无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量传感器节点组成的部署在监测区域的分布式网络,其能够以协作的方式对网络区域内的多种目标数据进行监测、感知、采集和处理,并以自组织多跳的方式将处理后的数据发送至观察者。WSN最大的限制就是传感器节点的能量有限并不可替代。路由负责将源节点采集的数据经中继节点转发汇集至目的节点,在这个过程中会消耗大量的能量。所以,降低传感器节点的能量消耗,设计一个能够尽可能延长WSN生存周期的路由算法,对长期运行的WSN来说是最具挑战性的问题。现有的路由算法多是基于单输入单输出(Single-Input Single-Output,SISO)系统设计而成,存在传输能耗高且不可靠的缺点。随着通信技术、嵌入式技术和传感技术的发展,路由算法的设计要求能够适应更大规模的网络,并且与其他技术也要结合起来。研究表明,在相同的信噪比条件下,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)系统相比SISO系统可以提供更加可靠的通信。在WSN中引入协作MIMO技术,节点间通过协作通信可以产生分集增益,提高网络的性能和降低能耗。本文在目前已有研究的基础上,针对WSN能量有限、能耗不均衡的特点,基于协作MIMO技术,提出一种能耗均衡的协作路由算法—EBCR算法(Energy Balanced Cooperative Routing Algorithm)。该算法首先根据网络中的最优域首数目,基于虚拟网格算法,将WSN部署区域内的网络分割成域。针对虚拟网格算法在域首节点选举阶段的不足进行改进。在每个区域中选取靠近质心、剩余能量大的节点作为域首。这样,可以在保证全网均匀分域的前提下,确保域首节点均匀分布。其次,为了使协作MIMO技术能够更好的应用于WSN中,提出了能量高效的协作节点选择算法。在选择协作节点时,首先根据预设的信噪比门限范围来确定协作节点的可选集合,再综合考虑可选节点的剩余能量、信道状态和到达域首节点的距离,选择出域首节点的最优协作节点。在域间数据转发过程中,基于博弈论,提出了能耗均衡的域间路由算法,该算法综合考虑可选域首节点的剩余能量、距离汇聚节点通信跳数、能量密度、节点间通信距离等因素,构造出一个全新的效益函数,通过效益函数可以选择出受益最大的节点作为数据中继转发节点,进行数据转发。实验结果表明:EBCR算法较MIMO-LEACH算法和HEED算法在网络生存时间,能量效率,平衡网络能耗方面都有较大改善。