随着对无线频谱资源需求的日益增长,各式各样的未授权的无线通信装置和技术已经开始应用于电视空白频段(Television White Space,TVWS)。基于不同通信协议和技术的异构认知网络共存在TVWS时,由于物理和媒体访问控制(PHY/MAC)层设计不同,异构认知网络间无法彼此协作,网络之间产生了不可避免的相互干扰,从而降低了异构认知无线网络的服务质量。因此解决异构网络的共存问题迫在眉睫。本文考虑了主用户随机占用频谱资源,导致非授权用户可利用的频谱资源呈现一种随机动态变化的情况,将在TVWS上的异构认知网络共存问题建立成一个基于Lotka-Volterra(L-V)竞争模型的非线性Markov跳变系统模型,通过对此系统设计控制器进而搭建一个频谱资源分配机制来确保网络资源按照期望分配到非授权用户。首先在生物系统的L-V竞争模型的基础上考虑参数的随机动态性对异构网络进行建模,得到一个非线性Markov跳变系统,添加反馈控制器对网络带宽值重新配置以满足用户需求。然后利用泰勒公式在平衡点展开将非线性的控制系统线性化,对于线性化的系统,通过构造二次型Lyapunov函数,找到能使得网络资源按照期望值分配的稳定性充分条件,并利用线性矩阵不等式相关知识求出反馈增益矩阵。控制器的设计满足网络中用户的多样公平性的要求,在此基础上,提出了兼容于IEEE 802.19.1机制的频谱分配算法使得非线性Markov跳变系统收敛到频谱期望值并在异构网络之间分配。然而以上求出的控制增益是Markov跳变系统在转移概率完全已知的情况下求出的,但是在实际情况下,由于无线电网络的高动态性,频谱状态存在很多不确定性,模态之间的转移概率不容易准确获得,因此有必要考虑转移概率不确定的情况。本文考虑了在转移概率不确定但在一定上下界的范围内变化的情况下的控制器设计,再通过频谱分配算法分配给对应的异构网络,从而实现异构网络共存。