随着移动通信系统的快速发展,人们对频谱的需求越来越多。这实际上意味着,必须更有效的使用现有的频谱资源,以使通信容量得到提升。随着技术上的不断进步,使得无线电系统动态地、高效地使用频谱成为可能。通过这些技术的改进,认知无线电系统(Cognitive Radio Systems)不仅能够更有效的使用频谱,而且提供了更加通用、灵活的频谱使用方式。本文主要研究认知无线电系统中的动态频谱分配算法。本文以博弈论为基础,主要分析了认知无线电中频谱的共享和分配问题,并通过引入最优化方法和层次分解对频谱分配进行了研究。首先,介绍了认知无线电的基本概念、主要功能、频谱分配原则和分配方式,并重点介绍了博弈论的要素和基本模型,为后面的研究作了理论依据。其次,针对认知无线电系统的特点,给出了认知无线电系统模型。在监测模型中,认知用户对主用户的干扰通过监测基站进行实时测量并通过约定的信道反馈给认知用户,使其调整自身的功率分配策略,避免对主用户产生干扰。同时分析了干扰容限约束下的单用户注水算法,为后面多用户功率分配做铺垫。再次,通过博弈论来分析多个认知用户之间的功率分配问题,给出了博弈论模型,并进行了纳什均衡分析。通过引入最优化算法和层次分解理论对所建立的博弈模型进行分解,得到两个子问题。原问题转化为非耦合的博弈模型,然后提出了分布式频谱分配算法。最后,对提出的频谱分配算法进行Matlab仿真。由于仿真的复杂性,对于提出的模型进行适当的简化后进行仿真。通过仿真,从结果中可以看出,所提出的算法具有良好的收敛性,在满足主用户干扰容限及用户目标速率的限制下,通过迭代,算法最后快速收敛于纳什均衡点,给出了认知用户的功率分配策略。