协作频谱感知技术能够克服无线信道的衰落、多径、干扰和阴影等因素对单用户频谱感知的影响，因而在认知无线电中具有重要研究意义。本文研究两种不同协作频谱感知系统下，其容量和能量效率分别与系统协作参数之间的优化关系。本文前部分建立了线性加权协作频谱感知系统中以最大化系统容量为目标联合优化加权系数和感知时间的模型，提出一种凸优化方法求解了最优加权系数，仿真表明在低信噪比下，该方法得到的容量比采用近似方法得到的容量更大，且其对应的最优感知时间更小。本文后部分建立了k out ofN准则下以最大化能量效率为目标优化感知时间、全局门限和次级用户数的模型，提出了运用黄金分割法求解最优感知时间的方法。仿真分析了能量效率随上述参数的变化关系，并得出当全局门限较小时，能量效率是接近最大的，而对应的最优次级用户数是最小的。