无线网络为用户提供了在任意时间和地点进行通信和信息获取、并在移动中保持通信连接的能力。传统的移动通信系统一般通过基站为用户提供网络接入服务，而基站则往往通过有线骨干网互连起来。移动自组网络是由移动节点通过分布式协议自组织起来的一种无线网络，网络中可以没有基站等固定的路由设施。当有线网络不可使用时，如在战场通讯和紧急救援等任务中，移动自组网络提供了一种可行的地面通信和信息存取技术。 移动自组网络的动态拓扑、可变链路、低功耗设备以及分布式的特点，为其网络协议设计带来了很多新的问题和挑战。本文深入研究了移动自组网络MAC层和网络层协议设计的关键技术，包括MAC协议的公平性问题、拓扑控制问题、广播问题以及节能路由问题，并提出了有效的解决方案。 IEEE802.11 DCF协议目前被广泛应用于移动自组网络的各种仿真和测试床中，使其成为移动自组网络事实上的MAC协议规范。本文研究发现DCF协议在多跳移动自组网络环境中存在严重的不公平性问题，根据不公平性产生的原因可以将其分为以下三类：LSP不公平性，MAP不公平性和LIP不公平性。我们对每种不公平性进行了详尽的理论分析，揭示了不公平性产生的根源以及它们与MAC协议参数之间的定量关系，给出了针对每种不公平性的改进方案并通过仿真验证了其有效性。考虑到实际网络的复杂性，我们综合上述改进方案设计了一种DCF协议公平性改进算法FDCF。仿真结果表明，该算法能够有效解决DCF协议在多跳移动自组网络中的不公平性问题。 拓扑控制技术对移动自组网络协议的性能具有重要影响。本文首先研究了移动自组网络平面式节能拓扑控制，分别提出了针对同构自组网络的KC拓扑控制算法和针对异构自组网络的MINS拓扑控制算法。KC算法在降低节点平均发送功率的同时，不仅能够保证拓扑控制的k连通性，而且使得节点度数在最终拓扑结构中具有确定的上限。MINS算法通过引入Ingress邻居的概念，在保证网络连通性和双向性的前提下，显著降低了拓扑控制过程中的通信开销，增强了算法的可扩展性。然后本文又研究了基于分簇的层次式拓扑控制并提出了一种能量均衡分簇算法。该算法综合考虑了节点移动速度、节点间距离、节点剩余能量和节点ID等分簇参数，采用逐级过滤的方式筛选最适合成为簇首的节点，突破基于权值的分簇算法中需要根据网络条件设定权值参数的局限性；此外还引入了簇首轮换机制，实现了簇首节点之间的能量均衡，避免某些节点由于能量过度消耗而提前失效。仿真结果表明，该算法不仅提高了分簇的稳定性，并且大大延长了节点的生存时间。 广播是移动自组网络中的重要操作。它不仅是一种最基本的通信模式，也是单播路由进行路由发现和组播路由进行组成员及组播树状态维护的基础。针对现有广播算法没