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无线网络的出现使用户脱离了有线网络的束缚,享受更加便捷的网络服务。传统的无线局域网覆盖范围非常小,部署成本颇高。为克服如上缺点,基于IEEE802.11的无线Mesh网络的概念于近年提出,并已应用在医院、矿井、公共安全等领域。随着各种通信技术的发展及硬件成本的降低,各种无线通信技术应运而生,如IEEE 802.16 (WiMAX)、IEEE 802.15.3 (UWB)、3G等。基于802.11的同构无线Mesh网络逐渐发展为具有高融合性、高鲁棒性、高带宽的异构无线Mesh网络。一个地域由若干种无线接入网络覆盖,它们之间采用Mesh的结构相互连接起来,组成一个异构的无线Mesh网络。当无线终端接入设备具有多个射频,且每个射频支持不同的网络接入技术时,移动用户便可以选择当时最适合使用的接入技术连接到异构无线网络。在异构无线Mesh网络环境下,配置多种射频的无线终端在网络中工作,此时,设备可选择多个射频同时接入多个网络,如何使同时工作的射频相互协作,提升设备与网络性能,获得更好QoS支持等,是一个热门研究点；另外,通过提升异构无线Mesh网络中各同构子网的传输性能、公平性、网络效率将最终提高整体异构无线Mesh网络的性能；最后,如何进一步融合各同构子网对路由度量的同一化提出了新的挑战,传统的路由度量无法适用于异构无线Mesh网络环境。本文围绕着异构无线Mesh网络的网络与射频协作问题、各同构子网性能优化、普适路由度量架构进行了深入的研究。通过对WiFi及WiMAX媒体访问控制协议的分析,提出了WiFi与WiMAX的紧耦合射频协作方案；研究并设计了WiMAX、UWB Mesh子网调度算法及移动WiFi Mesh网络公平性传输算法,从而提升了整体异构无线Mesh网络的性能；分析了路由度量应考虑的网络参数,提出并实现了异构无线Mesh网络的路由度量架构。总之,从单跳数据传输,到多跳路由构建,为异构无线Mesh网络设计了一系列全新解决方案。首先,针对异构无线Mesh网络中的射频协作问题,本文理论证实了WiMAX射频与WiFi射频同时工作的可行性,分析了WiFi DCF工作机制的低效性,及WiMAX Mesh的带宽请求机制,提出了一种WiFi与WiMAX射频的紧耦合协作方案。该方案在WiMAX MAC与WiFi MAC实体间设置WFW (WiMAX for WiFi)模块,通过改进的DSCH消息,令WiMAX射频实现WiFi射频的带宽请求-授予-确认过程,避免了WiFi控制信令(RTS/CTS及ACK)交互的开销。通过该方案,WiFi Mesh网络工作效率可达理论最大值100%,网络吞吐率可达理论最大值(如1Mbps); WiMAX Mesh网络性能无损。其次,通过研究WiMAX Mesh子网的数据时槽的分配与调度方式、应用的服务级别区分,设计了一种基于QoS保障的吞吐率-效率最优的分布式数据子帧调度算法；通过研究可变比特率流的特点,针对UWB Mesh网络的时槽分配方式,提出了一种UWB Mesh子网基于QoS的动态时槽分配与调整算法；通过理论分析移动WiFi Mesh网络中数据流在竞争信道时存在严重的不公平现象,提出了一种数据包大小自适应调节算法来提高移动Mesh网络中通信对端信道竞争的公平性,进而保证每条数据流相对较高的平均吞吐率。通过对各异构子网传输性能、公平性、网络效率的提高最终提升整体异构无线Mesh网络的性能。最后,为验证各同构子网的性能,且将异构无线Mesh网络进一步融合,异构无线Mesh网络的路由度量需考虑的两类网络参数：节点质量与链路质量。另外,该路由度量应能够描述不同Mesh子网节点的异质性。针对如上特点设计了应用于异构无线Mesh网络的路由度量架构,且实现了基于该架构的一种路由度量。该度量可应用于各种子网,使得各子网的网络容量得以提升,从而提升了整个异构无线网络的网络容量。