飞行自组织网络（Flying Ad hoc Network,FANET）具有部署方便、灵活性强、功能多样和成本低廉等优点,被广泛应用于军事和民用领域。然而,FANET具有的无线自组织、节点能量受限以及拓扑高动态等特点,使得目前广泛应用于其中的三维贪婪周边无状态路由（3-Dimensional Greedy Perimeter Stateless Routing,3DGPSR）存在路由空洞、网络生存时间受限、丢包率高等问题。近年来新兴的软件定义网络（Software Defined Network,SDN）通过控制平面与数据平面分离、可编程自定义、集中控制的方式,为解决FANET的路由空洞提供了一种可行的解决方案。因此,本文将SDN架构引入到FANET中,重点针对SDN-FANET路由中的低开销控制、能量均衡、节点运动预测等关键技术开展研究。具体工作如下:1.针对传统集中式SDN架构下FANET路由控制开销大的问题,本文提出了一种基于混合SDN架构的FANET分段式路由。首先,为无人机之间以及控制器与无人机之间设计了统一的网络信息更新与维护的方式,以减少不必要的信息交互对带宽的占用。然后,基于分段源路由的数据转发方式,设计了一种SDN-FANET混合路由。其中,SDN控制器根据网络全局信息进行基于能量均衡的段间路径计算,无人机本身搭载3DGPSR路由算法进行段内路径计算,在完成数据流转发路径灵活控制的同时减少了控制开销。最后,基于OPNET软件搭建了SDN-FANET仿真模型,仿真结果表明本文所提的SDN-FANET分段式混合路由能够有效降低端到端时延、提升数据包投递率,并在一定程度上延长网络生存时间。2.在上述工作的基础上,针对FANET中节点高速运动所带来的丢包率高的问题,本文提出了一种基于自适应扩展卡尔曼预测的SDN-FANET分段式混合路由增强方法。首先建立了无人机高机动性运动模型。在此基础上利用自适应扩展卡尔曼预测算法对无人机的三维运动进行跟踪和预测,以获得无人机的实时位置信息。此外,SDN控制器利用预测结果进行路径的准确计算,以实现SDN-FANET分段式混合路由的增强设计。基于OPNET的仿真结果表明,增强后的SDN-FANET分段式混合路由比原方案展现出了更高的数据包投递率以及更为稳定的端到端时延性能。