作为一种低成本、高覆盖范围且方便部署的Internet接入方案，无线Mesh网络通常需要承载大量高吞吐率、高可靠的应用业务。但无线传输的易错性、信道质量的时变性，以及Mesh网络的多跳转发架构，均导致该网络容易遭受吞吐有限、可靠性低下等问题。　　机会路由和网络编码是解决这一问题的有力工具。机会路由利用无线广播所带来的多用户分集优势，每个旁听到报文的节点都有机会承担转发任务，从而提高一次传输的成功概率。网络编码则容许网络中间节点对接收到的报文进行混合编码，以便有效地利用公共链路，提高系统吞吐。而且，若随机选取编码系数（即随机网络编码），还能获得无比率纠删码的良好特性。结合二者优势，编码机会路由(Network Coding-based OpportunisticRouting，简称NCOR)应运而生，成为一种在链路有损的无线Mesh网络中提供高吞吐率、可靠传输的有效方案。本论文旨在研究NCOR的关键设计因素，并围绕其“机会传输”和“网络编码”特性，提出新的算法和协议，为无线Mesh网络提供高效、公平的高吞吐率可靠传输服务。研究内容和成果包括以下三个层次。　　1.在网络层，研究了最小成本NCOR路由构建问题。与传统路由不同，给定源目节点，NCOR不用预先指定明确的转发路径，只需要选择哪些节点参与机会转发。参与节点通过广播链路连接形成网状传输路径，每个节点独立地执行随机网络编码并将编码报文广播到下游节点，因而节点之间的转发任务分配也会直接影响传输效率。因此，如何选择候选转发节点集合(Candidate Forwarder Set，简称CFS)，以及如何在这些节点之间分配转发任务，是实际部署NCOR时所要面临的基本问题。现有工作通常独立地处理这两个问题，难以保证整体最优性。本论文扩展传统的最优路由概念，将这两个问题融合在一个最小成本框架(MIC-NCOR)中，联合求解最佳的CFS和转发任务分配。在MIC-NCOR的最优子结构的基础上，根据动态规划思想，推导出能够完全分布式实现的MIC-NCOR算法，并给予严格的正确性证明。仿真结果表明，论文提出的成本模型能更准确反映NCOR路径的实际传输成本，且MIC-NCOR算法相比现有的启发式方法有显著的性能增益。　　2.在MAC层，研究了机会广播信道接入问题。NCOR的网状路径由广播链路拼接而成，因此广播MAC的表现对于发挥多用户分集优势、进而提高NCOR的整体性能有重要影响。而NCOR的编码机会转发特性也为广播MAC的设计带来了更多的灵活性:首先，在机会转发机制下，不需要等待所有广播邻居进入就绪（准备好接收）状态。越多的邻居就绪，广播信道的多用户分集优势就越显著（机会转发的交付概率越高），但同时引入的接入延迟也会更大，因此，需要在接入延迟和广播信道的交付能力之间做出权衡。其次，随机网络编码的纠删能力也免除了对MAC的可靠性要求。据此，我们提出以最大化平均有效速率为目标的机会广播信道接入问题，并使用最优停止理论推导出具有简单阈值形式的信道接入策略N*。在此基础上，通过简单扩展IEEE802.11 DCF，设计出执行N*策略的机会广播信道接入控制协议O-BCast。仿真结果表明，O-BCast能够显著提高NCOR的端到端吞吐率，而且具有网络负载自适应的良好特性。　　3.在传输层，研究了NCOR的拥塞控制问题。无线Mesh网络由多用户共享，需要承载大量突发性的高吞吐率业务，需要拥塞控制机制来保证NCOR高效、公平的运作。NCOR的传输路径呈网状，在高负载、高丢包率的无线Mesh网络中，如果仍然依赖聚合层次的端到端拥塞控制方法(如TCP)，容易造成网络资源利用不充分和拥塞响应滞后等问题。因此，论文基于逐跳控制思想，设计了全新的NCOR拥塞控制协议HCC。HCC精确衡量节点的拥塞程度，并以公平性为原则计算各个业务流的拥塞反馈。当接收到来自网状路径上多个下游邻居的差异化拥塞反馈时，采用折中策略进行速率调整:若所有拥塞反馈均指示要求增速或降速，节点按照所有反馈的均值调整报文发送速率;若部分反馈要求降速、部分要求增速，节点维持发送速率不变而由下游邻居调整各自的接收速率。这种策略既能够有效减轻拥塞节点的负载，又能充分利用网状路径中轻载节点的转发能力以发挥NCOR的机会传输优势。仿真实验显示，在高负载高丢包率的无线Mesh网络中，HCC相比端到端方法在吞吐、传输成本、延时以及公平性等方面具有显著的性能优势。　　基于上述三方面的建模优化和协议设计工作，论文最后设计了一个完整的NCOR系统。仿真实验表明，在三者共同作用下，该NCOR系统的性能相比独自作用时得到进一步提升。本工作对于理解和应用NCOR这种新型的传输机制，具有重要的理论意义和实际应用价值。