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Ad Hoc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络。整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。该网络具有拓扑动态变化、节点高速移动、信道带宽较低和终端处理能力较弱等特点。Ad Hoc网络作为一种特殊的无线网络,不仅广泛应用于军事作战环境以及抢险救灾,而且已经开始应用于商业活动。其独有的无线特性使得传统的有线网络路由协议无法直接被Ad Hoc网络所使用,因此必须设计适合Ad Hoc网络的协议。路由协议作为支持Ad Hoc网络运行的关键技术,直接关系到网络的实际应用和网络运行效率。多径路由协议相比单径路由协议而言,在负载均衡、带宽利用、容错能力和动态拓扑适应性方面都更具优势。一般来说,多径路由可以分为节点不相交多径路由、链路不相交多径路由和相交多径路由。节点不相交多径路由在各方面都更具优势,但是受网络节点密度的限制,节点不相交多径也最难寻找。本文以Ad Hoc网络中的多径路由协议为主要研究内容,分别讨论了适用于大规模网络环境下的节点不相交多径路由协议、适用于节点高速移动网络环境下的节点不相交多径路由协议、以及适用于对传输实时性需求较高的大数据流传输环境下的最大化无干扰多径路由协议。本文的主要研究内容和创新点如下：(1)从协议扩展性的角度出发,提出一种基于地理位置信息的不相交多径路由协议ZMG(Zone-based Multipath Geographic routing protocol)。该算法将网络中的所有节点视为位于同一平面区域上,充分利用节点地理位置信息,在该平面区域上通过椭圆曲线划分成不相交的子区域,然后分别在各自区域内寻找一条路径,以建立最大限度的节点不相交多径。在划分的不相交区域内构造多条路径,既考虑了节点的不相交性,又避免了简单泛洪带来的路由发现开销,提高了路由寻找的效率。在路由转发的过程中,定义了两种路由转发模式,并提出了相应的路由转发策略以及相互转化的条件。该路由转发策略能够保证在节点密集的情况下,可以构造出节点不相交多径。即使在节点稀疏的情况下,也能找到相交路径条数尽可能少,相交节点个数尽可能少的多条路径。从与其它协议的对比实验中可以得出,该协议是一种适用于大规模网络环境下的节点不相交多径路由协议。(2)从协议对网络动态拓扑的适应性出发,提出一种无信标的多径路由协议。考虑到地理路由信标机制的固有缺陷,结合一种基于地理位置的无信标路由机制,在ZMG协议的基础上做出进一步的改进,使用相同的区域划分方法,但是在转发策略上融入了无信标机制。这里引入两个转发延迟函数,以保证基于竞争机制的转发策略能够实现两种模式下的正常运行与转化。为了配合竞争机制,协议对转发区域进行更加细化的划分,并结合转发延迟函数设计相应的竞争转发算法。该协议不仅能够进一步降低控制开销,而且更加适应网络的动态拓扑变化,是一种适用于节点高速移动的网络环境下的多径路由协议。(3)分析了现有大部分无信标路由协议由于没有考虑到实际无线信道的不可靠性而导致在实际应用中表现不理想的现象,提出了一种基于链路质量的跨层无信标地理路由协议。该协议利用物理层得到的SNR值来判断节点间的通信链路质量,结合MAC层的RTS/CTS机制来竞争转发。在不额外增加控制报文的基础上,并在竞争机制中充分考虑链路质量因素,通过选择通信质量较好的链路来减少重传,提高整体网络性能。该协议在数据包投递率,端到端延迟,包副本数量等指标上都达到良好的性能。(4)考虑到多条路径同时传输数据产生的干扰问题,提出一种基于地理位置的最大化无干扰的多径路由协议,适用于对传输实时性需求较高的大数据流传输环境。协议将源节点到目的节点之间的转发区域划分为三个子区域,并针对不同的区域采取相应的转发策略。在中间区域根据两个节点之间的距离来估算节点的干扰半径,并采用干扰标记算法来标记干扰范围内的节点,使其不参与其它路径的选择,有效地降低多径路径之间的干扰。在源节点与目的节点附近区域采取局部控制机制,为不可能避免干扰的区域提供了降低干扰的有效措施。该协议构建了最大化无干扰的多条路径,并尽可能的缩短了平均路径长度,不仅有效地提高了数据包投递率和网络的吞吐量,而且降低了端到端的延迟,是一种适用于对网络实时性及可靠性需求较高的应用领域的路由协议。