无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks, WMN)是一种新型的宽带无线分布式多跳接入网络,因具有高可靠性、灵活性、扩展性等诸多优点而被认为是无线通信技术发展的重要方向之一。随着无线Mesh网络的发展和智能终端的普及,全球信息化逐渐成为现实,同时也大大刺激了无线用户接入Internet的需求,因此无线Mesh网络与Internet的互联逐渐成为业界研究的热点。针对WMN网络拓扑结构高速变化、存在单向信道、带宽有限等一系列问题,如何选择一种有效的互联方案,使其在获得最佳互联性能的同时保持较低的互联开销,是该领域研究的重点及难点。本论文在国家“863”计划、国家自然科学基金等项目的支持下,针对无线Mesh网络与Internet互联中的关键问题,包括如何有效克服无线链路中的单项链路,自适应网关发现机制,802.11s多信道WLAN Mesh接入策略等几个方面进行了深入研究,并获得了具有创新性的成果,主要的工作和创新点包括以下几个方面：第一,针对互联过程中因单向链路的存在而造成节点盲目转发无效路由信息并导致互联性能恶化的问题,提出了一种支持单向链路的无线Mesh网络与Internet互联的综合网关发现算法。基于Hello机制进行改进,通过转发携带有本地局部连接信息的路由发现消息和网关通告消息,主动、有效地避免了全局路由建立于非对称链路之上。同时,采用自适应网关发现策略,根据网络状态动态调整网关通告的广播范围和发送间隔,实现网关通告的最佳覆盖。仿真实验结果表明,与已有的互联算法进行仿真对比,本文算法能够更加有效地克服WMN与Internet互联中普遍存在的单向链路问题,可以为无线Mesh网络提供最优的互联性能的同时最大限度的降低互联控制开销。第二,对802.11 MAC层中载波监听和随机退避机制进行了深入研究,提出了一种基于802.11网络分配矢量的WMN可用剩余带宽测量算法。算法根据MAC帧头的持续时间/ID域统计节点的网络分配矢量NAV,并遵照一定规则计算出信道的忙碌时间,通过信道忙闲比估计可用剩余带宽。该算法采用被动式测量的方法,没有给网络增加任何的开销,并且能够有效地测量出信道的剩余可用带宽。仿真结果表明,与目前普遍采用的Hello消息探寻测量策略相比,本算法在稳定性、开销方面具有显著优势,可以更精确的估计信道剩余可用带宽。第三,对WMN跨层路由优化进行深入研究,提出了一种基于跨层路径质量感知的无线Mesh网络自适应Internet接入算法。利用跨层设计在MAC层估计链路剩余可用带宽,并推导出一种基于多目标性能参数的综合路由策略,充分考虑节点剩余带宽、投递率及节点负载等反应路径质量的性能指标,准确感知路径质量状态,为WMN中的因特网业务提供具有QoS保障的接入机制。同时,采用一种高效自适应网关发现策略,根据网关负载和网络拓扑情况自适应调整网关通告的广播范围和发送间隔,实现网关动态最佳覆盖。仿真结果表明,与已有的自适应算法相比,本算法能够适应复杂应用环境,为WMN提供最优的互联性能,同时在降低路由控制开销方面具有显著优势。最后,针对802.11s多信道Mesh网络与Internet互联实现中,默认的混合无线网络协议路径选择参数没有很好地考虑多信道网络环境下链路差异及信道内干扰等问题,提出了一种基于802.11s多信道Mesh网络的Internet接入算法。对802.11s原有的路径选择策略进行优化,提出了新的路径尺度参数——改进的累积权值链路期望传输时间En-WCETT。利用En-WCETT代替802.11s默认的链路尺度,精确测量WMN源节点与网关之间路径的质量状态,为WMN提供更高效的Internet接入服务。仿真结果表明,本算法中的路径尺度参数有助于提高802.11s多信道WMN网络与Internet互联的互联性能。