随着互联网的发展以及各种web应用的广泛流行,人们已经习惯了从互联网获取信息,并且希望无时不刻、无处不在的享受互联网带来的便利。在诸多接入方案中,较为普遍的解决方案是基于电信运营商的蜂窝式网络,其中包括基于2G网络的GPRS数据通信方案和基于3G网络中WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等标准的各种数据通信方案,它们都属于架构式的无线网络。虽然基础架构式的无线网络接入方案性能稳定,但其较高的使用费用限制了它的普及。其成本较高的原因有:1.每一个无线基站都需要配备有线连接;2.基站设备本身成本高昂;3.其使用的无线频段需要价钱不菲的无线牌照。无线Mesh网络架构因其造价低廉,信号覆盖范围广,配置灵活等优点受到了广泛的关注。无线Mesh网络中基站与基站之间通过无线链路形成多跳网络,从而降低了每个基站都需要部署有线网络的高昂成本,并通过网状结构提高网络覆盖范围。但是由于无线Mesh网络的分布式、多跳性等特点,导致传统的网络协议在无线Mesh网络中工作效率较低,且由于分布式系统中的不对称性等特征,无线Mesh网络中容易产生负载不均衡现象。本文旨在分析无线Mesh网络中负载均衡问题,并从协议设计的角度解决无线Mesh网络中负载不均衡问题。首先,本文针对无线Mesh网络的架构与协议设计等方面,对无线Mesh网络做了一个简要的介绍,并列举了无线Mesh网络的一些应用场景,如战场环境或社区环境。本文对传统协议栈中的各层协议在无线Mesh网络中的工作情况、跨层设计方法、网络容量等进行了分析,并指出了在无线Mesh网络中各协议层的研究现状和存在问题。然后,针对多网关无线Mesh网络中的网关负载不均衡问题,首先分析了不均衡的成因,并针对于IEEE 802.11s标准描述的无线Mesh网络,阐述了其网关选择的流程,和网关选择中存在的问题。而后针对802.11s标准中固有网关通告协议,提出了一个负载均衡的负载均衡网关选择策略。该策略属于“概率选择式网关负载均衡”与“分区式网关负载均衡”的结合,灵活并且具有可扩展性。本文基于NS2仿真平台,对该方案进行了仿真验证,结果显示该方法对网关负载均衡性、网络整体吞吐量等都有明显改善。最后,本文针对无线Mesh网络中央的负载不均衡问题,提出了一个跨层协作的解决方案。首先分析了802.11媒体访问控制层CSMA/CA协议的工作流程,并通过实验的方式,得到了网络中的RTS(Request to Send, RTS)帧重传率与节点拥塞程度之间的关系。而后本文提出一种基于HWMP路由协议的多路径路由协议和一种基于RTS重传率的路由Metric,解决无线Mesh网络中的负载不均衡问题。实验结果显示该方法在网络整体吞吐量、端到端延迟、用户公平性等方面都有明显改善。论文的最后对本文所做工作做出了总结,并提出了对未来工作的展望。