长距离无线mesh网络是一种新型无线接入网络,它采用大功率802.11无线网卡和高增益定向天线以实现长距离(几公里到几百公里)链路。由于覆盖范围广、成本低、带宽高,可广泛应用于偏远地区/人口稀疏地区的无线宽带接入、野外大区域环境监控等,有广阔的应用前景。然而,长距离环境下原802.11的MAC协议不再适用,需要采用TDMA(Time Division Multiple Access)类型的MAC协议。受外部WiFi信号的干扰,信道状况动态变化,使用单一的物理层发送速率难以达到最大吞吐率;节点工作在野外,供电受到极大限制,需要节约能耗。因此有必要根据信道的变化情况动态调整发送速率和功率,以提高网络性能并满足节能的需求。本文设计了一种链路自适应的发送速率和功率联合调整算法,该算法在分时隙MAC协议基础上运行,通过探测的方式获取链路中接收信号强度与帧投递率之间的函数关系,结合不同发送速率和功率组合的耗电量情况,计算每一帧的最佳发送速率和功率值。算法的目标是使得成功传输一帧所消耗的能量最小。算法运行过程中通过分时隙MAC协议反馈的累积ACK获取对方节点信息,预测下一时隙的接收信号强度,作为算法的计算参数。接收信号强度与帧投递率之间的函数关系与信道中的干扰强度有关,因此在接收端周围干扰强度变化时,该函数关系必须重新进行探测。本文通过监听AP信标帧的丢包率,感知周围干扰强度的大小,采用累积和(Cumulative Sum, CUSUM)算法监测丢包率采样值的突变,从而实现对信道干扰状况的分析。本文在长距离无线mesh路由设备上实现了所提出的速率和功率联合调整算法,并且在实际的户外长距离链路上进行了大量实验评价其性能。实验结果表明,该算法能够在保证较高的链路吞吐率的前提下,有效降低节点能耗,并且可以对信道干扰状况的变化及时作出反应。