协作传输因简单、高效等优点广泛使用在无线传感网中,以提升系统传输可靠性。传统以电池供能的无线传感网中,传感器节点电池能量耗尽时将无法正常工作从而退出网络,影响网络传输性能。能量收集技术从周围环境中收集能量,如太阳能、风能、振动能、电磁能等,为无线传感器节点提供能量,有望解决节点的持续供能问题。而其中应用面较广的太阳能收集技术受阳光辐照度影响较大,分布于不同区域的传感器节点收集的能量可能严重不均衡,这将导致能量匮乏的节点难以完成监测与传输任务。例如,在协作传输的无线传感网中,若执行转发任务的中继节点收集不到充足的能量,则不能成功转发数据包至目的节点,数据传输将会中断,传输可靠性将会降低。基于此,本文针对无线协作传感网中能量收集不均衡问题,提出了基于能量互助的协作传输方案,在拥有不同资源的节点间实施能量和数据协作,并在由太阳能、RF能量和可充电电池混合供能的网络中提出了富余能量主动分享策略,以提升系统的传输可靠性和能量利用效率。主要研究内容如下:1.针对无线协作传感网中能量收集不均衡问题,提出基于能量互助的协助传输方法,在中继节点间实施能量合作和数据协作,来提高数据传输可靠性。在源节点直接传输失败,且转发有效集中节点的能量都不足够时,开启中继节点间的能量和数据协作。转发有效集中的节点顺序广播能量不足帧NEE,建立各转发中继节点的能量供应集。在最佳转发中继和最优供能中继的选择过程中,考虑转发中继和其供能中继间的信道、距离等因素,提出了三种中继对选择策略,同时选出最优供能中继和最佳转发中继;最优供能中继采用射频方式向最佳转发中继传输所需的能量,最佳转发中继获得充足能量后,将监听到的数据转发给目标节点。为验证所提方法的性能,推导在能量合作和数据协作时系统的中断概率,得出了中断概率的解析表达式。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。2.针对混合供能的无线传感网中电池容量有限和能量收集不均衡问题,研究了混合能源供应下协作网络中的能量管理和分配方法,提出了富余能量主动分享策略,来提升网络的能量利用效率。由于节点的电池容量有限,若节点收集的能量超过电池最大容量,多余的能量无法存储,就会浪费。富余能量主动分享策略使能量收集过剩的节点主动分享多余的能量给其他需要能量的节点,避免了能量的浪费,有效改善网络能量配置,提高了能量利用效率。为确定能量分享集中各节点接收的能量最优值,以系统吞吐量最大为目标,构建了能量分享过程中最优能量分配函数,并运用拉格朗日乘子法求解出了能量分享中分配给各接收节点的最优发射功率。仿真对比分析了本文所提能量分享策略、平均能量分配策略和无能量合作策略下系统的中断概率和能量利用率。