实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类信息交换的普适计算环境是未来通信系统发展的主要目标。AdHoc网络对这一目标的实现起重要作用。AdHoc网络是由能自由动态自组织成任意临时网络拓扑的移动节点组成的复杂分布式通信系统，实现了没有基础设施支持环境下的节点互联。AdHoc网络提供了广泛的应用前景，除军事领域之外，它还广泛用于紧急服务、灾难恢复、环境监控、个人网络、家庭网络、搜索和营救、传感器网络等领域。因而，受到了学术界和工业界的广泛关注。 拥塞控制是在竞争的信息流之间公平有效分配网络资源的关键课题，是保证AdHoc网络稳定性的重要因素。TCP是为固定网络设计的面向连接的传输控制协议，它提供了拥塞控制机制以确保可靠的数据包传输。然而，当应用到AdHoc网络时，TCP的性能严重下降。尽管学术界提出了众多改进方案，然而所提的改进方案没能够充分理解网络的动态特性，依靠经验而非严格的理论支持，性能改善非常有限。事实上，TCP本质上是不适合AdHoc网络的独特特性的。因此，设计出适合AdHoc网络的有效拥塞控制策略以确保网络资源的公平优化分配是迫切需要的，本论文致力于这一研究课题。 论文的主要研究内容和创新点包括以下几个方面：1.本文首次基于网络协议层框架充分分析了TCP应用到AdHoc网络导致性能下降的原因所在：物理层中易损耗的无线信道，MAC层中的过度竞争和不公平接入，网络层中节点移动引起的频繁路由失效，传输层中TCP采用的不合适机制，包括基于窗口的传输、基于数据包丢失的拥塞指示，拥塞窗口的慢启动和AIMD、对ACK自定时的依赖。本文详细解释了这些因素是如何降低TCP性能的。由此本文认为，TCP及对其作小改进的方案是不合适运用在AdHoc网络中的。 2.以此作为本论文的研究出发点，提出了全新的适合AdHoc网络特性的跨层优化拥塞控制协议CCOC，应用了“优化论”和“跨层设计”两种策略来指导设计CCOC，为拥塞控制协议的设计提供了系统框架。 (1)好的拥塞控制方案需要对网络系统进行建模和分析。优化论为设计CCOC提供了严格的理论指导。AdHoc网络存在着无线多跳连接、节点变动这两个最本质的特点。前者引起了与固定网络不同的信息流竞争新特点，后者导致了网络状态不断发生变化。本文从分析AdHoc网络的信息流竞争特点出发，引入了链路干扰集的概念。基于效用函数模型的最优化理论框架，将小时间段内网络状态不变的拥塞控制问题表达成一个非线性优化问题，运用对偶分解方法将原问题转化成新的等价形式，并运用梯度投影法获得了原问题的最优解，由此构建了一个基于链路干扰集的价格框架。在此框架中，某链路的拥塞信息用此链路干扰集的总价格来度量。并提出了相应的分布式算法-价格协同法PCA来求解在小时间段内网络状态不变的拥塞控制问题。在此分布式算法基础上，针对AdHoc网络状态的不确定时变性，设计了一种基于状态检测和滚动优化的整体拥塞控制策略。并详细描述了该策略协议化的过程，即如何在分布式网络环境中实施。 (2)由于导致TCP应用到AdHoc网络性能下降的原因也来自于物理层、MAC层和网络层，所以CCOC运用了跨层设计方法来改进MAC层的接入信道公平性，检测虚假链路失效、减少路由失效次数、加快路由切换后的重启动。 (3)此外，CCOC采用的机制与传统TCP协议存在着本质不同，主要有以下几点：优化论指导的基于速率传输、基于网络辅助的拥塞控制、拥塞控制和可靠性相分离和粗粒度的接收端反馈。因此，CCOC从而解决了TCP应用到AdHoc网络时存在的缺陷。 3.将效用最优化框架推广，把小时间段内网络状态不变的多径路由上的拥塞控制问题表达成一个非线性优化问题。由于多径效用最优化问题中的目标函数对路径速率而言不是严格凹的，本文运用罚函数法和次梯度法获得了原问题的最优解，由此提出了相应的用于AdHoc网络多径拥塞控制算法MPCC。在此基础上，设计了一种基于状态检测和滚动优化的整体方案来应对网络状态的时变性。 4.类似地，将效用最优化框架进一步推广，把小时间段内网络状态不变的多速率多播拥塞控制问题表达成一个非线性优化问题。由于约束项中含有的最大化函数使该问题变得不可分离，本文也运用罚函数法和次梯度法获得了原问题的最优解，并相应提出了一种有效的分布式算法AC2M2。在AC2M2基础上，针对AdHoc网络状态的不确定时变性，设计了一种基于状态检测和滚动优化的自适应策略。 5.应用MATLAB仿真平台，验证了所提算法PCA、MPCC和AC2M2都能快速收敛到全局最优解，对网络状态的变化有较好的自适应能力。同时，本文实施了详细的NS仿真实验，结果表明了在几乎所有的仿真场景和移动环境下，CCOC取得的性能都要比TCP、ATCP和ATP好。