随着多跳无线网络各种应用的迅速发展，人们对服务质量的要求越来越高，要求多跳无线网络既能满足非实时应用如高吞吐量、低时延以及低能耗等方面的服务质量需求，又能为实时应用提供满足端到端延迟限制的服务质量保证。然而，无线信道本身的竞争共享特性，以及噪声干扰和信道间的干扰等多种因素，造成了无线网络相对于有线网络存在带宽低和信道质量差的问题，这与不断增长的服务质量需求之间的矛盾日益尖锐。在这种带宽低和信道质量差的环境下，如何提高无线网络性能，已成为了多跳无线网络领域的重要研究问题。　　论文围绕多跳无线网络性能评价和优化算法展开研究工作，分别针对非实时和实时应用关注的不同性能指标研究性能评价和优化的问题。具体的，针对非实时应用更关注多种指标的平均性能，论文对多性能指标平均性能评价模型和数据转发算法进行了深入研究;针对实时应用更关注端到端延迟分布，论文对多跳无线网络端到端延迟分布进行了深入的定量分析。论文的主要贡献和创新性研究成果如下:　　1.提出了一个通用拓扑多指标平均性能评价模型并推导出多指标的性能上界多跳无线网络性能评价模型是一种根据网络环境参数（如发送功率，信道概率等）计算网络性能指标的抽象模型，是分析网络性能指标的有效方法，也是推导性能上界（理论上的最优性能）的一种有效手段。然而，现有模型无法在存在环路和跳数大于3跳的拓扑下，同时分析网络的吞吐量、端到端延迟和能量消耗，导致这些研究成果的通用性较差。本论文提出了一种适用于通用拓扑（存在环路且跳数大于3跳）的多性能指标平均性能评价模型。该模型基于离散时间Markov链思想，可同时分析通用拓扑下的多种常用的平均性能指标，包括吞吐量、端到端延迟和能量消耗。理论分析与仿真实验验证了多性能指标平均性能评价模型的准确性。在此基础上，本论文利用多目标优化方法，推导出了多性能指标的性能上界，并分析了信道干扰和链路环路对多性能指标性能上界的影响。　　2.提出了一种基于多性能指标平均性能评价模型的数据转发算法论文建立的多性能指标平均性能评价模型和推导出的多性能指标性能上界，为设计有效逼近性能上界的优化的数据转发算法奠定了基础。本论文提出了一种优化的数据转发算法(MONDF)，该算法首先通过得到无冗余理想环境下优化的节点转发位置和转发概率，对收到的数据包决定是否转发且在哪个时隙转发，然后将被转发的数据包进行网络编码，在中继节点的发送时隙广播编码后的数据包。针对多跳无线网络常见的多流-单双中继拓扑，本论文利用仿真实验，验证了MONDF数据转发算法的性能可以有效逼近性能上界。　　3.分析了采用IEEE802.11协议网络的端到端延迟分布误差产生的原因作为无线网络的通用标准，IEEE802.11协议在多跳无线网络中被广泛使用，采用IEEE802.11协议网络的端到端延迟主要由MAC层访问控制延迟(MAC延迟)和排队延迟组成。现有工作对采用IEEE802.11协议网络的端到端延迟分布的计算分为两个步骤:首先，基于端到端延迟模型得到端到端延迟的概率母函数(PGF);然后，通过对端到端延迟概率母函数进行逆PGF变换，得到端到端延迟分布。然而，目前采用IEEE802.11协议网络的理论端到端延迟分布，与实际端到端延迟分布相比还存在较大误差。论文对采用IEEE802.11协议网络的端到端延迟分布误差产生的原因进行了定量分析，结果表明，端到端延迟分布计算的两个步骤都会产生误差:在模型方面，MAC延迟模型误差较小，排队模型误差较大，其中M/G/1排队模型误差比M/M/1排队模型误差约小20％;在逆PGF变换方法方面，Vu和Sakurai的逆PGF变换误差比Vardakas等人的逆PGF变换误差约小71％（在误差率10-6下）。在整个端到端延迟分布中，在饱和状态下（队列中始终有数据发送），排队延迟误差是造成端到端延迟分布不准确的主要误差，其次是MAC延迟模型和逆PGF变换方法误差。