大规模的网络部署、自组织的组网方式、能量有限的网络节点、动态变化的无线信道以及各种类型的流量模型和数据收集方式是传感器网络的固有特性。这些特性在实现网络功能的同时，也会影响到网络的整体性能。目前，对传感器网络的研究和应用引起了国内外学术界高度重视。特别是在大规模部署的传感器网络中，如何设计专用的算法和协议来更好地节省能量、提高网络整体性能已经成为研究的热点问题。本文围绕这一主题，在一些与节能和提高网络性能密切相关的算法和协议方面展开研究。 本论文的主要工作和创新性成果包括： (1)基于邻近传感器节点事件检测的空间相关性，提出了一种能量优化的传感器网络MAC协议在对能量优化的传感器网络MAC协议研究方面，综述了目前国内外在随机竞争模式方面所做的主要研究工作。论文基于现有研究成果，结合节点监测数据的质量以及数据之间存在的空间相关性，在代表节点的筛选策略方面开展研究，提出了一种满足服务质量要求、能量优化的传感器网络随机竞争MAC协议。该协议根据监测数据的质量赋予节点在接入共享信道时的不同优先权，同时抑制低质量监测数据的发送。从而在满足服务质量要求的前提下，通过尽可能地降低网络通信量来延长网络生命周期。 (2)综合空间相关性与混合MAC协议设计，提出了一种能量优化的传感器网络混合MAC协议研究发现，在事件感知区域的不同信噪比子区域采取不同MAC机制能提高对源信号重建的性能。论文综述了目前国内外在混合MAC协议设计方面所做的主要研究工作。在基于空间相关性MAC协议的工作基础上，结合上述研究成果，提出了一种混合MAC协议。该协议将整个事件感知区域划分为三个子区域，每个子区域采用不同的信道接入方式。其设计思想也是希望尽可能地减少需要发送监测数据的节点数量，以达到降低能耗的目的。 (3)在对运动单点信号源的估计过程中综合考虑信号采样的空间相关性因素，提出了一种能量优化的运动单点信号源重建算法在信号处理领域，通过数据采样来估计原始信号的一组参数值是一个经典问题。现有对移动信号源的估计算法大都没有综合考虑采样之间存在的空间相关性，而目前基于空间相关性的研究成果往往难以扩展到移动信号源的环境。论文针对现有工作的不足，提出了一种基于空间相关性、能量优化的运动单点信号重建算法。该算法通过运动预测以及确定需要发送监测数据的最佳距离来降低网络通信量。 (4)针对事件驱动的传感器网络应用，提出了一种基于运动汇聚节点的能量保护策略在事件驱动类型的传感器网络应用中，位于事件感知区域之外的节点的能量主要耗费在数据转发上。直观而言，汇聚节点离事件区域越远，需要转发数据的中间节点就越多。如果网络配置了运动汇聚节点，那汇聚节点向事件感知区域移动能明显减少中转节点的数量，从而降低能量开销。论文基于此提出了一种能量保护策略，汇聚节点通过计算运动方向与距离来决定其运动轨迹，以此减少中转节点的数量。