移动Ad Hoc网络(MANET)以其灵活、可自我配置及易于实施而在未来无线及移动通信中具有重要地位。不过,由于当今的绝大多数信息依然存储在有线服务器中,而且随着由各种不同无线技术整合而形成未来无线系统的趋势日益明朗,将MANET与Internet等IP网络进行互联,形成类似Mesh网络这样的无线多跳接入网日益成为一个重要的研究领域。这种混合Ad Hoc网络将对既有的基础设施网络构成一种简单易行、同时又经济有效的补充和扩展。如何使MANET与Internet等固定网络高效互联正在成为业界一个热点问题,国内对相关问题的研究尚处于起步阶段。虽然类似传感器网络这样的无线Ad Hoc网络天生就有与固定IP网络互联的需要,但此类网络最初却都是作为独立自治系统而并非作为IP子网设计的,因此将MANET与Internet这两个异构系统进行整合并非易事,需要解决包括地址自动配置、网关设计与服务发现、网关转发策略、移动性管理、QoS支持、网络管理、安全保证与计费在内的诸多关键性问题。有鉴于此,本文对当前混合Ad Hoc网络的关键问题和技术进展给出了初步的研究总结。针对MANET与Internet互联时的若干关键技术,包括网关发现协议的性能分析与优化、网关转发策略的比较研究和改进、基于多路径的互联、网关发现过程中的非对称链路克服与广播风暴抑制等进行了研究并给出相应的解决方案。理论分析和NS2仿真验证了这些方案的有效性。这些研究工作对于进一步的讨论和开展MANET的商业应用具有重要意义。论文的创新性工作主要体现在以下几个方面:(1)基于NS2网络仿真平台,全面对比研究了主要网关发现协议的性能并对其中存在的问题进行了优化。除了根据常规的指标进行性能的比较研究外,还首次研究了AODV与OLSR路由协议对全局互联的支持能力、网关切换性能及协议可扩展性。针对自适应互联协议的不稳定性,提出同时根据网关请求分组和Internet业务分组获取Internet访问需求信息以避免网关通告分组在自适应覆盖时出现振荡;而在MANET节点中设置Prefix Cache则可解决全局路由分级化组织所造成的MANET内部路径选择问题。上述优化方案对于互联性能有明显的改善(2)对MANET与Internet互联时的网关转发策略进行了研究。针对默认路由转发策略在无线多跳环境下所存在的状态不一致、Internet主机路由缺失及重复路由发现等缺陷,提出一种改良型方案,该方案通过在RREP-I中携带网关对于Internet主机的可达性判断信息可有效解决上述问题。在另一方面,基于隧道的网关转发策略之工作原理及其在各种互联环境下的具体形式也得到了研究。对两种网关转发策略的性能进行比较研究后发现:基于隧道的网关转发策略具有更好的协议透明性以及多网关、多业务支持能力,因此在互联MANET与Internet这两种异构网络时表现出更好的性能,尤其是当承载TCP业务时。(3)提出一种按需多路径互联协议AOMDV-I。这种基于AOMDV的新型互联协议能够在一次网关发现过程中为MANET节点建立到网关的多条路径,即使这些路径是到不同网关的也能证明它们是节点不重的。同时或依次使用这些相互独立的路径开展Internet连接、不仅可以获得更高的可用带宽,提供QoS支持。而且由于无需在每次全局路由断裂后都发起网关发现过程,因此网关发现时延和开销都会显著降低。仿真结果显示AOMDV-I具有明显优于单径互联协议的全局连接性能。(4)提出一种基于AODV HELLO分组的互联优化机制。该机制通过将HELLO分组中的邻居节点列表细分为对称邻居节点列表和非对称邻居节点列表两个部分,既可避免在全局路由计算中引入非对称链路也能抑制网关发现分组的传播形成广播风暴。理论分析和仿真结果证明:对于各种严重依赖广播方式计算全局路由的网关发现方案而言,此优化机制可有效保证全局路由计算的可靠性并同时提升互联效率。(5)提出一种基于AODV HELLO机制的网关发现协议,该协议直接将AODV的HELLO分组予以扩展以发现Internet网关并同时清除全局路由计算中的非对称链路。由于未额外引入网关发现分组并且采用了隧道方式转发分组进入Internet,因此能提供较其它方案更好的互联性能。基于NS2的仿真结果证实了其有效性。