无线Mesh网络(WMN)作为一种新型的无线多跳网络，通常由Mesh路由器和Mesh客户端构成，其中Mesh路由器的移动性较小，可以构成无线骨干网，用于向Mesh客户端及传统的客户端提供网络接入。WMN具有建网速度快、初期建设成本低、网络维护方便等优点，有很广泛的应用前景，包括在军事或救灾时可用于构建临时性的无线网络、用于构建宽带无线接入网及无线回程网等。无线Mesh网络目前已得到众多无线标准的支持，比如IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE802.20等。尤其是基于IEEE802.16的Mesh网络，具有长传输距离及高传输速率等优点，受到了越来越多的关注。 尽管无线Mesh网络具有很多优点，但要使其有效工作，仍有许多关键技术需要解决，比如网络容量、可扩展性、连接性、服务质量(QoS)、兼容性及互操作性、安全性、使用的方便性等，这些问题影响到网络设计的各个方面，比如物理层、MAC层、网络层、应用层、QoS管理、网络管理、网络控制、网络安全等。本文主要在其物理层的智能天线技术、MAC层的调度技术及QoS技术等方面进行了研究，并取得了以下一些研究成果： 1)在物理层方面，提出了一种将固定波束形成与自适应波束形成相结合的基于正交频分复用(OFDM)系统的时域波束形成方法。在无线Mesh网络中，为了提高网络容量，通常会同时采用OFDM技术及智能天线技术。在进行自适应波束形成之前利用固定多波束智能天线进行空间滤波，然后通过相关运算可以选出能量较大的多径及包含该多径的两个相邻的波束，然后在做快速傅立叶变换(FFT)处理之前利用自适应算法从所选出的两路波束信号中将该径信号提取出来。由于在进行自适应波束形成之前利用固定多波束智能天线进行空间滤波可以有效提高接收端的信噪比，从而提高系统的误比特率(BER)性能，而且，在进行自适应波束形成时只需使用两路波束信号，大大减小了自适应算法的计算复杂度。 2)在MAC层方面，提出了一种基于Wimax mesh网络集中调度机制的上下行链路通用的时隙分配方法。在考虑中继模型的时隙分配中，在数据的传输路径上采用逐跳(hop—by—hop)的传输策略，而且在上行与下行链路时隙分配中分别采用距离Mesh基站(MBS)最近节点数据优先传输及距离MBS最远节点数据优先传输的原则，这样既可以避免采用逐时隙(slot—by—slot)的传输策略导致中继节点在转发数据时频繁在相邻时隙间进行收发切换的问题，又可以保证在上行与下行时隙分配中均取得较高空间复用率。在此基础上，还提出一种同时考虑上行和下行链路的上下行链路混合时隙分配方法，可以进一步提高系统的空间复用率。 3)在MAC层方面，还提出了一种利用多波束智能天线提高Wimax mesh网络集中调度机制性能的方法。由于在集中调度机制中采用了树形拓扑结构，当采用全向天线时，受第一类干扰的影响，节点不能同时与多个节点通信，MBS及靠近MBS的节点通常容易成为瓶颈节点。通过在节点中采用多波束智能天线，使其能同时向多个节点发送数据或同时接收多个节点的数据，从而可以显著提高空间复用率及网络吞吐量。在实际应用时，可根据需要只在少数几个瓶颈节点上采用多波束智能天线，在性能和代价之间进行折中。 4)在QoS方面，提出了一种与Wimax mesh网络集中调度机制兼容的QoS框架，并给出了在Mesh用户端(MSS)侧的接入控制和包调度策略。由MSS估计出在一个调度有效期内的聚合流的带宽需求，经过MBS进行流分配后，MSS根据获得的授权带宽在本地的不同调度服务之间进行带宽的重新分配，从而满足不同调度服务的QoS要求。由于MBS不易获得每个上行连接的带宽需求信息，因此由每个MSS对本地的上行连接进行接入控制。这样可以不用修改集中调度协议，只需在MSS中合理设计接入控制及包调度策略，即可实现对不同调度服务的QoS支持。