无线Mesh网络具有前期成本低、覆盖范围广、网络易于维护、健壮性强、服务可靠等优势,是应对特定需求而提出的新兴关键技术。无线Mesh网络是动态自组织和自配置的,其节点随着网络规模、相对位置等因素的变化自动地建立和维持节点之间的连接,能够适用于多种应用领域。本文围绕规模可扩展的无线Mesh网络的路由算法优化问题展开研究,分析路由度量所考虑的节点或链路特性,研究路由机制和路由度量对网络性能的影响。本文的工作一方面可以为特定场景中路由度量的选择提供帮助,另一方面为混合路由协议的先验式路由机制提供了新的研究思路。本文的主要工作如下:首先介绍了适用于无线Mesh网络的先验式、反应式以及混合式的若干经典路由协议的机制、特点以及优缺点,以及路由度量的发展历程及数学形式,比较了OLSR、AODV、HWMP等三种不同类型的具有代表性的路由协议在不同节点数量的仿真网络中的平均吞吐量和端到端时延,其中HWMP性能较好且较为平稳,为后续研究和改良奠定了基础。其次研究了三种无线Mesh网络路由协议的优化方案,其中接收信号强度感知路由度量侧重于研究节点路由器中接收信号强度的利用和路由度量计算的简化,基于干扰分离路径的健壮和可扩展路由算法的研究重点在于选择干扰分离的备用路径为路由过程带来的健壮性以及使用全局知识的方法具备的可扩展性,基于部分链路状态信息的最优与次优路由算法聚焦于移动性模型下基于地理路由的理论最优的路由方案以及牺牲部分精确度换取计算效率的次优路由方案。分析和总结了对这些方案的机制和仿真结果,明确了后续研究将围绕着全局知识的优先利用以及路由度量中对于干扰感知的优化。然后基于一种将图通过某种子节点排序策略转换成生成树,再嵌入到双曲平面进行贪婪路由,从而得到近似最优的节点间路径的贪婪路由双曲嵌入算法,结合介数中心性,提出了以介数中心性最大化为目标的生成树,将实际网络的中心性特性之一作为节点的权重参与计算,再通过双曲嵌入和贪婪路由得到最优路径。介数中心性生成树与子节点最优循环排列策略组合的嵌入成功率提升到了99.4%,路径伸长率优化到了13.7%。随着节点数量的增加或者节点密度的增大,嵌入成功率呈现上升趋势,路径伸长率呈现下降趋势。最后基于混合无线Mesh网络的区域状态感知混合路由协议（RCA-HRP）使用不同方式处理面向网关和面向客户端的流量的双重处理机制,结合期望传输时间度量和干扰感知度量的思想,提出了基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由协议,不仅考虑了节点的负载和客户端的剩余能量,还考虑了可用带宽以及逻辑和物理干扰对链路状态的影响,在客户端移动速度不同的网络中以及节点数量不同的网络中的各项性能指标中都优于RCA-HRP,与RCA-HRP相比在最佳网络条件下平均丢包率降低了22.67%,平均吞吐量提升了4.05%,平均时延降低了6.91%。