随着通信技术与社会经济的发展,频谱资源对于现代社会无线通信领域尤其是移动通信系统来说是一种不可或缺的宝贵资源。由于现有固定的频谱分配策略的限制,许多授权频谱的利用率比较低,使得频率资源更加紧张。为了提高授权频谱的利用率,人们提出了认知无线电技术。隐蔽站问题和暴露站问题是认知无线电频谱检测和频谱分配中的具有挑战性的问题,直接影响了认知无线电能否正常、高效的发挥作用。本文针对认知无线电中的隐蔽站和暴露站问题,分析了主从系统之间的相互干扰。根据从用户发射机和接收机对可用频率的不同要求,将频谱空洞进行了分类,分为发射频谱空洞和接收频谱空洞。进一步分析了两种频谱空洞在频谱检测方面的差异性,以及这种频谱空洞分类对于不同双工系统所带来的影响。进一步,基于频谱空洞分类的思想,在认知系统为移动通信系统的场景下,本文研究并提出了一种基于频谱空洞分类的频谱分配方案。其中对从系统小区内的频谱分配、小区间的频谱分配以及频谱空洞退让和复检进行了详细分析,保证从系统之间以及主从系统之间均不会产生频谱碰撞。最后,通过数学证明和仿真平台验证的方式对本文提出的基于频谱空洞分类的频谱分配方案进行验证。首先通过数学证明的方式验证了本文提出的基于频谱空洞分类思想对于隐蔽站问题和暴露站问题的解决能力；进一步通过系统级仿真对本方案和基于传统发射机检测的对比方案进行了仿真,从频谱检测结果、频谱检测漏检率、误检率以及从系统平均吞吐量多个角度进行了分析。仿真结果表明,本方案在频谱检测的准确性和从系统吞吐量等方面有了明显的性能提升