当前无线业务需求不断增长,使得现有无线频谱资源面临严重短缺。感知无线电是近年来无线通信领域的重大技术突破,它是一种具有动态频谱接入功能的智能无线通信系统,在不影响原有主用户正常使用的前提下,可以动态地接入主用户未使用的空闲频谱进行通信,从而缓解无线频谱资源匮乏的现状。采用叠加式通信的动态频谱接入又称为机会频谱接入,本文以感知无线电在机会频谱接入中的应用为目标,主要从单个从用户接入、多个从用户组网及从用户接入节能等角度对感知无线电技术进行了全面分析与研究。具体可概括为：1、对单用户时域机会频谱接入在相关信道下的算法进行了设计。机会频谱接入可分为信道选择策略、频谱检测器工作点设置策略和接入策略三个子模块。该三个子模块的设计,可以在部分可观察马氏决策模型下,利用马氏决策理论提供的求解算法依次得到求解。而马氏决策模型下策略求解的主要依据是信度矢量,在主网络信道占用状态为信道间独立的情况下,信度矢量维数随系统信道总数而线性变化,易于求解；当主网络信道占用状态为信道间相关(称为相关信道)的情况时,信度矢量维数随信道总数增加呈指数增长,复杂度较大。本文设计了算法,将相关信道下信度矢量的维数由指数级降至线性级,简化了实现复杂度；同时构建一个包含信道相关信息的静态转移概率存储表,用于辅助信度矢量更新,使更新过程具备更高的准确度。通过分析和性能仿真,发现提出的算法在使系统复杂度得到简化的同时,保持了与采用指数级维数的信度矢量算法近似相同的接入性能。2、研究了机会频谱接入系统中存在多个从用户组成分布式从网络的场景下,时域频谱机会的有效共享问题。短视信道选择策略在单个从用户下已被证实为最优,然而将该策略直接应用于多用户场景时,将会发生多个从用户争用同一信道的信道选择同步现象,造成从网络吞吐量下降,影响网络性能。已有的单纯随机化信道选择策略可有效减弱多用户间信道选择同步现象的发生,但该策略在全频段上随机化应用时,网络性能并不理想,原因在于过分考虑多用户争用避免,而导致单用户最优信道选择能力不强。本文提出基于可变随机域宽度的多用户机会频谱接入算法,在充分利用单纯随机化信道选择避免用户间信道争用的同时,通过改变可供随机接入选择的信道数目(即随机域宽度),达到单用户最优信道选择与多用户信道争用避免的折中。仿真结果显示,相比于全频段上单纯随机化信道选择方式,该方案可有效提升多用户机会频谱接入系统的从网络吞吐量。3、在从用户有能量约束的场景下,机会频谱接入方案在考虑接入收益的同时还需考虑节约从用户的能量消耗。能量限制模型下的机会频谱接入仍需在马氏决策的框架下予以解决,其中两个策略模块有其自身特点：一为信道选择策略模块,将休眠状态列为一种可能的信道选择,二为接入策略模块,从用户接入行为将被细化为以何种传输能量电平接入,这里传输电平将取决于信道衰落状况。通常在求解马氏决策的过程中,信道选择策略的求解依据为信道可用概率,接入策略的求解依据为传输能量电平值。本文通过为信道可用概率与传输能量电平分别设置两固定门限,并将两参量的实时观测值与固定门限值相比较,以确定是否转入休眠状态以及是否进行接入。通过仿真发现,提出的两固定门限方式不仅简化了策略求解复杂度,而且与未设门限的接入算法相比,在从用户初始能量相同的条件下,可显著提升机会频谱接入的期望收益。最后,对全文工作进行总结,并给出机会频谱接入领域下一步的研究方向。