在无线多媒体Mesh网络技术不断发展的今天,无线多媒体应用业务对QoS(Quality of Service)要求日益增加,探索基于物理层、MAC (Media Access Control)层、路由层等协议层的无线多媒体网络跨层设计方法是提高无线资源利用率,保证多媒体业务的QoS需求的一种行之有效的方法。因此,研究无线多媒体Mesh网络中端到端的QoS保障技术将具有重要的理论价值和实际意义。本论文以此为背景展开研究,着重研究了无线多媒体Mesh网络中有关QoS跨层和速率控制的若干关键技术。主要研究内容包括:(1)介绍了无线多媒体Mesh网络的研究现状、优良特性以及未来应用等方面。详细地综述了该网络的物理层、MAC层和路由层的QoS保障关键技术以及跨层QoS设计技术的国内外研究现状,并分析了它们的研究难点和研究方向。(2)研究了一种针对无线多媒体Mesh网络的基于冲突概率模型的信道容量预测算法。通过探测MAC层的重传信息感知无线链路的状态,MAC层基于对信道状态的感知和冲突概率的估计模型动态预测无线信道的容量,实现高负载业务下统计的信道容量概率预测,优化资源分配。(3)基于链路状态和节点干扰的容量预测模型,提出了一种利用跨层设计技术实现QoS的网络资源预留以及分组转发的路由优化算法。通过利用跨层技术,路由层基于节点间距离和信道容量进行路径选择和资源分配,进一步提高宝贵的无线资源的利用率。仿真结果表明,该方法可以更加准确的预测无线信道的容量,提高无线网络的分组转发效率,改善网络性能。(4)研究了一种基于无线信道状态和链路质量统计的MAC层最大重传次数的自适应调整算法。该算法通过对无线Mesh网络的无线信道环境的动态感知,利用分层判断法区分无线分组丢失的主要原因是无线差错还是网络拥塞,实时调整MAC层的最佳重传次数,降低无线网络中的分组冲突概率。仿真结果表明该算法能较好的改善无线多跳Mesh网络的服务质量,满足无线多媒体业务对数据传输的带宽、时延、抖动的要求等问题。(5)基于链路状态信息的统计和最大重传策略,提出了一种启发式的环境感知QoS路由优化机制HEAOR (Heuristic Environment-Aware Optimal Routing)。该算法通过动态感知底层链路状态信息,利用灰色关联分析法自适应选择最优路径,在不增加系统复杂度的基础上,减少链路误判概率,提高传输效率。NS2仿真结果表明,HEAOR算法能有效减少重路由次数,降低链路失效概率,提高网络的平均吞吐率。本文提出的方法不仅能够优化MAC层的重传,而且通过发现跨层设计的优化参数实现对路径的优化选择。(6)研究了一种基于无线信道模型的无线-有线异构网络中端到端的丢包区分方法,基于对丢包类型的区分,提出了一种异构网络的流媒体传输质量控制方法WMTCPLD (Packet Loss Discrimination based Wireless Multimedia Transmission Control)。理论上分析和推导了如何借助于无线信道数学模型和特定的分组发送方式,用统计的方法来估计当前网络的状况,进而区分产生丢包的原因(无线随机错误或网络拥塞);基于对网络的丢包区分和对网络状态动态变化的自适应,实现对流媒体传输质量的控制。通过对本文方法的NS2仿真实验并与现有算法进行比较显示了本文方法在提高网络带宽利用率和拥塞丢包控制等方面的优越性。