近年来,无线多跳网络中的QoS研究成为一个热门话题,如何支持和保证业务的QoS需求成为亟待解决的问题。QoS路由技术能够对QoS的提供以及传输性能的提高作出重要的贡献。QoS路由算法的关键部分是路由发现阶段,从本质上看,路由发现需要进行链路/路径QoS指标的计算。然而,多种因素影响QoS指标,例如物理层和链路层设计。因而,有必要通过跨层设计研究一种串联队列模型,来解决链路QoS指标的计算问题。论文的重点在于提出一种计算较准确、适用性较广泛的串联队列模型,来准确并动态地计算链路QoS指标。针对一维串联队列模型的缺陷,论文分别提出改进的一维和二维串联队列模型。改进的模型通过跨层设计,考虑到业务到达过程、物理层的多速率传输以及链路层的有限自动请求重传(ARQ)机制,分别基于队列状态、队列与服务状态的联合,建立一种一维和二维有限状态马尔可夫链(FSMC)。其中,一维队列模型计算复杂度相对较低,二维队列模型能更好地分析系统特性,且计算更准确。籍此提出一种基于模型的QoS路由算法,将端到端带宽、丢包率和时延联合考虑,来保证无线多跳网络中业务的端到端QoS需求。论文首先介绍了系统模型和关键技术,为串联队列模型的建立奠定了基础。其次,介绍了一维串联队列模型。接着,为了提高模型的的适用性,提出了一种改进的一维串联队列模型,并对该模型进行验证及评价。最后,为了更好地分析系统特性,提出了一种改进的二维串联队列模型,该模型能够更准确地估计QoS指标,尤其是端到端时延。将改进的二维串联队列模型应用到QoS路由算法中,与最小跳数路由(MHR)算法相比较,仿真结果表明,该算法能够找到QoS性能更优的路径,从而更好地满足业务的QoS需求。