而进行具体协议研究,再进行协议中具体算法研究的研究思路,在以上几个领域进行了研究。Mesh网络容量的研究已经成为研究热点之一。Mesh网络从ad hoc网络中发展而来,而mesh网络与ad hoc网络的本质不同是具有汇聚特性,本文考虑了多信道多接口无线二维随机Mesh网络容量的联合优化问题。在用户流量比例公平的条件下,分析了调度、动态信道分配和路由算法的约束模型,把网络容量的联合优化建模为线性规划(LP)问题。基于该模型提出了容量的上、下界低复杂度计算方法,仿真计算了25个节点的二维随机网络在不同信道数、接口数和网关数约束下容量的上下界,所得下界至少为上界的85%。同时根据容量计算的结果分析了网络容量随上述诸因素变化的规律,表明一个接口可以有效利用多个信道,网关带来的容量边际效应越来越小。其次,协议研究也是mesh网络研究的重要方面。容量研究的模型假设较为理想化,如信道模型、误差假设、发送/接收切换等、离散化调度以及网络信息的获取等方面。协议研究需要考虑各个方面的问题,本文介绍了mesh网络的主要协议形态802.11s和802.16j两种协议,具体分析802.16j协议在各种网络形态中的实现形式、与802.16e的联系与区别,并提出多跳网络协议应最优化其基站和中继站的发送接收切换次数与控制信息延迟。为具体算法的研究做好了准备。最后,选择802.16j中的调度算法作为切入点,分析介绍了调度算法与差错控制技术——HARQ的关系。并建立了具有代表性的模型,提出了量化的调度算法在不同的HARQ策略和网络形态下调制编码算法的判据。把多种在802.16e中使用的调度算法拓展到802.16j中,并根据多跳网络的特性提出了一种改进型算法并仿真了这几种算法在两跳网络中的各种环境下的吞吐量、时延。仿真表明,单用户两跳中继网络的最佳SNR在使用Type-ⅠHARQ时是独立的,在使用ChaseHARQ时是相关的;在多用户网络中,不管怎样的网络,最大SNR调度算法吞吐量最低,网络轻载时,改进的比例公平算法比比例公平算法在吞吐量上几乎一致,而过载时,改进的比例公平算法比比例公平算法在吞吐量上有10%的提高。