无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中节点能量受限,因应用环境的限制难以补充能量,因此如何减少传感器节点工作时的能耗,改善节能效果、提高能量效率成为了无线传感器网络的研究重点。在现有的硬件技术条件下,减少传感器节点工作时的能耗主要从两方面入手:改变通信方式和减少通信数据。虚拟多入多出技术(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信利用多个单天线节点的相互协作完成信息的发送和接收,实现低能耗的可靠通信,成为了无线传感器网络的有效节能技术。分布式信源编码(Distributed Source Coding,DSC)对相邻节点采集到的高相关数据进行压缩,减少传输数据的长度,提高了无线传感器网络的能量效率。本文针对虚拟MIMO通信和分布式信源编码在无线传感器网络中的应用进行了深入的研究。首先,本文对现有虚拟MIMO通信策略的原理和特点进行了研究,建立了虚拟MIMO通信的能耗模型;在此基础上,提出了一种基于协作组的虚拟MIMO通信策略,称为GCMIMO。协作组由相邻信源节点组成,可以采用虚拟MIMO通信直接发送数据。利用协作组对簇内通信过程进行优化,取消了簇头对信源节点数据的收集过程,减少了信源数据的转发次数。其次,本文分析了DSC对虚拟MIMO通信的影响,总结了虚拟MIMO与DSC结合存在的问题;在此基础上,将基于低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)的对称DSC和GCMIMO结合提出了DSC-MIMO。利用DSC对协作组内信源节点的高相关数据进行压缩,减少了簇内通信和簇间通信的数据的长度。最后,本文利用Matlab建立了仿真平台,对GCMIMO和DSC-MIMO的能耗进行了仿真分析。仿真结果表明GCMIMO和DSC-MIMO能够降低无线传感器网络的通信能耗,具有良好的节能效果。