随着信息通信技术的飞速发展,有限的频谱资源已经成为制约通信技术发展亟待解决的问题,认知无线电技术可以使通信节点机会主义地接入到处于空闲状态的授权频谱信道,从而可以有效地提高频谱利用率,故被认为是可以解决频谱资源日益紧张的一个有效技术手段。而其中的认知无线网络MAC协议被认为是认知无线网络中的关键技术,其主要负责认知节点在不对授权用户造成干扰的前提条件下,智能地接入授权频谱信道来完成数据传输。本文在基于公共控制信道的前提条件下,对不同类型认知无线网络MAC协议进行研究与设计,并在Linux下的NS3网络仿真平台上对不同类型的基于公共控制信道的认知无线网络MAC协议进行仿真验证和性能分析。首先,在基于公共控制信道模式的认知无线网络当中,网络中存在不受主用户干扰的控制信道,认知节点在这个控制信道上完成大量的控制信息交互:时钟同步、数据信道预约、感知结果融合等,最后认知节点会根据在公共控制信道上对数据信道的预约情况,接入相应的数据信道进行数据传输。其次,我们把基于公共控制信道模式的认知无线网络MAC协议大致分为了两类:基于专用控制信道模式的MAC协议和基于时隙分裂模式的MAC协议。为了避免对授权信道上的授权用户造成干扰,认知网络中的认知节点在接入到授权频谱信道之前,必须对数据信道进行信道感知。根据认知节点对数据信道进行预约和对数据信道进行感知的时间先后顺序关系,我们又把基于专用控制信道模式的MAC协议分为了先感知后预约和先预约后感知模式的MAC协议。根据这种分类方法,我们相应分别提出了SBR-DCC、RBS-DCC和SP认知网络MAC协议,并给出了这些协议的详细设计细节。最后,我们在Linux下的NS3网络仿真平台上完成了SBR-DCC、RBS-DCC和SP协议的程序设计,并以协议网络的吞吐量、端到端时延、递交率为衡量指标对各个协议进行了仿真性能对比。通过仿真验证我们发现在认知网络中数据信道个数比较少的情况下,SP协议的网络吞吐量要高于SBR-DCC协议的网络吞吐量,而在数据信道个数比较多的情况下,SBR-DCC协议的网络吞吐量要高于SP协议的网络吞吐量,而在任何情况下RBS-DCC协议的网络吞吐量都要高于SBR-DCC和SP协议的网络吞吐量。