多包接收可以让接收端同时接收多份数据而不会产生冲突，因此可有效增大无线网络吞吐量。多包接收属于物理层实现技术，要充分发挥该技术的性能，需要在链路层和网络层建立适合多包接收的传输方案。本文首先对多包接收的研究现状进行了深入分析，指出多包接收的物理层实现技术已经相当成熟，在数据链路层也已经有大量的研究成果，但在网络层的研究还鲜有人涉及。随后，从单跳单基站、单跳多基站和多跳单基站三种不同类型的网络出发，分别设计了适合不同网络条件下的多包接收无线网络的跨层优化算法，并通过仿真数据表明，设计的方案可有效提高无线网络吞吐率。本文的主要研究成果如下：（1）建立了单跳单基站多包接收无线网络下的跨层优化方案。在单跳单基站网络中，首先建立基于信噪比的物理层数据发送模型，然后通过研究可同时传输数据的节点集合，建立了多包接收无线网络的链路层分时传输模型。并提出了最大可行集合的概念，设计出了一种可在多项式时间内求解的线性规划策略模型。仿真结果表明在采用了多包接收后，网络性能得到了至少50%提升。（2）建立了单跳多基站多包接收无线网络下的跨层优化方案。在单跳多基站网络中，首先引入了协议-干扰模型并在此基础上建立了多包接收无线网络的分时传输模型。该模型属于混合整数规划模型，在多项式时间内只能求解出节点数量不多的网络。然后引入了SF算法求解策略对该模型进行求解，可以较快地找到近似最优可行解。但是该算法的缺陷使得其有可能在某些时候找不到可行解。因此又设计出一套贪心算法求解策略对该模型进行求解，可以保证始终能找到可行解，并且在计算速度上要优于SF算法求解策略。仿真结果表明多包接收可以提升网络性能，并且贪心算法求解策略算得的结果比SF算法求解策略算得的结果更优，采用该贪心算法求解策略使网络性能至少得到了70%的提升。（3）建立了多跳单基站多包接收无线网络下的跨层优化方案。在多跳单基站网络中，首先基于协议-干扰模型和网络流量关系式建立了多包接收无线网络的分时传输和路由模型。该模型属于整数规划模型，由于模型中变量数目和约束个数过多，甚至无法用SF算法进行求解。为此，设计出一套贪心算法求解策略对该模型进行求解，该策略通过迭代反复寻找更优的目标值，每一步迭代内部又是一个线性规划模型。仿真结果表明基于该贪心算法求解策略的多包接收无线网络跨层优化方案能使网络性能得到至少3倍的提升。