随着无线通信技术的不断发展,频谱资源的使用日趋频繁,无线频谱的紧缺限制了无线通信的持续发展。认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术被认为是解决无线频谱紧缺问题的一种新方法。认知无线电技术是无线移动通信领域的一种革命性技术,无线用户利用该技术可以智能地感知周围环境,搜索可用频谱资源,并进行动态的频谱接入,从而提高通信系统的容量和频谱利用率。由于认知无线电网络中的频谱资源是根据时间、地理位置及授权用户的活动情况的不同而变化的,所以认知无线电网络中的特有频谱分配算法已成为认知无线电系统中的研究热点,本文也主要针对动态频谱分配算法进行了较为深入的研究,分析了课题的研究背景,简单说明了认知无线电的定义和功能,较细致地阐述了认知无线电的关键技术和研究现状,提出相应的频谱分配算法,并通过计算机仿真进行了验证。第一,针对单小区认知无线电网络中的频谱分配算法进行了研究,基于图论,提出了基于节点优先级的动态频谱分配算法,该算法将同时定义信道和认知用户节点的优先级,结合最佳可用多种分配的思想,利用颜色敏感的图着色算法中的协作式最大带宽准则进行频谱预分配,若发现还有未被分配的认知用户,则修正其优先级,再进行频谱分配,相应的仿真结果表明,改进算法不但能很好地满足用户需求,提供较高的分配效率,而且能更好地体现频谱分配的公平性。第二,主要针对相互重叠的多小区认知无线电网络中的频谱共享算法进行了研究,基于拍卖理论,并结合机会式频谱共享技术(Spectrum Overlay)以及覆盖式频谱共享技术(Spectrum Underlay),提出一种基于拍卖的混合式频谱共享算法,该算法将认知无线电网络建模为一个拍卖基站和多个竞拍基站,同时考虑拍卖基站的收益和竞拍基站的信道需求,在网络的覆盖区域内使用机会式频谱共享技术,以降低对主用户的干扰,而在网络的覆盖区域外使用覆盖式频谱共享技术,提高信道的利用率,仿真结果表明,该算法能获得较高的分配效率和系统速率。第三,利用了OPNET仿真软件搭建了认知无线电网络的仿真平台,对单个认知无线电小区中基于节点优先级的动态频谱分配算法进行了相关仿真,建立了相关的进程模型、节点模型和网络模型,对比了算法执行前后以及不同算法下系统各种特征参数的变化,验证了该算法能满足系统的各种需求,并能提高频谱分配效率,能够更好地改善系统性能。