无线传感器网络是由大量节点组成的特殊的无线网络,它实现了复杂环境下的数据感测、收集与分析等功能。无线传感器网络中的节点具有体积小、计算能力有限、依靠无线电波通讯、电池供电等特点,这些特性决定了无线传感器网络要在具体环境中以最优的方式工作,还有许多亟待解决的问题。作为无线传感器网络优化的方法,拓扑控制旨在降低介质访问冲突,限制节点的邻居数目和减少每次通讯消耗的能量,并最终从整体上改善网络的扩展性、生命期、能源效率和并发通讯能力等。调整节点信号发射功率和规划节点的睡眠是拓扑控制中的主要方法。本文分析了拓扑控制在协议栈中的位置及与其它协议的关系。通过引入概率性的链路模型和链路质量估计的非确定性,提出了一种利用体现信号接收功率的RSSI信息的拓扑控制算法LQA-TC。在本文所描述的研究模型下,LQA-TC算法能够保证网络的连通性,链路的对称性,适当的平均邻居度数,并能够改进网络能源效率和平均干扰度数等。在此基础上,提出了针对网络生命期的改进方法LBA-TC。该方法通过考虑拓扑控制可能带来节点间的转发负载的差别,利用节点的剩余电量信息或保证最低邻居数目,进一步延长了拓扑控制下的网络生命期。论文对所提出的各种算法进行了仿真实验,分析了算法中各种参数对于评价指标的影响,并与其它算法进行了比较。仿真结果表明,LQA-TC在有限提高网络中节点平均度数的同时,降低了节点的平均干扰度数和网络的路径能量消耗,LBA-TC算法则在设置有效存活节点比例高于90%的条件下,明显延长了网络的生命期。