无线多跳网络是目前扩展无线网络覆盖范围的优良组网方式，无线传感器网络和无线自组织网络是无线多跳网络的两种主要类型。随着多媒体节点的出现，同时承载实时性和非实时性业务成为无线多跳网络的主流工作方式，如何满足各类业务的QoS（Quality of Services，服务质量）要求成为一个重要课题。跨层优化方法通过充分利用网络各层之间的协作和信息共享来适应动态的无线环境，并将无线网络作为一个整体实现性能最优化。本文采用跨层优化方法，对无线多媒体传感器网络和无线自组织网络环境下的QoS策略设计方法进行了研究。　　针对无线多媒体传感器网络QoS策略中不同类业务调度优先级设置问题和基于节点的优化目标权重设置问题进行研究并提出了一种跨层QoS策略。该策略考虑无线多媒体传感器网络的结构特性和实用需求，通过在优化过程中调整性能优化和能耗控制的权重，使QoS性能和网络生存时间达到良好折中。基于汇聚节点周围区域内节点最大生存时长决定网络生存时间这一无线传感器网络特性，该策略采用两种距离系数及归一化方法控制Lyapunov函数中各队列间的权重。该策略还采用区分队列服务算法和时延系数为各类业务设置动态调度优先级。文中将优化问题转化为联合拥塞控制、路由、调度及功率控制问题。其中为功率控制子问题这一凸优化问题设计了两种可收敛的分布式求解算法，并设计了一种分布式介质访问控制策略以降低计算复杂度。仿真结果表明，与已有算法相比，所提出的QoS策略可达到QoS性能与网络生存时间的良好折中。　　针对适用于无线自组织网络的可提供确定端到端时延上限的QoS策略在丢包决策合理性上存在不足这一问题，提出了一种跨层QoS策略。该策略在保证节点内等待时延具有确定上限的同时能够根据会话的平均端到端时延情况进行传输速率调整及丢包决策。为改善传输速率控制及丢包选择合理性、降低无效丢包数量，文中设计了一种以会话的平均端到端时延情况作为更新条件的虚队列。理论证明，基于该虚队列，该QoS策略可保证节点内等待时延具有确定上限。文中还设计了一种用于加强会话平均端到端时延约束的虚队列。分析表明该虚队列造成的控制信息开销不会影响QoS策略的正常运行。此外，设计了一种低复杂度的分布式路由及调度策略。还对该QoS策略的队列长度具有上限以及吞吐量效益最优性等性质进行了理论证明。仿真结果表明，与已有算法相比，该QoS策略在吞吐量和平均端到端时延等QoS性能方面表现更优，并且仿真结果符合理论分析结果。　　研究了无线自组织网络下视频传输QoS策略中的路由、调度与播放缓存协同优化问题，提出了一种支持 H.264 协议的跨层 QoS 策略。该策略引入根据H.264 解码原理设计的视频帧缓存虚队列，并在最后一跳视频帧调度中考虑帧缓存状态，从而抑制帧缓存的下溢出并提高视频播放连续度。此外，该策略以队首数据等待时延作为调度依据以提供端到端时延上限保障。由于 H.264 编码协议中I、P、B帧具有不同的数据包产生速率，该策略根据数据生成速率为视频帧分配帧优先级，从而为各类视频帧提供区分QoS保障。为使通信链路传输能力均衡，提出了一种保持各链路接收节点处信干噪比相等的功率控制算法。仿真结果表明，与已有算法相比，所提出策略在多跳网络环境下可改善QoS性能，同时提高视频的播放连续度及播放质量。　　本文主要工作及贡献包括：（1）提出一种无线多媒体传感器网络下、可动态设置业务调度优先级和优化目标权重的跨层QoS策略，使QoS性能和网络生存时间上达到良好折中；（2）提出一种无线自组织网络下、改进了丢包决策机制的节点内等待时延具有确定上限的跨层QoS策略，该策略可改善QoS性能；（3）提出了一种无线自组织网络下、支持 H.264 视频传输业务的跨层 QoS 策略，该策略实现路由、调度与播放缓存协同优化，可改善接收端视频播放质量。