随着近几年无线通信的迅猛发展和WSN所带来的巨大应用价值，网络规模的日益扩大已成为无线自组织网络的必然发展，如何以节省能耗来实现最大化网络生命周期对WSN设计起着至关重要的作用。MIMO是一种多输入多输出结构形式，能通过网络的冗余，以单天线选择簇头节点并在成簇的机制过程中形成虚拟阵列，在增加信道能耗和节能问题进行了分析，论述了MIMO技术在WSN中的应用的优势和场容量的同时，能显著地降低通信传输能耗。结合MIMO技术对WSN分层路由协议进行了研究。在簇头节点向Sink节点进行有效的数据传输过程中，针对传统HEED协议中只采用单跳通信或只采用多跳通信一种通信方式，造成了簇头节点与基站间无线通信能量损耗过大的弊端，提出了基于HEED协议的单跳与多跳传输相结合M-HEED（Mixture-HEED）混合传输路由协议。该协议依据最短平均路径和最大聚类程度的特性，改单一传输方式为混合传输方式，有效地延长了数据传输时间，避免了每一轮因为距离造成的通信损耗。在簇群间协作节点的选择阶段，构建了一种基于MIMO的路由协作节点选择策略。该策略从降低能耗的角度出发提出的MM-HEED算法主要是依据设定的距离、簇群内传感器节点的剩余能量以及传感器节点在簇群内的通信代价进行综合考虑，选取出所划分区域中协作节点。网络节点间通信采用协作的方式进行数据传输，并以此为依据确立源节点到目的节点间的最优路径，从而实现提高无线传感器网络的能效性和延长网络寿命的目的。实验仿真结果表明，该算法在数据包传输量、网络负载均衡以及网络能耗等方面的性能都要优于HEED和MIMO-LEACH性能，从而延长了网络的整体使用寿命。