由于无线传感器网络中节点通信信道共享、能源有限等特点,干扰现象普遍存在,节点失效时有发生,干扰和节点失效对网络性能产生严重影响。拓扑控制技术是一种协调网络中节点间通信功率的技术,用以构建具有某些期望的全局特性(如：连通性、伸展性)的网络拓扑结构。拓扑控制技术为解决无线传感器网络中干扰和节点失效问题提供了一种新思路。本文研究在无线传感器网络中,利用拓扑控制技术构建低干扰、能够容忍节点失效的网络拓扑结构,以保障和提升网络的性能。主要工作包括：针对无线传感器网络的特点,阐述了拓扑控制的重要意义。分析了二维拓扑控制技术无法适用于三维网络的原因。从拓扑控制优化目标的角度,对已有的二维拓扑控制算法和三维拓扑控制算法进行分类,并指出这些算法存在的不足。提出一种基于图的三维干扰模型和一种分布式的三维拓扑控制算法(IRTC)。算法利用局部信息协调节点通信范围,以避免节点通信干扰。理论证明IRTC算法生成的网络拓扑结构具有连通性和能量伸展性,仿真实验表明IRTC算法显著降低了网络干扰。提出一种分布式的拓扑控制算法(LIMFS),并对该算法进行扩展,使其能够应用于三维网络。LIMFS算法基于图的干扰模型,利用变种的最小生成树算法构造网络拓扑结构。理论证明LIMFS算法生成的网络拓扑结构具有抗毁能力和能量伸展性,仿真实验表明LIMFS算法能够有效降低网络干扰。对MATLAB仿真平台进行扩展,使其能实现拓扑控制算法,为拓扑控制算法仿真提供了一种简单、可靠与通用的方法。