无线传感器网络(WSN)是一门新兴的无线通信研究领域，由于大量分布的传感器节点能够通过无线的方式相连，并对分布区域内的事件进行实时监测，因而实用化的WSN将能够在众多领域得到应用。然后由于传感器节点众多且其电池不可更替，因而最小化WSN工作能耗成为了该领域研究的焦点问题。 协作分集技术是可以应用于WSN物理层以改善其网络能耗的一种有效手段，它的原理是将部分节点集结成簇，然后以簇为单位进行通信。通过簇内节点间的相互协作，每个簇可视为虚拟的多天线系统，通过应用MIMO技术获取分集或复用增益，可增强网络的抗衰落性能，降低网络的工作能耗。 目前这一领域的研究价值已经得到人们的普遍认可，但由于研究尚处于起步阶段，因而并没有形成标准化的协作WSN工作架构。已有的研究针对各种细节问题提出了众多合理的思想，然而尚未形成一种综合全面考虑的框架，以作为后续研究的基础。 针对这一问题，本文试图构建一个合理的工作架构，这一架构是基于已有大量研究的基础上，并加入了新的考虑因素(如空时编码速率对网络能耗的影响等)而得到的。基于这一研究平台，本文将如何最优化地设计网络工作参数以使得协作WSN能够最小化工作能耗作为研究的切入点。 为了完成这一课题，本文首先通过已有的架构思想引申出本文的研究对象并对其进行详细描述；其次对这一架构的合理性进行验证，理想情况下的理论分析表明本文定义的架构具有巨大的节能增益；最后为了保证在实际工作条件下也具有类似的节能增益，本文以最小化网络中断概率作为目标提出了一个四变量最优化问题，并最终通过变量分步求解的思想得到了这一最优化问题的数值最优解及高信噪比条件下的近似解，形成一种多参数优化策略思想。本文的仿真结果说明了这一策略的有效性，随着信道状况的恶化，协作WSN可以节省90％以上的能量。此外还揭示了簇结构选择、调制方式选择及地形因素影响等与能耗之间的规律，对协作WSN工作协议设计而言有一定的指导意义。