随着无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）技术的发展与无人机群在各领域中的应用,无人机集群系统的设计与研究受到了广大学者越来越多的关注。无人机集群系统由于受节点移动速度较快、密度稀疏、环境恶劣等因素影响,任意两架无人机之间难以做到点对点直接通信,因此会采用多跳无线路由通信技术,从而实现网络中任意无人机之间的交流,扩大了无人机任务执行区域,同时使无线网络的可靠性和抗毁性得到了增强。但多无人机自组织网系统由于与中心控制站的数据传输可能被地形或者有效通信范围所限制,与中心控制站的通信中断时有发生。针对该问题,本文在传统无人机自组网的基础上引入了软件定义网络（Software-Define Network,SDN）的思想、OpenFlow协议和控制器节点,从而降低运维难度,提升网络管理和安全等级以应对无人机群拓扑快速变化等复杂情况,通过对软件定义无人机自组网（Software-Defined UAV Ad Hoc Network,SD-UANET）与精简后适用于无人机背景的OpenFlow协议加以研究与实现,并针对其应用于无人机自组网存在的问题进行解决,以提升无人机网络性能和可用性。本文主要研究内容如下:首先,本文对SD-UANET以及OpenFlow协议的相关研究背景与国内外研究现状进行了相关介绍,同时对本文的研究与实现内容的原理与主要实现技术进行了详细阐述。其次,针对OpenFlow协议中流表主动下发机制在无人机自组网环境下存在的组播冗余、无线信道利用率不高、资源浪费以及恶化无线网络环境的问题,提出了一种高效自适应的流表组播下发机制,其中包含“流表组播下发切包重组去尾”策略与“流表源、目的地址自适应压缩”策略。通过“流表组播下发切包重组去尾”策略提高无线信道利用率与无线链路稳定并降低头部开销;通过“流表源、目的地址自适应压缩”策略对“流表组播下发切包重组去尾”策略进行优化改进,对源、目的地址进行相应的压缩与精简,进一步对流表组播包进行了压缩,降低了其产生的控制开销。然后,将简单的SD-UANET系统与精简的OpenFlow协议的软件实现分为多个模块,其中关键模块有链路感知模块、拓扑发现模块、流表计算下发模块、组网模块等,根据各个模块的实际功能进行相应的实现与设计。本软件设计与其改进机制采用Linux+C语言在Xilinx开发套件SDK 2018.2上开发实现。最后,通过5台Z7020+AD9361开发板搭建测试平台,对本软件设计的功能与改进机制的性能进行了多角度多拓扑多次的测试,测试结果表明简单SD-UANET系统与精简的OpenFlow协议各功能模块正常,与预期设计相符;而对比原机制与改进机制的性能测试结果可以发现,实际性能测试与理论性能分析基本一致,改进机制可以有效地提升无线链路稳定性,降低网络中的控制开销与平均端到端时延,较为明显地提升数据包的投递成功率和节点间吞吐量。最后,对全文所做工作进行总结,并对未来需进行的相关工作进行展望。