协作中继技术能够有效地提高抗多径衰落性能和信道容量而受到了广泛的关注。近几年来，协作中继技术被广泛的应用到认知网络中以提高认知网络的性能，并且形成了一个新的研究方向——认知中继网络。然而，不同于传统的无线网络，认知中继网络中由于存在额外的功率限制，主用户的干扰限制，所以传统的协作中继理论不再适用。鉴于此，本文主要研究了频谱共享认知中继网络的性能，主要工作如下三点：(1)在存在多个主用户的情况下，推导了采用部分信道状态信息中继选择协议的认知中继网络准确的端到端中断概率闭式解析式。另外，在高信噪比条件下，得到了一个简单准确的端到端中断概率渐进解析式。理论分析表明，在高信噪比条件下，认知中继网络中断概率值只与中继节点到目的节点之间的信道增益和中继节点到主用户之间的信道增益比值有关，与认知中继网络中的中继数量无关。(2)在由信道估计出错造成的非理想信道状态信息条件下，分析了认知中继网络环境下机会中继选择协议和选择协作协议的干扰概率性能，推导了两种单中继选择协议干扰概率的闭式解析式。理论分析表明，从干扰概率角度看，选择协作协议优于机会中继协议，但是二者的极限干扰概率相同。此外，在信道状态信息非理想的情况下，无论是采用机会中继还是选择协作协议，增加中继数量都会对主用户造成更大的干扰。(3)在由信道状态信息反馈延迟造成的非理想信道状态信息条件下，分析了认知中继网络的性能，推导了准确的干扰概率闭式解析式。理论研究表明，在非理想信道状态信息条件下，主用户的干扰概率将恒定维持在0.75，与信道的相关系数无关。为了保证主用户的干扰概率低于某个值，我们采用了功率退却的方法。最后，在主用户的干扰概率限制条件下，我们推导了次级网络采用部分信道状态信息AF中继选择协议下端到端的准确中断概率闭式解析式。