随着无线通信业务的高速增长,传统静态频谱分配方式所导致的问题日趋明显,如可用频谱资源稀缺,授权频段利用率低下,通信系统之间互联互通困难等。认知无线电技术的核心思想是允许通信双方通过自主地寻求合适的频段资源,实现动态频谱接入,因此,成为解决上述问题的关键备选技术之一。本文的出发点是为异构环境中的认知无线电用户制定分布式频谱接入策略。本文中所有策略的设计均是从用户的角度出发,在不破坏用户自私性的前提条件下,寻求个体收益最大化。本文的主要贡献如下:?基于部分可观测马尔可夫决策过程的择机式频谱接入策略在异构授权频谱资源共存的场景中,研究了如何从最大化能量效率的角度设计择机式频谱接入策略的问题。首先,本文考虑了单个认知用户感知、侦测、传输和功能切换所消耗的能量,并考虑认知用户具有有限的感知能力,将联合感知接入策略的设计问题建模为一个部分可观测马尔可夫决策过程。其次,通过求解原问题对应的参数化问题,得出最优策略具有门限结构。最后,提出最优和近似算法,指导认知用户以一定的顺序感知和侦测频谱资源,并基于历史结果选择频段接入或者进入休眠状态,达到最大化单位能耗所能传输的比特数的目标。?基于拥塞博弈的异构网络小区选择策略在异构接入网环境下,研究了如何从始终保持最优链接的角度设计开放式频谱接入策略的问题。首先,本文考虑了实际系统中用户位置不同会导致备选基站集合不同和连接到各基站速率不同的特点,将上述问题建模为一个非对称拥塞博弈,并证明了纯策略纳什均衡点的存在。其次,本文考虑实际系统中同步可能不严格以及用户的侦测结果可能不准确的特点,设计了顺序型和差错容忍的并发型分布式学习算法,指导认知用户根据自身单步侦测的结果选择合适的基站或接入点接入,并证明了所提出的算法可以保证用户收敛到高满意度的纯策略纳什均衡点。?基于双边匹配博弈的协同传输策略在认知中继网络中,研究了如何在不破坏主用户和认知用户自私特性的前提条件下,设计协商式频谱接入策略的问题。首先,本文考虑了多个主用户共存并对选择认知用户作为中继有不同偏好的场景,将中继网络建模为一个双边匹配市场。其次,本文推导了主用户具有完全、部分不完全和不完全信息的情景下,主次用户间生成稳定匹配的充分和必要条件。最后,本文提出了两个分布式匹配算法,描述了主用户和认知用户之间的传输机会——中继功率置换过程,并证明了在部分不完全信息情景下,所提算法收敛到针对主用户而言的帕累托最优均衡点。