无线传感器网络是信息获取的有力工具和手段,其以低成本、自组织、动态拓扑、易于部署以及高灵活性等特点,成为了21世纪最具有影响的新技术之一,在国防安全、环境检测、医疗护理、智能交通、智能家居和反恐抗灾等领域有着广阔的应用前景。但无线传感器网络通常通过电池供电,能量的利用就显得尤为重要。对于能量有限的无线传感器网络,如何降低网络能耗是无线传感器网络研究的重点之一。本文首先对无线传感器网络的背景、研究现状以及协作技术的研究现状进行了概述,引出了本文的研究内容及意义。然后对无线传感器网络的组成结构、特点等进行了介绍,同时对协作技术以及协作MIMO技术的基本模型及现阶段常用方法进行了阐述。协作传输可以实现无线传感器网络的低能耗需求,但大多数研究只考虑了多中继单跳的方案,导致传输距离较长时,节能效果并不明显。针对这一问题,该文研究了中继链路数及跳数对无线传感器网络能耗性能的影响。通过推导多中继多跳传输方案目标模型的中断概率,得到源节点所需最小发射功率。进而以能耗最小化为准则,计算出最优中继链路数,达到最小化每比特能量消耗的目的。本文还针对无线传感器网络通信距离较长时,无线传感器点到点的传输方案会导致能量消耗过快的问题进行了研究,建立了多跳协作MIMO的能量模型,分析比较了协作节点个数及协作跳数对无线传感器网络能耗性能的影响。基于该多跳协作MIMO的能耗模型,利用粒子群优化算法计算出最佳的协作节点个数以及跳数,达到最小化能耗的目的。