无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量微型传感器节点组成的多跳无线自组织网络,其拓扑生成机制及自组织演化算法作为连通与覆盖、拓扑控制、路由及定位等无线传感器网络关键技术的基础,一直受到学者们的广泛关注。现如今,利用复杂网络理论对WSN拓扑结构动态特性进行分析是现阶段该领域的热点课题。该文主要由下述三方面展开讨论:首先,介绍了无线传感器网络的研究背景及意义,现阶段的研究状况,表述了本课题的主要研究方向,并简述了复杂网络理论的几个特征度量参数及几类基本网络模型。然后重点阐述了无线传感器网络拓扑结构所具有的复杂网络特征,将复杂网络理论的相关应用引入到WSN拓扑演化研究当中。其次,基于加权无标度网络模型(Weighted Scale-free Network Model,BBV),构建了一种基于节点剩余能量的WSN加权无标度网络拓扑演化模型。通过理论推导,证明该模型的点权、边权、节点度分布均服从幂律分布,具有无标度网络的容错性并能耗均衡,同时通过仿真验证了该理论推导的正确性。最后,考虑到WSN网络中的实际现象,基于无标度网络模型构建一种新的WSN能量感知线性扩展演化模型。该模型引入能量择优增长以及链路线性补偿机制,构建出符合节点竞争和退化,链路断开和重连的WSN无标度容错拓扑。通过平均场理论对该模型的度分布进行分析,验证该模型的有效性。并在此模型的基础上通过仿真实验分析节点能量分布对WSN拓扑结构的影响。随后为解决无标度网络在面对蓄意攻击异常脆弱的问题,对此模型进行优化,构建一种强容侵性并且幂律系数可调的快速增长能量感知线性扩展WSN模型。利用仿真验证了该模型在面对蓄意攻击时具有较强的容侵性。