随着网络规模的扩大以及网络节点频繁移动,无线自组网的网络拓扑结构也频繁发生变化,因而更加高效的路由成为大规模网络的研究热点。常见的路由协议包括需路由协议、主动路由协议和混合路由协议。当网络规模急剧增大时,主动路由协议的网络开销性能急剧恶化,按需路由协议的寻路时延增大。混合路由协议的优势就在于将主动和按需的协议的优点集于一身,平衡了网络性能。因此混合路由协议更加适合大规模网络。但是,混合路由协议依然存在一些不足。比如路由区域重叠大、网络开销大、域间重复寻路和寻路时延大等问题。本文基于高速移动场景下的大规模无线自组网,对传统的ZRP协议的域内路由机制和域内路由机制的进行了改进。本文主要的研究内容有以下三点:第一,针对域内路由机制存在问题,设计了虚拟中心节点的选举机制和优化域内路由消息结构。虚拟多中心节点选取机制是基于邻居节点连接度和业务量选取业务量大的节点作为虚拟中心节点,解决了域内路由区域重叠大的问题。域内路由消息主要分为寻路消息和维护路由消息两种。这两种路由消息都携带本地路由表的全部信息,存在路由消息重复的情况。因此本文仿照HELLO消息的格式,设计域内路由请求消息MRREQ和域内路由回复消息MRREP,从而降低了域内路由的网络开销。第二,针对网络层的路由和MAC层资源失步问题,设计了层间交互机制。网络层通过发送相应的原语消息给MAC层出发资源调度过程,同时MAC层回复相应的原语明确资源申请的结果。设计过期路由缓存机制,解决了两次间隔很短的相同业务重复寻路的问题。第三,本文基于均匀分布的网络结构,建立路由开销和时延模型。通过MATLAB仿真平台进行性能分析,得出最佳的区域半径。通过NS2仿真平台编写多中心混合路由协议的仿真代码验证优化后的路由协议的性能。最后,基于ARM＿LINUX平台设计网络层协议架构,实现多中心混合路由协议的功能。