随着无线通信业务需求的快速增长,无线频谱资源显得愈加珍贵。因此,Joseph Mitola博士在1999年提出了认知无线电(Cognitive Radio, CR)的概念。认知无线电技术能够有效的利用空闲频谱资源,为解决当前的频谱短缺现象提供了一条新途径。其中,媒体访问控制层(Medium Access Control, MAC)协议的作用是在认知无线电网络多个用户之间实现动态频谱共享,达到通信资源的最优化使用。本文首先阐述了认知无线电的定义和认知无线电网络的特点,而后介绍了认知无线电的关键技术和IEEE802.22标准,重点了解认知无线电系统中MAC层协议的设计。其次,本文对已经存在的认知无线电网络多信道MAC协议进行分类总结,指出认知无线电网络多信道MAC设计的难点和关键所在。针对多种用户并存的网络特性,得出认知无线电系统中一种新的MAC协议模型。最后,对载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid, CSMA)协议进行改进,使其符合IEEE802.22认知无线电MAC特点；然后提出一种基于统计信道的MAC协议,通过成功率预测,减少信道碰撞率,提高系统吞吐量；最后提出一种分布式多信道MAC协议,该协议基于专用控制信道机制,解决了隐藏终端、暴露终端和多信道隐藏终端问题,同时采用功率节省机制,减少了能量消耗。