认知无线电作为一种智能无线新技术,为频谱资源紧缺问题提供了一种可行的解决途径。相比于传统无线网络,认知无线电网络允许无线频谱资源在认知用户与主用户之间进行动态地共享,进而实现高效、灵活的频谱资源利用。本文主要研究的是认知无线电中的频谱资源获取技术,包括频谱感知与频谱接入两项关键技术。频谱感知技术使认知用户能够对主用户的授权频带进行感知,获取当前频谱资源的使用情况,查找并发现所有可用的空闲频谱。频谱接入技术则使认知用户能够对所有感知到的可用频谱资源进行分析、决策,实现高效、可靠的频谱接入,获取授权频谱的使用权限。本文首先回顾了认知无线电的研究背景,并简要总结了相关关键技术和主要的性能评估指标。其次,针对主用户业务状态在相邻感知周期内存在时间相关性的特点,论文提出了一种基于感知可信判决策略的频谱感知算法。在该算法中,认知用户采用滑窗机制对主用户状态转移概率进行估计,并以最小错误概率为优化准则,基于一阶马尔可夫模型推导出可信判决策略的三种不同情况。仿真结果显示所提出的感知可信判决策略的方案具有更低的错误检测概率,感知可靠性有一定程度的提升。再次,考虑到认知用户业务的多样性对频谱接入的影响,论文根据承载业务的不同,将认知用户分为两种类型：即时延敏感型用户和时延容忍型用户。并且将认知系统建模成6状态的连续时间马尔可夫模型,提出了一种基于业务区分的频谱接入策略,以实现对不同类别QoS需求的差异化频谱接入。对于时延敏感型用户,采用无缓存的频谱接入,配以高接入概率保证其优先接入；对于时延容忍型用户,则采用包含缓存的频谱接入方法,最大程度提高该类用户的一次性接入概率。仿真结果表明这种基于业务区分的频谱接入策略能够获得更好的系统性能(如传输吞吐量、信道利用率等),并且存在最优的接入概率使网络传输性能和用户问公平性达到最好的均衡。论文最后对全文进行总结,并对未来的研究方向进行了展望。