随着电子技术、传感器技术以及通信技术的快速发展,无人机通信快速兴起并趋于网络化发展,无人机自组网随之出现。无人机集群是未来战场上无人机应用的必然趋势,为无人机自组网赋予了超密集部署的新特征,称之为超密集无人机自组网。超密集无人机自组网中,UAV节点高动态移动、超密集部署、立体化分布、网络拓扑和链路频变、无中心分布式等特征导致集中式资源管理策略无法应用,而传统的分布式资源管理策略开销较大导致资源利用率低,不能较好的适应复杂的超密集无人机自组网。因此,有必要研究超密集无人机自组网中低开销的高效资源管理策略。除此之外,路由协议设计作为无人机自组网中的关键问题之一,对网络的稳定性和通信效率有很大影响。现有路由协议无法满足超密集无人机自组网节点高动态、拓扑和链路频变带来的路由协议性能挑战,因此,有必要研究适用于超密集无人机自组网的路由协议。为了解决上述资源管理和路由协议存在的问题,本文主要对跨层设计方法、平均场博弈以及无人机自组网路由协议进行了深入的研究。本文主要研究内容如下:(1)无人机自组网、跨层设计方法、平均场博弈的基本理论。主要对无人机自组网特征和挑战、无人机自组网资源管理特点、目标和关键问题进行了讨论。除此之外,对无人机自组网现有路由协议进行分类总结,并对其进行无人机自组网适用性分析。(2)无人机自组网资源管理技术和路由协议。针对无人机自组网资源管理存在的问题和挑战,基于跨层设计方法、平均场博弈理论,联合考虑物理层功率资源、MAC层频率资源、网络层路由资源,提出了一种跨层资源管理方法,并通过问题分解简化原问题求解。与此同时,研究了DSR路由协议的基本原理,分析了DSR协议在无人机自组网中应用存在的问题。基于跨层资源管理策略,提出一种基于链路质量的DSR路由协议改进方案。(3)MATLAB无人机自组网仿真通信平台。针对提出的跨层资源管理策略及DSR路由改进协议,利用MATLAB搭建集物理层、MAC层、网络层路由功能于一体的离散时间仿真环境,对所提资源管理算法和DSR路由改进算法进行了仿真验证。仿真表明,在高移动、超密集部署的无人机自组网中,改善后的路由协议能够有效的提升数据包交付率,并减少端到端时延,降低网络丢包率。