移动计算技术的高速发展及移动通信设备的广泛使用正改变着我们的生活方式,推动着信息社会的变革。人类正从以个人计算为主的互联网时代过渡到普适计算(Ubiquitous Computing)高速发展的物联网(Internet of Thing)时代。在物联网时代,一个用户能够随时随地使用通信设备访问需要的信息,无线网络成为互联这些通信设备首选的有效方法。移动自组网MANETs(Mobile Ad Hoc NETworks)不需要固定的基础通信设施,并且能够随时随地进行搭建,分布式并行运行,网络高度健壮并且具备良好的容错性。这使得移动自组网成为无线移动设备通信的首选组网方式。移动自组网的诸多应用具有群组协同工作的特征,因而多播和广播通信方案尤为重要。除此之外,广播还在路由协议的路由查找过程中承担着重要作用。已有许多研究小组提出了不同的多播与广播通信方案,但目前对节点的移动性研究尚不够深入,在开销、时延与可靠性方面都还有较大提升空间。移动自组网除了应用在军事行动和紧急救灾中,民用领域应用也日益广泛。随着智慧汽车以及手机、智能手表等可穿戴设备的迅速增长,车载网和可穿戴式自组网等已成为研究热点,具备巨大的市场潜力。卫星星群自组网也在发展之中。而在这些新的应用中,网络节点具备较强的移动性,且移动速度差异较大。因此,研究如何进一步提高移动自组网多播和广播通信方案对节点移动的适应性是一个具有理论价值和实用意义的重要课题。本文对多播和广播通信方案的移动适应性进行了系统深入的研究,根据节点移动速度差异、节点密度差异、以及邻居节点未覆盖率(未接收到数据的邻居节点所占百分比)及未覆盖数(未接收到数据的邻居节点数目)差异,分别提出了适应于中低速网络环境的多播与广播通信方案和中高速网络环境的广播通信方案。取得的主要研究成果如下:(1)针对节点移动速度的快慢差异,提出了基于节点移动速度的移动自组网数据传输方案(VDDS,Velocity-based Data Dissemination Scheme),引入小部分高速移动的节点参与数据传输,并根据节点的移动速度大小来动态自适应地决定数据转发概率大小。VDDS方案通过增加极其有限的系统开销,有效地加快了数据传输,减小了时延。此外,该方案易于应用到其它基于邻居信息的通信方案中,从而进一步提升其传输性能。(2)针对中低速网络环境中节点的移动、不均匀分布及移动速度差异引起的多播性能问题,本文提出了基于邻居覆盖信息的多播通信方案NCM(A Neighbor Coveragebased Multicast Scheme)、基于邻居覆盖信息和节点移动速度的移动自组网多播通信方案NCVM(Neighbor Coverage and Velocity-based Multicast Scheme)。NCM方案根据节点的邻居成员节点未覆盖率与未覆盖数的大小来决定节点转发数据的概率,同时考虑了邻居密度的影响。节点的邻居覆盖信息能较好反映多播数据的传输状况且易于维护。NCM方案还通过设定转发时延,来更新节点的邻居覆盖信息,降低冗余数据转发的可能性,同时实现负载均衡。仿真实验表明该方案在保证高分组投递率的同时大幅降低了开销和时延。NCVM是在NCM方案的基础上结合VDDS方案形成的多播通信方案,通过利用移动速度较快的节点优先转发多播数据,进一步降低时延,提高分组投递率。(3)针对中低速网络环境中节点移动、节点的分布不均以及节点移动速度差异引起的广播性能问题,提出了基于邻居节点覆盖信息的移动自组网广播通信方案NCB(A Neighbor Coverage-based Broadcast Scheme)。并将基于节点移动速度的数据传输方案VDDS拓展应用于NCB方案中,形成了NCVB(A Neighbor Coverage and Velocity-based Broadcast Scheme)方案,大幅降低端到端的时延,提高方案对节点移动的适应能力。(4)在中高速网络环境中,无论是树结构还是网格结构都会受节点快速移动影响而频繁重构,邻居覆盖信息也因节点快速移动而变得不准确,因此这些方案的性能快速下降。而节点的邻居密度信息对节点移动不敏感,受节点移动的影响小,因而提出了基于节点邻居密度的移动自组网广播通信方案NDB(A Neighbor Density-based Broadcast Scheme)。每个节点根据自己的邻居密度和上游节点的邻居密度变化,自适应的调整广播数据转发概率,在保证分组投递率的同时降低开销,减少冲突避免重传。在该方案中还可以通过调整网络参数在分组投递率、时延和系统开销之间取得一个平衡。由于VDDS方案能有效加速数据传输,故将其拓展应用于NDB方案中,形成NDVB(A Neighbor Density and Velocity-based Broadcast Scheme)方案,进一步降低了端到端的时延,提高了广播通信方案对节点移动的适应能力。本文选择了最新的多播和广播研究成果及经典方案作为比较对象,通过模拟仿真对文中所提出的通信方案的关键性能指标(开销、时延、分组投递率)进行了评测。通过对不同网络条件(节点速度、网络规模、业务负载)下的仿真结果进行对比分析,展示出本文提出的方案在不同网络环境中的良好表现与各自的优势。研究表明,在无线自组网中,群组通信方案的选择需要根据具体的网络环境和业务需求而定,在本文的最后就具体的网络环境和需求情况对通信方案的选择做出了指引性的总结。