Ad hoc网络是在没有中心基础设施情况下，由一些移动自组织节点形成的多跳无线网络，是近年来国际上一个广泛研究的热点。目前，国际上对Adhoc网络通信问题的研究主要集中在链路层、网络层、和应用层，包括MAC协议、路由协议、信息安全、QoS保证、功率控制等问题。然而，对于由拓扑的高度动态性带来的复杂性问题，是国际上鲜为关注的前沿问题。 复杂网络研究兴起于近年，标志着网络理论经过三百年的发展进入了一个新的里程碑。复杂网络研究从宏观角度入手，研究网络的各种特性，经过多年发展复杂网络理论已经形成了一套有效的研究方法，并且在宏观静态网络拓扑研究中取得了突破性的进展，如对Internet宏观拓扑研究已经开创了一个新的领域。 网络拓扑的动态特性造成的网络复杂性是一个现实中普遍存在的现象，尤其是Adhoc网络这种拓扑高度动态变化的网络，如何针对拓扑的动态性造成的网络复杂性进行研究是本文关注的问题。本文利用复杂网络研究方法，对Ad hoc网络由于拓扑动态性造成的空间复用问题、网络分割问题、连接变化问题进行了全面的论述，在此基础上，提出了Ad hoc网络连结原理的三定理。 首先，空间复用性是衡量网络通信效率重要指标。本文通过讨论无线网络空间复用产生的因素，进而分析了Ad hoc网络空间复用性产生的通信原因，以及影响空间复用的物理因素和几何因素。无论是采用何种随机接入方式，物理因素(节点个数、发射半径)和几何因素(面积比)对空间复用性影响有着自身的规律。通过定义空间复用率，定量地刻画了空间复用性，通过试验采集的大量数据及曲线族拟合法，确定了空间复用率、节点数、面积比三者之间满足对数曲线族确定的曲面P=B<,0>+B<,1> ln N的数学关系。最终，确定了Ad hoc网络连结原理的[定理1]。 其次，对Ad hoc网络的网络分割进行了研究。分别从通信因素、物理和几何因素两个方面讨论了造成Ad hoc网络的网络分割因素。由通信因素造成的网络分割，分别从物理层和链路层进行分析。节点过早的“死亡”、节点传输范围的有限性是造成网络分割的物理层原因。分组冲突因素造成节点在逻辑上脱离网络形成了孤儿节点与节点接入信道的“马太效应”是造成网络分割的链路层原因。无论是通信系统中的物理层、链路层、或是网络层因素，其节点发射半径、节点密度等几何和物理因素对不同网络场景、不同网络应用系统的影响是相同的。为了定量地刻画网络分割，本文定义的网络分割比，利用S曲线族Y=e<,(B<,0>+B<,1>/R)>进行曲面拟合，确定了节点数、面积比、网络分割比三者之间的数学关系。确定了Ad hoe网络连结原理的[定理2]。 第三，连接的变化是导致网络拓扑变化的最终原因。本文对连接变化率定义进行了拓展，通过定义累积连接变化率来定量地衡量网络拓扑长期变化情况；通过定义马尔可夫连接变化率来定量地衡量网络拓扑瞬时变化情况。通过节点数、速度比、连接变化率三者之间的数学关系，确定了Ad hoc网络连结原理的[定理3]。 分别对链路层与网络层的累积连接变化率和马尔可夫连接变化率进行了计算。通过对网络拓扑长期变化的研究发现，网络层拓扑连接变化率比链路层拓扑连接变化率低；通过对网络拓扑瞬时变化的研究发现，网络层拓扑瞬间变化比链路层拓扑瞬时变化更剧烈。可以得出结论：通信协议分层，不但是为了通信协议的实现更加容易，而且这也增加了通信网络拓扑的稳定性，从而增加了通信效率。 分别对两个不同的路由协议Grid Routing和VBS的累积连接变化率和马尔可夫连接变化率进行了计算。相同的网络场景下，Grid Routing协议较VBS路由协议连接变化率高，由于连接变化率反映了拓扑变化的频繁程度，而拓扑的频繁变化导致网络控制包过多的占用了数据包的带宽，致使网络通信效率下降。进一步得出结论：相同的网络场景下，Grid Routing路由协议比VBS路由协议通信效率低。由此可见，连接变化率为定量地衡量路由协议效率提供了尺度。 综上所述，本文利用复杂网络研究方法，对Ad hoc网络的三个基本问题：空间复用性、网络分割、连接变化进行了深入的探讨。分别对三个问题进行了仿真试验和数据分析，并确定了不同参数之间的函数关系，确定了Ad hoc网络连结的三定理。又针对连接变化问题，拓展了连接变化率的概念，为定量地衡量拓扑变化提供了有效的计算工具，为横向比较协议效率提供了尺度。本文为Ad hoc网络拓扑动态性带来的复杂性研究迈出了坚实的一步。