随着技术、市场需求的发展变化,未来无线通信网络将是多种接入技术并存、协同工作的融合网络,宽带化、泛在化和异构互连将成为未来宽带无线通信发展的主旋律。无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks, WMNs)作为一种新型的宽带无线网络结构,具有自组织、可通过多跳通信而扩大服务范围以及能够融合异构网络等特点,是实现宽带泛在式一体化通信强有力的候选技术之一。另一方面,近年来多媒体数据通信通信业务总量中的比例迅速上升,这对传输网络提出了更高的服务质量(Quality of Service, QoS)要求。能否满足不同类型的多媒体应用的QoS要求对WMNs的成功与否至关重要,WMNs资源分配与QoS优化已成为当前国内外的研究热点之一。论文以跨层设计技术为基础研究WMNs资源分配与QoS优化方法,首先对WMNs及其QoS的相关概念和面临的挑战进行阐述,指出研究它们的必要性;其次,对WMNs QoS优化的关键技术展开研究,介绍目前各种技术的研究现状,并总结各种典型算法的优缺点。以此为研究基础,本文给出一种基于跨层设计的WMNs资源分配与QoS优化框架,包括(1)总结已有WMNs路由度量的不足,给出一种适合多信道WMNs的路由度量;(2)在一种典型的Ad hoc网络信道分配算法的基础上,给出了一种新型的WMNs信道分配算法;(3)以博弈论为理论基础,设计功率控制算法抑制无线干扰,优化网络的吞吐量和能量效率。最后,探讨提出的资源分配与QoS优化框架在VoIP业务传输中的应用,通过NS2仿真平台进行多角度实验验证和性能评估。