日益增长的用户数量和业务需求对无线频谱资源提出了新的挑战,对于无线通信系统中频谱共享技术的研究具有重要的意义。首先,本文介绍了随机网络演算理论及其重要概念、定理和推论,包括随机到达曲线、随机服务曲线、时延边界定理、缓存边界定理、剩余服务模型等。使用最小加代数理论对最大水平距离、最大垂直距离两个重要概念作了分析。其次,以认知无线电技术为背景提出了一个多用户信道共享模型,研究非授权频段上的多用户频谱共享技术。使用随机网络演算理论对模型中用户的业务流和网络服务能力进行建模,通过对次用户的保障服务分析从定义上推导其随机到达曲线。以此为基础分析了系统时延特性、概率时延限制、最小传输速率。并将网络性能分析拓展到系统的传输功率和能耗上。最后,在非授权频段内,通过系统级仿真的手段分析研究LAA(Licensed-Assisted Access)和Wi-Fi系统共存时的频谱共享技术。首先介绍了 LTE(Long Term Evolution)和LAA的技术特点以及在非授权频段上部署的意义,并对系统级共存仿真平台的基本构架和重要模块做了介绍。研究了 LAA上为公平竞争信道所采取的三种基于载波监听的共存策略。对Wi-Fi系统中的载波监听-机会接入的机制做了研究和实现。通过仿真结果可以发现,采用了 LBT(Listen-Before-Talk)机制的LAA系统可以和Wi-Fi系统在非授权频段上实现友好共存。