近年来，无线通信发展迅速，越来越多的无线设备进入到社会的方方面面。在频谱需求不断增加的同时，不可再生的频谱资源却日益短缺。如何提高频谱利用率来使得有限的频谱资源得到更好的利用已经成为当前社会迫在眉睫的问题。认知无线电技术的出现给频谱资源的分配与共享问题带来了新的研究方向，它允许非授权用户可以使用授权用户的空闲频谱来实现高效的频谱共享。　　频谱分配是认知无线电中需要解决的核心问题之一，而来自经济学中的拍卖理论是资源分配的一种高效手段。因此，在过去几年中频谱拍卖问题已经得到了国内外学者的广泛研究。借助于频谱拍卖，授权用户（主用户）可以将其闲置频谱出租给非授权用户（次用户）来获得一定经济利益，同时非授权用户的频谱使用需求也得到了满足。高效的频谱拍卖机制能够极大地提升频谱利用率，从而缓解频谱资源短缺问题。本文对频谱拍卖机制的设计进行了深入研究，主要研究工作如下：　　（1）针对当前拍卖机制较少考虑频谱异质性以及拍卖利益的问题，提出一个利益最大化的异质频谱双边拍卖机制TPAHS。对于异质频谱下的买家分组问题，不同于以往基于用户干扰图的方式，本文采用了更加实际高效的SINR（信号与干扰加噪声比）模型。此外，本文针对异质频谱拍卖设计了差异化定价算法以及竞争性拍卖算法。通过以上方式，TPAHS在提升频谱利用率的同时极大地提高了拍卖利益。最后，本文对拍卖机制具有的真实性，个人理性，预算均衡经济性质进行了详细证明。　　（2）针对当前在线拍卖机制没有综合考虑主用户和次用户动态到达以及拍卖利益的问题，设计了一个考虑用户动态变化的在线频谱双边拍卖机制PTOM。该机制考虑了主用户和次用户动态到达的场景，并且允许次用户一次购买多个时隙的频谱使用权。针对在线频谱拍卖的特点，设计了优先级竞价算法来提高频谱利用率以及拍卖利益。最后，本文证明了PTOM具有个人理性，预算均衡性质，并且能够抵御基于价格和基于时间的市场欺骗。