随着无线通信技术的发展,无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)逐渐成为学者的研究热点,是下一代无线网络发展的关键技术。MAC层信道接入技术和网络层路由技术作为无线Mesh网络的核心技术,决定着网络的整体性能。本文针对扁平无线Mesh网络MAC层与网络层的跨层设计进行研究,MAC层的信道接入机制采用TDMA的接入方式,通过利用网络层路由的相关信息来提高信道利用率和降低端到端时延;网路层的路由算法利用MAC层的相关信息来提升路由发现效率和降低路由的开销,具体工作如下:现有的预留型TDMA动态时隙分配算法大多与路由算法分开设计。在进行时隙分配时未考虑节点的实际负载情况,负载重的节点与负载轻的节点分配到的时隙数目基本相等,导致信道利用率下降。此外,在数据传输时数据流路径上节点的时隙顺序与节点位置顺序不一致导致网络端到端时延急剧增加。针对上述问题,本文改进了传统经典的预留型P-TDMA算法,改进后的算法(LLD-TDMA)在时隙申请和分配过程加入了节点的负载信息,使负载重的节点分配到的时隙相对较多,提高时隙的利用率;在数据传输阶段通过时隙选择算法调整数据流路径上节点发送数据的时隙顺序保证其与节点的位置顺序一致,降低了数据流端到端的时延。仿真结果表明改进后的算法相对于原始的P-TDMA算法网络吞吐量提升22.18%、节点平均时隙利用率提升了12.86%、网络端到端延时降低23.90%。其次,本文在分析了传统按需路由算法存在“广播风暴”、频繁进行路由发现问题及跨层设计对其性能改进可行性的基础上,基于跨层设计的思想改进了经典的AODV路由算法。改进后的算法(CLC-AODV)不再采用通过周期发送HELLO消息报文进行路由维护的机制,而是通过跨层利用第三章改进的MAC层算法(LLD-TDMA)中RTS和RSP分组的周期交互,获取节点的两跳范围内的拓扑关系,建立局部先应式路由,并通过局部先应式路由实现高效反应式路由和快速修复机制,提高了路由发现效率和降低了路由开销。仿真结果表明CLC-AODV和LLDTDMA算法组合相比AODV和LLD-TDMA路由算法组合在网状网拓扑节点固定不动场景下吞吐量平均提升13.23%、路由开销平均降低了19.46%;在随机拓扑节点随机移动场景下吞吐量平均提升了17.91%、路由开销平均提升了23.21%。