无线传感器网络由大量具有通信与计算能力的传感器节点自组织构成,可用于实时监测、感知和采集目标对象的信息。随着近年来传感技术、无线通信技术和微机电系统技术的不断发展,无线传感器网络日趋发展成熟,被应用到越来越多的领域。水下无线传感器网络作为传感器网络在水下环境中的一种延伸,能够广泛地应用于水环境监测、海洋信息收集、海洋资源探测、沿海地区防御、军事入侵检测、辅助导航等众多水下场景,在水体监测和开发中发挥着重要的作用,受到了国内外研究机构和政府部门的广泛关注,相关研究人员进行了大量的研究工作,积极推动着水下无线传感器网络的技术发展和实际应用。水下无线传感器网络的网络拓扑是上层协议的运行平台,拓扑结构的优化可以提高路由协议的效率,还能为数据融合、时间同步、目标定位和移动管理等提供技术支撑,对延长网络的生命周期也有较大的影响。水下环境复杂多变,水流和海风等因素会加剧水下通信的干扰,引发连通受损和节点失效,因此高效的拓扑控制技术至关重要。本文在分析了现有的无线传感器网络拓扑控制技术的基础上,基于水下传感器节点能量有限性和节点自组织的情况,提出了基于博弈论的水下无线传感器网络拓扑连通方法和拓扑覆盖方法。首先提出了一个基于非合作博弈的拓扑控制及路由转发方法,通过制定节点之间的有效数据转发策略来优化网络结构,均衡节点能量。然后提出了一个基于顺序博弈的覆盖控制方法,通过节点感知功率的控制在完成目标区域覆盖的同时减少节点能耗,延长网络的生存时间。最后本文对所提出的算法进行了理论分析和实验仿真,理论分析与仿真结果表明,本文所提出的拓扑控制方法在保证网络拓扑有效性的同时可以降低传感器节点的能耗,均衡网络中节点的能量。本文以水下无线传感器网络为背景,针对水下环境和水下传感器节点的特性,研究了水下无线传感器网络拓扑控制问题,所提出的水下无线传感器网络拓扑连通算法和拓扑覆盖算法能够有效地优化网络的拓扑结构,均衡网络中节点的能量,延长网络的生命周期,适用于各种水下应用场景,并且能够针对各种场景的不同需求进行调整适应,可以为水下无线传感器网络的应用推广起到积极的参考意义。