随着电子技术、传感器技术以及通信技术的飞速发展,以无人机为代表的高速非定向移动设备在军事和民用领域得到广泛应用。但这些应用还局限在单机系统,采用的是基站与设备直连的通信和控制模式,存在不能充分发挥无人机优势和只能在简单的应用场景中使用等问题。而具有通信能力、可相互协调和协作的多机系统具有成本低、生存能力强、任务执行效率高和军事上具有更好的隐蔽性等优势,能执行单机系统所不能执行的任务,提供更加多样化的服务。但实现机群系统首先要解决的问题是高速非定向移动节点的组网。本文深入研究了高速非定向移动节点的组网问题,为实现高速非定向移动节点的组网提出了解决方案。本文主要研究内容如下:(1)在分析和总结高速非定向移动节点组网特性和现有组网架构存在的问题的基础之上,将组网特征和分簇架构的优势相结合,提出了分簇的分级架构。该架构充分考虑了高速非定向移动节点的特征和分簇架构的优势,满足高速非定向移动节点的组网的需求。(2)针对现有分簇算法忽略节点分布特征和对移动性考虑不充分的问题,提出了基于节点分布密度的分簇算法。该算法依据节点的拓扑分布特征,选择V-图密度最大的节点作为簇首,然后周围节点根据与簇首节点的链路持续时间和相对移动性大小选择适合的簇加入。仿真结果表明该算法能够很好的适应高速、非定向节点的分簇。(3)针对FANET网络节点能量限制的问题,提出了低功耗自适应分簇算法。该算法综合考虑节点的相对移动性、节点度、剩余能量和与邻节点的链路持续时间,算法将这些参数加权得到节点的稳定性因子,然后选择稳定性因子最高的节点作为簇首,其他节点根据相对移动性和链路持续时间选择簇加入。本算法为均衡簇首负载,引入副簇首节点和网关节点概念,它们由满足特定条件的成员节点以轮询方式轮流充当。仿真结果表明该算法能够在高动态场景下有效工作,并有效的延长网络的寿命。综上所述,本文的研究工作对高速非定向节点的组网和实现具有重要指导意义。