本发明公开的一种在中程传感网中实现虚拟多天线复用的装置，至少包括采用传统的多入多出天线系统的网关节点和具有空时信号处理能力的单天线簇头节点。本发明公开的在中程传感网中实现虚拟多天线复用的方法至少包括各个簇头节点之间组成虚拟多天线发射的上行通信方法和各个簇头节点组成虚拟多天线接收的下行通信方法。本发明中由于各个发射天线和各个接收天线之间的距离都足够大，使得各个天线之间的信道有相互独立的特性，在虚拟的多入多出天线系统中构建多个独立信道。本发明通过多节点协同工作实现虚拟多天线复用，保证每个簇头节点与网关节点之间的数据传输速率不会因为簇头节点数目的增加而受到影响。本发明的装置为中程传感网提供了一种高效的多用户接入方式。