无线传感器网络是由一组带有无线收发设备的传感器节点组成的多跳的临时性无中心网络,可以在任何时刻、任何地点、快速的构建起一个移动通信网络,并且不需要现有网络基础设施的支持。一个典型的传感器节点一般由传感系统、处理系统、无线通信系统和能源设备构成。传感系统用来获取周围环境中的数据；处理系统用于本地数据处理和存储；无线通信系统用来进行数据传输；能源设备则用于提供系统完成任务所需要的能量。在无线传感器网络中,节点不仅要负责通信任务,同时还要担当路由功能。而基于洪泛的路由机制会引起广播风暴问题,这将消耗大量的网络资源。由于网络拓扑结构动态变化性、多跳通信特性和资源的有限性,合理的路由设计成了一个挑战性的问题。对此,许多学者提出了构造虚拟骨干网,将网络分级来实现网络的稳定性和高效性。通过在无线传感器网络中构造虚拟骨干网即可将网络中节点进行分级,而这一过程正是图论中连通控制集理论的一个应用。可以将路由简化到由最小连通控制集构造成的虚拟骨干网中去。信息由源节点出发,沿着连通控制集中的节点传递到离目的节点最近的控制节点,最终到达目的节点。本文以连通控制集作为研究问题的理论基础,对传统的构造连通控制集的方法进行了深入研究,并在现有算法的基础上提出了一个改进最小连通控制集算法,该算法首先构造一个极大独立集,在此基础上利用两跳局部网络信息选择连通点,形成连通控制集。对于构造连通控制集的算法,有以下四个方面的因素度量算法的性能：近似比、局部性、时间复杂度和消息复杂度、以及稳定性。理论和仿真实验都表明,本文所提出的改进的算法与现有的算法相比,能得到一个更小的虚拟骨干网,即有更小的近似比6.906。近年来,为了适应无线网络的复杂环境,具有更好容错性,更强健壮性的k-连通m-控制集问题及其构造算法也相继出现。但是,大多数构造算法在面临网络中节点的移动时都要重新构造kmCDS,这无疑增加了开销。基于此本文还给出了一个移动情况下k-连通m-控制集的维护算法。在由现有算法构造出kmCDS骨干网的无线网络中,当节点移动时,可用该算法局部的对kmCDS加以维护。