以小体积、低成本、低能耗为主要特征的无线传感器网络(WSN, wireless sensor network)在军事侦查、智能交通、超市购物、物流、居家生活等方面的应用已相当普遍,在社会经济生活等领域中也占有十分重要的地位。微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力,但微型化节点自带的能量十分有限,随机分布的节点、复杂的工作环境以及亟待提高能效的调度算法等成为无线传感器网络研究的重点内容。显然,为了提高网络的鲁棒性,延长无线传感器网络的运行时间,即研究无线传感器网络的节能算法和机制的研究十分重要。为此研究者们提出了众多的解决方案,人们将MIMO(多输入多输出,Multiple-Input Multiple-Out-put)技术应用到WSN中,提出WSN协作MIMO系统,可以有效的减少网络的能耗,解决一直以来存在的问题。本文针对WSN协作MIMO系统中存在的能耗问题,深入研究了基于能耗的系统模型,路由协议以及分簇算法,并针对路由协议以及分簇算法提出了改进方案。本文的主要研究成果如下：1.针对传统簇首选取的缺陷,建议了一种基于最优簇首数以及剩余能量的簇首选取算法。在传统的分簇算法中,簇首节点是通过随机的方式来进行选取,这样导致某些节点频繁的被选为簇首节点,从而使得节点能量过早耗尽。本文建议的的分簇算法首先计算出全网所需的最优簇头数nopt,即最优分簇数,而后通过节点的剩余能量计算出一个值Q,最后选取出nopt个Q最小的节点为簇头节点。2.针对该系统中的路由协议建议了一种基于蚁群的路由算法,传统的蚁群算法是根据路径的长短来更新信息素,得到一个从起点到目的节点的最短路径来减少网络的能耗。但是MIMO系统与SISO系统不同的是,能量值与距离不成正比,因而不能仅仅根据距离的长短来更新信息素。本文的算法就是是根据簇首节点到下一跳节点的能耗进行信息更新,这样就可以寻找到一条能耗最小的通信路径,节省网络的能耗。