Der aktuelle wie auch zukünftiger Bedarf an mobiler und sozialer Kommunikation erfordert ein Umdenken bei der Entwicklung drahtloser Kommunikation. Die gängigen Ansätze, welche sich auf die Optimierung der Radioschnittstellen fokussieren, werden nicht mit den ständig steigenden Nutzeranforderungen skalieren. Das Internet der Zukunft erfordert ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, das sich nahtlos an wechselnde Umgebungs- und Serviceanforderungen anpassen kann. Insbesondere die Güteanforderungen von Diensten, welche durch die Nachfrage der Benutzer und die wachsende Vielfalt der Benutzerendgeräte getrieben werden, stellen eine große Herausforderung in Bezug auf die Verteilung von Inhalten dar. In dieser Arbeit wird die Verbesserung der drahtlosen Kommunikation unter Berücksichtigung von vier Hauptaspekten erforscht: Der erste Aspekt ist der Aufbau einer Multi-Layer-Lösung anstelle einer herkömmlichen Single-Layer-Lösung, um einen höheren Durchsatz zu erreichen. Hier werden die physikalische Schicht, die Medienzugriffsschicht und die Netzwerkschicht gemeinsam untersucht, um die Möglichkeiten aller drei Schichten zu nutzen. So wird ein einheitliches graph-basiertes Modell formuliert, um die verfügbaren Mechanismen auf den unteren drei Schichten gemeinsam zu betrachten. Der zweite Aspekt ist der Entwurf eines drahtlosen Multihop-Netzwerks, das mit ansteigender Anzahl von mobilen Geräten skalieren kann. Einerseits steigt die Anzahl der mobilen Geräte immer weiter an und damit auch die Dichte der mobilen Geräte in einem gegebenen Netzwerk. Auf der anderen Seite werden die Anforderungen und Fähigkeiten der mobilen Geräte immer vielfältiger und damit wächst die Heterogenität in einem drahtlosen Netzwerk. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass drahtlose Multihop-Netzwerke zukunftssicherer sind als drahtlose zellulare Netzwerke, die aus mehreren Basisstationen bestehen. Daher konzentriert sich diese Arbeit auf drahtlose Multihop-Szenarien, bei denen mehrere drahtlose Geräte das Netzwerk bilden und die Kommunikation zwischen ihnen über mehrere Zwischenstationen erfolgt. Der dritte Aspekt ist die Berücksichtigung der unterschiedlichen Anforderungen und Fähigkeiten der Applikationen. Die Vielzahl von Applikationen, die in drahtlosen Netzwerken eingesetzt werden, bringen unterschiedliche Anforderungen, z.B. an die Bandbreite, und Fähigkeiten, z.B. die Anpassung der Videoqualität, mit sich. Die Berücksichtigung dieser Anforderungen und Fähigkeiten zusätzlich zu einer Multi-Layer-Lösung kann die Leistungsfähigkeit der Netzwerke weiter steigern. In dieser Arbeit werden die Anforderungen und Fähigkeiten von adaptivem Videostreaming in ein transitionsfähiges, schichtenübergreifendes Optimierungsrahmenwerk integriert. Genauer gesagt, werden skalierbare Videocodierung und dynamisches adaptives Streaming über HTTP in das oben genannte Rahmenwerk integriert. Das neuartige transitionsfähige, schichtenübergreifende Optimierungsrahmenwerk passt Netzwerkunterstützungsstrukturen auf der Netzwerkschicht an, führt eine Ressourcenallokationen auf der Medienzugriffsschicht durch, schaltet zwischen Kommunikationstypen auf der physikalischen Schicht um und berücksichtigt die Fähigkeiten und Anforderungen von Anwendungen, z.B. von adaptivem Videostreaming, auf der Applikationsschicht. Der vierte Aspekt ist die Nutzung der Aggregation verteilter Inhalte. Hier werden Inhalte über das gesamte Netzwerk zwischengespeichert und können dann aggregiert werden, um von Benutzern im Netzwerk konsumiert zu werden. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass vielversprechende Gewinne erzielt werden können, wenn Inhalte auf mobilen Geräten zwischengespeichert werden, allerdings meist für konventionelle drahtlose Netzwerke. Daher wird in dieser Arbeit die Auswirkung mobiler Zwischenspeicher untersucht, in denen beliebte Inhalte zwischengespeichert und über mehrere Geräte im Netzwerk aggregiert werden. Im Detail wird das transitionsfähige, schichtenübergreifende Optimierungsrahmenwerk für das Aggregieren verteilter Inhalte vorgestellt, das sowohl bereits auf mobilen Geräten zwischengespeicherte Inhalte als auch das Umschalten zwischen Mechanismen auf der physikalischen Schicht und der Netzwerkschicht nutzt, um die Inhalte unter wechselnden Netzwerkbedingungen optimal an alle Ziele zu liefern.