随着移动自组织网络技术的发展和应用领域的日益扩大,人们对于自组织网络的需求不仅仅局限于陆地运动节点间组网场景,处于高速运动中的空间飞行器也需要进行网络自组以完成特定的任务。传统自组织网络的研究主要集中在地面移动场景下,节点的运动速度通常小于200km/h。而当节点处于高速运动(运动速度大于7200km/h)时已有的研究成果并不能完全满足新场景的需求。此类高速飞行器从硬件设计到系统资源配置(计算能力、存储能力、通信能力)都不同于常见自组织网络节点,因此,研究专用的高速节点协同自组织网络系统方案就被提上日程。本论文依托课题正是基于此类需求和目标而展开的相关研究。本文首先分析了传统自组织网络的发展现状,依据自组织网络的网络分层结构对各层经典协议进行总结。在此基础之上研究节点处于高速运动场景下组网时的特殊需求,包括节点移动速度快、节点间距离远、有限带宽和动态拓扑等,并讨论现存经典协议在这些特殊条件下的工作性能。考虑到定向天线是提高自组织网络的通信距离和提高网络容量瓶颈的重要技术之一,本文在基于定向天线的理论基础之上总结现有的定向天线接入技术,提出使用定向天线作为高速自组织网络结构中的物理传输设备。另一方面,为了解决定向天线带来的定向聋节点问题,本文提出使用多接口技术与定向天线中的波束切换技术组成基本的网络框架,在此框架下使用AODV协议作为路由发现协议和TDMA作为MAC调度协议,构成了一种高速自组织网络的结构体系,该结构可以使物理层获得更高增益并在一定程度上解决聋节点问题。最后,本文在分析总结现有流行的仿真平台的基础之上,在网络仿真平台NS-2中搭建了本文提出的高速自组织网络结构体系,并设计四种节点运行场景在不同的负载下对本网络结构进行通信和组网过程的仿真。仿真结果表明,本文提出高速自组织网络结构体系能够支持高速节点的通信、节点之间的多跳传输和网络重组。