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无线多跳网络的效益优化与资源分配是无线网络研究的一个关键问题，近年来得到了越来越多的关注。针对这一问题，通过跨层优化方法实现网络效用最大化，进而联合优化网络性能、资源分配和经济效益，已经成为一个非常有前景的研究方向。网络效用可以刻画用户消费某一种网络产品或服务（如带宽）所带来的经济效益或满意程度。不同于传统产品/服务的数量累加方式，网络效用通常满足边际效用递减法则。网络效用最大化对提升网络性能、最大化网络效益、以及网络资源的合理分配具有十分重要的理论意义和应用价值，已经成为无线网络研究的一个热点问题。 本文结合无线网络的资源受限性和无线链路冲突关系的复杂性，考虑不同约束条件和网络场景，通过传输层的流速控制/接入控制和MAC层的链路传输调度，通过跨层优化控制，实现网络效用最大化。具体来说，本文考虑不同约束条件和网络场景（包括无线信道资源调度冲突、网络编码的应用、QoS限制、会话流动态性、链路可靠性等），设计最优/近似最优的分布式无线多跳网络链路传输调度和接入控制算法，构建跨层优化模型，以期实现网络效用最大化的目标，同时满足用户要求。本文的主要工作和创新性成果如下: 1.针对已有适配式CSMA无线网络研究主要采用连续时间Markov模型、缺乏对普遍存在的无线信道传输冲突现象的充分考虑，本文首先给出了考虑信道冲突的带权重网络吞吐量，在此基础上，提出了一个分布式链路传输调度算法C-MWS，推导了相应的网络效用上下界。仿真结果表明，基于C-MWS算法的网络联合优化可以实现近似最优的网络效用，并且推导的网络效用上界是比较紧致的。 2.针对支持网络编码的无线多跳网络，通过以网络编码组合作为MAC层的传输调度单位，本文提出了一种分布式的流速控制算法NACU以实现网络效用最大化，该算法通过给每个编码组合分配恰当的backoff时间来实现编码报文的传输调度优化。当网络中的编码组合确定时，推导证明了NACU算法的收敛性和网络效用最优性。仿真结果验证了NACU算法的有效性和分析结果的正确性。 3.针对存在QoS约束（包括时延、最小流速以及链路可靠性）的丢失无线多跳网络，本文通过构建三种结合链路可靠性的虚拟队列，提出了一种结合适配式CSMA的分布式流速控制算法AFCA，以实现QoS约束下的网络效用最大化。文中证明了该算法的收敛性及其网络效用的近似最优性，并分析了算法参数和网络效用性能之间的关系。仿真结果验证了AFCA算法的有效性和分析结果的正确性。 4.针对业务以流为单位随机进入和离开网络的无线多跳网络，以期望时延约束为条件，提出了一种结合适配式CSMA的分布式流水平接入控制算法AFCC，以获得最优的接入流速，并实现给定期望延迟约束下的网络效用最大化。文中证明了该算法的时均收敛性及其网络效用的时均最优性。同时，建立了最大网络效用、期望延迟和稳定状态下的激活流数之间的数学关系。仿真结果验证了AFCC算法的有效性和分析结果的正确性。