随着无线通信技术的不断发展,无线通信设备逐年增多,频谱资源变得越来越紧缺,又由于固定频谱分配制度方式的不灵活,频谱利用率较低,所以人们开始探索各种技术来解决频谱资源不足及利用率低的问题。其中,认知无线电技术是人们研究的一个热点,这种技术允许具有认知能力的非授权用户进入授权频谱进行通信,从而达到提高频谱利用率的目的,缓解频谱资源紧缺情况。然而在实际认知通信网络中,可能存在通信质量差、传输速率低和能量不足等问题,协作中继技术通过网络节点间的资源共享及协作,提高了无线通信的性能(如分集增益、复用增益等),从而达到高速、可靠的"绿色"通信目标。因此,将协作中继技术引入到认知通信网络中,不仅可以提高用户的通信质量,还可以增加认知用户的传输机会,提高频谱利用率。针对认知协作无线通信中存在的问题,论文围绕频谱分配、功率分配及能量收集时间等方面进行了研究,主要工作包括:(1)针对频谱利用率低的问题,提出认知协作中继网络中的功率和频谱优化分配算法。在基于AF中继模式下,考虑认知用户功率受限和主用户的干扰等因素,建立了优化次用户效益的数学模型,并采用拉格朗日算法和遍历搜索法得到了最优功率和频谱的分配解;最后,仿真结果证明了方案的优越性。(2)针对能量受限的认知网络,提出认知协作中继网络中的功率分配和能量收集时间优化算法。在基于DF中继模型中,考虑认知用户能量受限和主用户干扰等因素,通过优化能量收集时间和功率分配因子,使次用户的信噪比最大,基于此建立了一个优化次用户信噪比的数学模型;最后,通过仿真证明了算法的正确性。