近年来，无线Ad-hoc网络作为一种新兴的无线通信网络，逐渐吸引了业界的注意力，成为研究的热点。Ad-hoc网络不需要任何无线基础设施的支持，节点可以任意移动。Ad-hoc网络具有组网速度快、抗毁自愈能力强等优点，在军事和民用领域得到越来越广泛的应用。Ad-hoc网络一般有两种结构：平面结构和分级结构。平面结构中，所有节点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。而分级结构中，网络被划分为簇(cluster)，每个簇由一个簇首(clusterhead)和多个簇成员(cluster-member)组成。平面结构适合于规模较小的Ad-hoc网络，而随着网络规模的增长，在大型Ad-hoc网络中，采用分级结构会获得更好的性能。本文主要针对分级Ad-hoc网络组网技术的若干关键问题进行了研究。 本文对分级Ad-hoc网络中簇内无线信道接入的效率问题进行了研究，分析了在现有的几种无线介质访问控制算法在不同信道负载情况下的性能，指出了在分级Ad-hoc网络中由于节点运动、簇成员数量频繁变化，在簇内使用现有的介质访问控制算法难以获得最佳性能的问题。然后提出了一种多令牌介质访问控制算法，该算法可以随着簇内无线信道负载的变化，自动地在竞争类和排队类算法之间折衷，使得网络保持较高的吞吐率和较低的包传输时延。仿真结果表明，在簇成员数量和信道负载变化显著的Ad-hoc网络中，该算法具有比竞争类和排队类算法更好的性能。 本文对Ad-hoc网络中现有的路由算法和协议进行了较为全面的综述和比较，并以簇的稳定性和均衡负载为前提，提出一种基于簇的新型路由算法。为了保持簇的稳定性，将节点移动速度和当前能量状况，而不是节点标识和连接度，作为选举簇首的依据。同时尽量使所有节点分担成为簇首的角色，从而使网络负载平衡，避免某些节点由于能量耗竭而造成的网络失效。在成簇的基础上，建立起由簇首(clusterhead)、复合网关(compoundgateway)和网关节点(gateway)组成的骨干网络，通过骨干网减小维护路由信息和拓扑信息的复杂度，简化了大型分级Ad-hoc网络的路由过程。仿真实验表明，该算法与基于最小ID算法或最大连接度算法(及其衍生算法)的分级路由算法相比，具有更好的性能。 本文研究了Ad-hoc网络的重构自恢复问题，Ad-hoc网络的重构自恢复可分为重构自恢复触发和重构自恢复实现两个阶段。其中重构自恢复触发是指通过对设备、链路以及网络节点等元素状态的检测，以及针对网络运行的特性，做出重构必要性的评判；重构自恢复的实现则是通过具体策略和算法实现网络的重构自恢复。本文主要针对重构自恢复触发机制提出一种基于簇的比较诊断算法，用于诊断网络功能单元的逻辑错误，作为重构自恢复实现的触发依据，增强Ad-hoc网络的抗毁性。该算法在分级Ad-hoc网络中利用簇首对簇内节点的集中控制功能优化了诊断过程，实现了诊断期间网络拓扑变化时对移动节点的诊断。证明了算法的正确性，分析了算法的性能。仿真结果表明，该算法突破了原有算法在诊断过程中网络拓扑不能发生变化的限制，大大减小了由于诊断消息的洪泛导致的系统开销。 本文讨论了将这三个不同层次算法在同一个分级Ad-hoc网络中进行整合的可行性，也就是多令牌介质访问控制算法和基于簇的比较诊断算法能否应用于基于簇的新型路由算法构造的网络结构中。仿真实验表明，多令牌介质访问控制算法整合后的性能比整合前有所下降，但并不明显，尤其是在网络负载较轻的情况下几乎没有差别；基于簇的比较诊断算法整合前后的性能相差无几。因此，这三个算法能够应用于同一个分级Ad-hoc网络中，并能获得较好的性能。