量子通信作为新型的通信技术,是量子信息学的一个重要研究方向。目前,量子通信主要涉及量子隐形传态、量子密钥分发与量子超密编码。其采用量子态作为信息传输的载体,利用量子纠缠特性,可以在增强通信安全、扩大信息承载量等方面对现有传统通信系统起到补充和提升的作用。随着量子通信技术的不断发展,量子无线网络因其灵活特性被广泛关注,它使信息可以更为安全有效地在节点之间传输。量子隐形传态可以利用纠缠粒子之间的特性使得未知量子态在远距离的量子系统之间进行传输,适合应用于量子无线网络。一方面,量子纠缠资源是影响远距离信息传输效率的重要因素之一,如果网络中缺少合适且充足的量子纠缠资源,网络通信的范围将会受到限制,而cluster态已被证明对噪声具有更强的鲁棒性;另一方面,在量子无线网络中的两个节点不一定直接相连,可能需要在多个中间节点的帮助下才能完成信息的传输。因此,本文研究基于测量的量子无线网络通信方案:运用一类新cluster态作为量子信道,使确定路由路径中的所有节点共享纠缠资源,根据多节点的冯诺依曼测量结果来实现单向和双向量子无线网络通信是有意义的。本论文的工作主要包括以下几个方面:(1)提出了两种基于离散量子游走的量子隐形传态协议。进而提出了基于测量的单向量子无线网络通信方案,可分别传输未知单量子态和两量子态。针对不同的网络拓扑结构,利用1维、2维、3维的cluster态来构建量子信道,将cluster纠缠粒子合理分配给各节点;根据各节点的冯诺依曼测量结果,目的节点执行相应的恢复操作。在经典通信开销和量子通信开销方面与已有方案进行性能对比,并对窃听攻击进行安全性分析。所提方案在保证安全性的前提下,降低了资源消耗和操作复杂度。(2)提出了基于测量的双向量子无线网络通信方案。主要分析了网络中节点为最小奇数和最小偶数的情况,将多节点可能出现的测量结果组合与相应恢复操作总结整理,并模拟窃听攻击者与中间节点建立纠缠试图获得未知量子态信息的过程。与已有方案进行性能对比,所提方案提高了传输效率,具有一定安全性。(3)介绍了被划分为主干网络和客户端网络的量子无线双层网络,并将上述提出的通信方案应用于该网络中,提出了基于测量的双层网络构架下单向和双向量子无线网络通信协议。详细说明了发送方、本地位置寄存器、各中间节点、cluster态生成器以及接收者如何对未知量子态信息进行传输的过程,并分析了协议的可行性。