Ad Hoc网络是一种特殊形式的无线数据通信网,它不需要依赖于任何固定的网络基础设施,Ad Hoc网络以其灵活、健壮、投资少等特性,广泛适用于作战指挥、抢险救灾以及应付突发事件和执行应急任务的场合,但是Ad Hoc网络面临的不利条件,如无线信道质量时变性、带宽受限,功率受限等,使得传统的协议栈的性能急剧下降。传统网络协议层彼此透明,以保持各层协议设计的独立性,然而,无线通信环境的不确定因素,导致无线信道容量和误比特率等的时变特性,传统分层设计方法无法保证网络的最佳资源利用和用户业务的QoS需求。因此,网络跨层设计通过协议栈各层之间的信息交互,信息共享来达到一种全局的优化,而不是传统协议栈的层内优化,充分利用了各层资源,提高了整个系统性能。本文通过这一思想对自组织网络的MAC层/物理层速率机制进行了分析研究。首先,介绍了几种网络跨层协议栈和一些跨层设计的方法,并对网络各层进行跨层设计的基本问题进行了详细分析,为进一步的跨层设计打下了理论基础。其次,分析了802.11几种固定速率的性能差别,并针对物理层信道状况的即时变化,提出了速率自适应机制,其本质是找一个适合的MAC速率来最佳适应于物理层的信道质量变化,接下来,研究了一些多速率机制的原理。这些多速率的差别在于对信道质量评估的不同,而一些常见的信道估计信息包括接收功率,误码率,ACK统计等。这些估计信息不同程度上有一定的缺陷。针对这一问题,本文研究Ad Hoc网络中无线信道的时变特性与数据速率的自适应性。借助现有的几种速率自适应算法,分析其不足的地方并根据研究的结果提出了自适应算法的改进,采用新的信道估计参数SNR来与数据速率进行自适应,并对SNR衡量信道质量的合理性进行了分析,通过借鉴RBAR思想,对RTS/CTS进行信道估计,通过自适应算法把得到的数据速率传递给邻居节点,由于RTS/CTS的时间间隔跟数据报的传输间距较小,信道估计能反映当前的信道质量,故提高了信道预测的准确性和及时性。同时,论文通过仿真工具NS2对这一机制进行了仿真研究,结果表明,利用该机制,能够快速建立跨层协议的交互,使得MAC协议及时获取物理层协议的有用信息,从而可根据信道的状况动态调节MAC层速率,对系统的吞吐量有较大改善,最大限度利用了信道的带宽,提高了网络资源的利用率,在资源受限的Ad Hoc网络中有较为积极的作用。