随着无线通信技术的发展,未来移动通信的一个重要发展趋势就是宽带多媒体通信,限制它发展的主要原因是频谱资源的紧张以及频谱分配方式的缺乏灵活性。目前绝大多数适合无线电通信的频段已经分配完毕,美国联邦通信委员会的研究发现,现有使用的授权频段,尤其在频率需求非常紧张的数百兆到3G赫兹频段的频谱利用率却非常低,已分配的频谱利用率为15%-85%。目前的固定频谱分配方法是造成频率利用率低下的主要原因,在这种分配方式下,即使授权用户在某一时间、地点没有使用其授权频段,其他非授权用户也不能使用该频段,从而导致了频谱资源在时间上和空间上的浪费。认知无线电通过对授权频段进行“二次利用”的方式,为缓解频谱资源缺乏、提高频谱的利用率、满足更多的无线接入需求提供了一个可行的思路,而非授权用户如何检测到空闲的频段即频谱“空穴”、成功地实现无缝接入授权频段又不对现有的授权用户产生有害干扰,是认知无线电网络中最关键和最根本的挑战。首先,论文介绍了认知无线电网络的发展,阐述了认知无线电网络的概念、研究进展以及潜在的实际应用场景。具体描述了认知无线电网络的组成和架构,认知无线电网络系统应该具备信息获取、学习、决策与调整三个主要功能模块,认知无线电网络的经典架构模型：中心控制架构、分布式控制架构和网状控制架构。其次,论文介绍了现有的认知无线电的频谱感知技术,分析了各种现有检测技术的优缺点,根据现有的能量检测方法,结合多用户协作检测方案,提出了一种基于认知用户位置的距离加权双门限协作检测方法的改进方案,其特点就是利用了各个认知用户与感知节点(如基站)的距离不同,因而检测到的结果在数据融合过程中所占的权重不同。仿真结果与分析表明,提出的改进方案增加了协作检测结果的准确度和可靠度。再次,论文介绍了认知无线电网络频谱的动态管理方法,讨论了认知无线电网络的频谱分配策略,重点分析介绍了正交频谱接入下的频谱分配的图论着色模型,分析了列表着色算法、颜色敏感的图着色算法和基于颜色敏感图着色算法改进的并行算法。还介绍了共享频谱接入模式下的信道分配,即功率的控制问题。最后,介绍了现有认知无线电网络的功率分配算法,基于博弈论的功率控制和基于注水算法的功率控制,并在传统的注水功率控制算法上做了一定的改进,并对改进的方案进行实验仿真,实验结果表明改进的方案在能够减少认知用户对授权用户的干扰,同时不对认知用户的性能产生较大影响。分析表明,改进的算法具有更低的复杂度,能够减少功率分配的时间开销。