无线传感器网络(WSN)是由大量的传感器节点通过无线通信方式自组织构成的网络,一般部署在环境复杂的地区,节点携带的电池能量有限且难以更换,节能成为无线传感器网络的首要问题。把基于多输入多输出(MIMO)的协作分集技术应用到WSN中,可以有效地降低网络能耗。首先对WSN和MIMO系统的特点进行了概括,分析了MIMO技术中STBC和V-BLAST两种系统的编译码算法,给出了MIMO技术和WSN的结合方法。然后重点研究了基于STBC的协作分集技术在WSN中的应用。提出了收端分集协作和STBC协作的系统模型,通过分析每个传感器节点的电路能耗和传输能耗,分别得到了两种协作方式下网络的总能耗。通过研究接收端协作节点个数变化对网络总能耗的影响,得到了两种协作方式在不同长途传输距离下的最优协作节点个数。研究表明,最优协作节点个数随长途传输距离的增大而增加,优化后的收端分集协作总比传统的无协作方式能耗要低,而当传输距离大于一个门限值时,优化后的STBC协作优于收端分集协作。最后通过分析QAM调制阶数对本地通信和长途通信网络能耗的影响,联合优化调制阶数和接收端协作节点个数,得到了不同长途传输距离下的最优协作传输方案。研究表明,长途传输距离较大时,相比无协作方式,最优STBC协作能够节省90%以上的能量。