信息化时代的今天,人们的生活朝着智能化方向高速发展,无线传感器网络因此受到了广泛关注和应用。无线传感器网络是由多节点构成的自组织网络系统,节点的能量供给一般是受限的。为了节省自身能耗,节点希望尽量减小自己的传输功率,而不愿和其他节点合作转发数据。节点的这种自利行为会导致网络的整体性能变差。如何通过有效的拓扑控制技术促进节点间的协作,均衡网络能耗,延长网络的生命周期,是本文的主要研究内容。对于平面型的网络拓扑,论文提出了一种基于能量均衡的多节点协同博弈拓扑控制算法。该算法将各节点的功率控制问题抽象为顺序潜在博弈模型,通过设计合理的效用函数有效促进了节点间的合作。在设计效用函数时,算法综合考虑了节点的当前剩余能量、节点的邻节点数、节点当前发射功率及邻居节点的最大剩余能量多方面因素,节点根据最佳响应策略自适应调整功率,最终网络收敛到最佳功率控制平衡点。仿真结果表明,基于能量均衡的多节点协同博弈拓扑控制算法可以动态优化网络的拓扑结构,显著延长了网络拓扑的生存时间。对于分簇网络拓扑,论文提出了一种基于协同组网的多节点分簇能量均衡控制算法。该算法沿用LEACH算法的周期性轮换簇首机制,在竞选簇首节点时考虑了节点的剩余能量和邻节点到自身的平均传输路径损耗,使簇首竞选规则更为合理。簇形成之后,为均衡距离汇聚节点较远的簇首节点的能耗,算法建立了多层拓扑结构,根据协同节点的选取机制为簇首节点寻找最佳协同节点,让协同节点协助簇首进行多跳数据传输。仿真结果表明,该算法能有效均衡网络能耗,延长网络的生命周期,同时也提高了网络吞吐量。