随着信息和通信技术的迅速发展，无线网络在人们生活中的地位日益重要。未来网络发展的必然趋势就是网络与网络之间能够进行互联互通，同时应用趋于移动及普适。目前，网络表现出越来越突出的异构性，网络系统的发展也越来越复杂，用户对业务的需求也越来越严格，如何保障异构无线网络环境下的应用业务的QoS已经成为国内外学者研究的一个重点问题。本文就异构无线网络间的QoS保障问题展开研究，提出了一种异构无线网络架构模型，并基于该模型设计了QoS保障跨层协同感知方法。首先，本文针对当前异构无线网络的发展现状，并结合异构无线网络的应用趋势，依据认知网络技术和跨层设计技术，提出一种异构无线网络共存的网络模型，以及该模型中的认知节点CNode的结构，为后续的跨层协同感知方法研究提供框架基础。其次，深入分析了异构无线网络QoS保障存在的主要困难，及现有QoS保障方法，结合提出的异构无线网络模型及认知节点CNode结构，设计一种能够使用于异构无线网络QoS保障的跨层协同感知方法，该方法基于跨层设计思想，充分考虑了TCP/IP网络协议的各个协议层的相关信息，构建网络全局效用函数，能够随时感知当前的异构无线网络的状态和业务QoS需求，并进行自适应调整。最后，通过扩展NS2网络模拟软件，设计了WiMAX网络和UMTS网络互连的仿真网络环境，对基于QoS保障的跨层协同感知方法进行了实验验证。