由于移动无线传感器网络通常都是处于动态的网络环境,以及网络中存在节点移动、新节点加入、节点失效、节点退出等因素,使得网络拓扑通常都是处于动态变化之中,而动态变化的网络拓扑会导致部分节点间通信链路频繁的中断与建立,这种情形不仅会增大通信开销,也会加速节点的能量消耗。因此,如何有效地维护网络拓扑结构是移动无线传感器网络近年来研究的热点。本文首先概述了课题的研究背景与意义,简要介绍了移动无线传感器网络的概念、特点、应用等,并对当前的移动无线传感网络拓扑维护算法进行了分类,详细分析了其中一些典型算法。然后,本文对NAPC算法原理及存在的问题进行深入研究,提出了基于功率自适应的拓扑维护算法(Power Adaptive based Topology Maintenance Algorithm,PATMA)。该算法主要包含以下三个机制:基于节点能耗模型的中继节点选择机制,该机制利用节点能耗模型,用节点间发送单位比特数据包所消耗的能量大小关系作为选择中继节点的条件,以改善网络整体节能效果。功率自适应调整预判机制,该机制首先查看转发集中是否存在备用节点,若存在,则直接替换原中继节点;反之,则启动预判过程,节点根据预判结果自适应调整发射功率的大小;基于事件触发的维护机制,该机制将引起拓扑变化的因素进行分类,然后设置Join事件和Break事件,网络中的节点检测到的事件触发相应的维护策略。仿真结果表明,与NAPC算法和XTC算法相比,PATMA算法在节点平均发射功率、丢包率、链路平均修复时间以及网络中存活的节点数等性能指标方面具有显著改善。接着,本文对分簇算法和拓扑维护算法的一般步骤进行分析和比较,分析了FDRC算法存在的问题,并提出了基于加权分簇的拓扑维护算法(Weighted Clustering based Topology Maintenance Algorithm,WCTMA)。该算法的核心思想是基于节点的移动性和剩余能量计算节点权重值,根据节点权重值的大小对网络进行分簇,并设计了用于拓扑维护的控制消息,节点根据彼此间控制消息是否正常接收判断网络拓扑是否变化,并根据节点移动、新节点加入网络等引起拓扑发生变化的不同因素,具体设计了簇内拓扑维护策略和簇间拓扑维护策略。仿真结果表明,与FDRC算法相比WCTMA算法在节点平均剩余能量、分组投递成功率以及网络生命周期等性能指标方面具有显著改善。最后,对全文的工作进行了总结,并指出了移动无线传感器网络拓扑维护算法未来的研究方向。