无线传感器网络是由大量具有感知、数据处理和通信能力的微型传感器,通过自组织形式构成的网络。通过节点间的分工协作,无线传感器网络可以实时监测、感知和传输网络分布区域内的各种环境或监测对象信息,极大地提高了传感器的监测面积和性能,被广泛地应用于国防、环境、医疗、救灾等各领域。然而,传感器节点的能量非常有限,其中无线传输的能耗占了节点能耗的主要部分。因此如何进行传感器网络的传输功率控制,以低的能耗保证网络数据传输性能就成为了传感器网络中的关键问题。NUM(Network Utility Maximization,网络效用最大化)作为系统地分析网络体系结构的有效工具,可以得到复杂度不高、稳定的分布式资源控制算法,适合用于设计无线传感器网络的功率控制算法。本文首先提出了无线传感器网络功率控制所需要满足的要求,然后详细地介绍了NUM方法的基本思想和模型、发展过程以及研究现状。在分析了基于NUM的传感器网络相关研究后,作者提出了本文的无线传感器网络NUM模型。该模型的创新之处在于用发送功率的凸函数作为度量效用的指标之一,这个模型更加贴切地反映了传感器网络节点能量受限、节点发送能量变化范围狭窄的特点。本文采用了对偶分解的方法求解提出的NUM模型,得到了分布式功率与速率联合控制算法。该算法考虑了传感器网络传输层和物理层之间的协作,能够在满足一定生存周期的要求下,协调各个节点的传输功率和数据发送速率,达到全网效用最大。最后本文给出了一个具体的拓扑和效用函数形式进行数值仿真实验,验证了提出算法的收敛性,并对相关研究与本文研究成果进行了比较,表明了本文研究的特点,并对无线传感器网络的设计提出了一些定性分析结论。