随着车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)的相关研究不断深入,当前存在两个问题会严重影响VANET的通信性能:一是现有网络架构和节点功能不能满足当前车载网络功能快速迭代的需求;二是当前控制信道接入机制不能保证无线节点之间的可靠通信。针对上述问题,本文结合软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术设计了一种VANET网络架构,改善现有网络架构不足,基于上述架构设计一种控制信道接入机制,保证无线节点之间的可靠高效通信,最后基于开源软件实现文中提出的网络架构。论文主要工作如下:(1)针对当前VANET没有集中控制架构、节点功能封闭和软硬件高度耦合的问题,设计一种基于SDN的VANET系统,通过重构无线节点,将网络功能控制方式从底层驱动抽象为上层可编程接口,提升节点可编程性。在控制器中部署管理策略对网络节点状态进行管理,基于南北向接口等控制通道,应用层无需关心下层节点具体实现即可实现业务策略的灵活部署。(2)针对现有载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)、时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)等接入机制消息传输冲突率高和信道利用率低的问题,设计一种集中式控制信道接入方案,使用TDMA传输固定频率信息,使用CSMA/CA传输随机数据,降低接入冲突率。进而根据车辆的移动特征进行合并冲突检测和时隙分配,通过时隙冲突预测算法在降低冲突概率的同时提升信道利用率。仿真结果表明,本文提出接入机制的丢包率和吞吐量性能均优于对比方案。(3)基于ath9k和Openwrt等开源软件,开发基于SDN的VANET原型系统,测试表明系统性能符合车辆无线环境接入协议标准。基于原型系统验证提出的接入机制,测试结果表明接入机制和原型系统可编程能力性能良好。