近年来,随着无线通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟,由低成本、低功耗、多功能的传感器节点组成的无线传感网络得到迅速发展。无线传感器网络中大量随机分布在监控区域内的传感器节点,通过无线通信的方式形成多跳自组织网络系统,在军事、灾难预警与救助、空间探测、环境和气象监测、智能家居、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。协作分集作为一种可以有效抵抗无线多径衰弱的虚拟多天线技术被融入到无线传感网络中,网络中呈冗余分布的节点可以拥有一个或多个协作伙伴。每个节点在传输本节点信息的过程中可以分时利用自身的空间信道及其协作伙伴的空间信道,从而获得一定的空间分集增益。研究表明协作分集能够大大降低自组织网络的能量消耗,基于协作通信的协作路由是一个新的研究领域。本文主要从以下几个方面进行研究：(1)针对多径衰落对无线通信的影响,介绍协作分集原理,并对协作分集实现的三大关键问题：协作伙伴选择问题、中继节点如何协作问题、中继节点何时协作问题进行详细的介绍与分析。针对无线传感网络自身特点,研究基于地理位置信息的路由协议,深入分析地理位置路由协议中的基本转发机制,通过比较几种传统的地理位置路由协议,重点阐述角度随机转发路由协议。(2)在角度随机转发路由协议和协作通信基础上,着重研究角度协作路由协议。通过对角度协作路由协议的中断概率仿真,发现节点间的距离是影响最佳中继选择的重要因素,并在ZigBee无线网络定位专业开发系统硬件平台上进行相应的实验,通过统计误码率和无线数据传输过程中数据的丢包率来验证仿真结果。(3)针对角度随机转发路由选择过程中距离对最佳中继选择的影响,对角度随机转发路由协议中继节点选择算法进行改进,在角度随机转发路由协议最佳中继竞争的评判标准基础上引入节点间距离因素,将角度随机转发路由与贪婪边界无状态路由相结合,给出改进中继选择算法,在相同角度信息下使用贪婪算法建立路由。(4)通过NS2网络仿真分析比较改进中继选择算法和角度随机转发路由选择算法的性能,并采用通信丢包率统计实验验证仿真结果。RSSI测距实验进一步验证RSSI测距是获得节点间相对位置信息的有效方法。所进行的仿真与硬件实验结果表明,改进中继选择算法具有较好的网络性能。