当前,无线网络发展的一个重要趋势是从单跳无线网络发展为Mesh和Ad Hoc等大规模多跳无线网络。相比于单跳无线网络,多跳无线网络的网络拓扑和无线链路间的数据传输冲突关系远为复杂,这使得当前沿用于单跳无线网络的数据传输控制机制不再适用于多跳无线网络。研究表明,在这种数据传输控制机制下,多跳无线网络性能低下,体现为网络吞吐量低、公平性差和延迟大。针对该问题,学术界开展了广泛的研究工作以提高多跳无线网络的网络性能。现有研究工作可以分成两类:第一类的分层控制研究对目前沿用于单跳无线网络的传输控制机制进行改进和扩展,第二类的跨层控制研究从理论出发,重新设计多跳无线网络的数据传输控制机制。然而,这些研究工作对网络性能的提升通常局限在某一方面,却忽视甚至降低了另外方面的网络性能指标。其中,分层控制的现有研究提高了网络吞吐量并能保持较小的网络延迟,但网络公平性较差;跨层控制虽然能达到最大网络吞吐量和预设网络公平性,但其网络端到端延迟非常大。本论文针对这些问题,对多跳无线网络数据传输控制进行系统性研究,取得以下创新研究成果:　　 (1)非对称网络拓扑下资源访问控制建模与优化:在分层控制中,调度层的IEEE802.11 DCF在一定的退避窗口和退避阶数等参数设置下协调节点间的资源访问冲突,决定一个节点能使用的网络资源。在多跳无线网络中,拓扑的非对称性引起IEEE802.11DCF的失效,使得网络流间吞吐量存在严重的不公平性问题。本文提出一个能在各种参数下计算节点吞吐量的IEEE802.11DCF分析模型G-Model,通过G-Model可以求得让网络达到公平的IEEE802.11DCF参数,为多跳无线网络的资源访问控制优化提供了基础。在此基础上,本文提出一种新的网络性能优化方法FLA,FLA可在不损失网络吞吐量和延迟的条件下大幅度提高多跳无线网络的公平性。　　 (2)兼顾延迟与网络效用的数据传输跨层控制算法:跨层控制作为一种具有深厚理论基础的控制机制,能使多跳无线网络达到最大网络效用。然而,跨层控制面临的一个重要问题是它会引起很大的端到端延迟。近年来学术界提出了一些降低延迟的跨层控制算法,但这些算法在降低延迟的同时,也极大地降低了网络效用。针对这一问题,本文提出了一个联合速率控制、路由和调度的新跨层控制算法CLC_DD(Cross-Layer Control with Delay Differentiation)。CLC_DD算法能保障最大的网络效用,同时实现网络流间的线性延迟区分,从而可以有效降低延迟敏感业务的延迟。　　 (3)基于跨层控制的多AP分流机制:集中式网络通常具有较高密度的AP覆盖,这给提高网络性能带来了新机会。现有研究工作提出了多种机制以利用多AP分集来提高网络性能,然而,这些机制都基于启发式的技术路线,不能保障能最大程度地挖掘多AP分集的潜力,因而使得网络整体性能较低。针对这一问题,本文提出基于跨层控制的多AP分流机制,该机制对兼顾延迟与网络效用的跨层控制算法进行适应性修改,设计队列提前、调度同步等一系列新方法解决跨层控制在实际应用中面临的问题,使其能够在集中式网络中应用。相比于现有工作,基于跨层控制的多AP分流机制能更充分地利用多AP分集的潜力,大幅度提高网络整体性能。