无线网状网(Wireless Mesh Network,WMN)是一种解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构,具有高速率、高吞吐量、易扩展、初期投资成本低、性能稳定等优点。WMN中需要支持多种实时应用,但无线网络中信道环境是实时变化的,实时应用传输质量很难保证。因此,如何根据节点带宽信息为实时应用提供合适的服务质量(Quality of Service, QoS)保障是一项非常关键的问题。为此,从路由角度方面保障WMN中业务的QoS,设计一个能够根据节点带宽信息进行选路的QoS路由协议具有重要意义。本文首先阐述了国内外WMN的研究现状和关键技术,分析了经典的最优化链路状态(Optimized Link State Routing, OLSR)协议的不足之处。然后,本文在OLSR协议的基础上增加了对节点可用带宽估计的算法,分析和论述了跨层设计是解决QoS有效的、可行的方法。由此,本文对WMN中的广播报文和拓扑控制报文数据结构进行了扩展,并提出了一种基于跨层设计的QoS最优化链路状态(Cross-Layer based QoS OLSR, CLQ-OLSR)协议,可在物理路由的基础上利用逻辑路由实现对实时应用的QoS保证。同时,本文还对多射频多信道WMN进行了研究,通过充分利用网络中节点的多个射频接口这一特征,在保证实时应用QoS需求的同时,可将WMN的吞吐量明显提高。最后,本文在QualNet5.0.2平台上对CLQ-OLSR协议进行了仿真。结果表明CLQ-OLSR协议对实时应用能提供基于链路带宽的QoS保证,不仅降低了端到端延迟和延迟抖动,提高了数据包成功接收概率,而且在没有明显增加开销的前提下提高了吞吐量。