移动自组网(MANET, Mobile Ad Hoc Network)是由无线移动节点所组成的具有任意和临时性网络拓扑的动态自组织网络系统,每个节点都可以作为主机和路由器使用。由于移动自组网的独特组织形式,固定网络和有中心无线网络的很多协议无法直接被它采用,因而需要设计专门适用于移动自组网的协议。其中,路由协议是自组网设计并研究的主要技术难点之一。移动自组网多数路由协议都以单径路由算法为基础,而且在路由选择时都是以跳数最少作为选择的标准。由于一条路径的带宽是有限的,当很多节点都选择跳数最少路径作为路由路径时,骨干节点连接繁忙,从而造成端到端时延和丢包率增大,网络拥塞。而国内外对于拥塞路由的改进,一般是在路由工作时感知MAC层链路拥塞情况,从而使路由协议在路由选择与维护时以感知参数作为判断,此方法放弃了传统路由协议跳数最少的选择标准。本课题通过对拥塞控制路由协议和跨层路由协议的研究,首先对MANET网络进行了数学描述,并通过Lagrange对偶分解及跨层设计理论对拥塞代价参数,进行了理论分析。利用理论基础,对经典AODV路由协议进行了改进,通过节点MAC层信息感知,表征出链路拥塞状态,同时将MAC层信息跨层共享,提出时延跳数积作为网络层路由选择与维护的依据,改善移动自组网传统路由协议遇到的拥塞问题,优化路由工作和网络性能。通过仿真分析对比,改进算法在性能上具有良好的表现。