近年来，认知无线电和认知无线网络成为了无线通信领域的研究热点，学者专家对其中的频谱感知、资源分配等技术研究得比较深入，但基于认知的无线网络组网同步研究鲜有见诸文献，仍有许多关键技术需要解决。本文紧密结合国家863高科技计划“动态频谱资源无线宽带通信系统”科研项目，着重研究了基于认知无线电的混合式网络组网同步。基于认知无线电的混合式网络具有可变多信道、动态拓扑结构、异型结构网络互联的特点。要求组网同步协议不仅要有时间同步方法，还要有信道同步解决方案；不仅需要实现单一网络的组网同步，还需实现集中式和分布式两种不同结构类型网络互联的组网同步。传统的组网同步协议都是基于单信道且信道恒定的前提下设计，不具备信道同步功能，无法适应认知无线网络的组网同步需求；而专为认知无线网络设计的CR-Sync协议又是基于公共控制信道机制下的组网同步，同样不适应无恒定公共控制信道的认知混合式网络。本文在分析已有组网同步协议的基础上，借鉴树型同步协议基本思想，对CR-Sync协议进行改进和扩展，提出了一种基于认知无线电的混合式网络组网同步协议（CR-HNS Hybrid Network Synchronization Based on Cognitive Radio）。在协议中利用生成树的基本思想，在整个网络中构造一棵以根节点为树根的同步树，实现全网各节点与根节点保持信道同步及时间同步。协议中使用了动态根选取机制和同步树维护机制，增强了网络的可恢复性和扩展性；重点设计了内网关技术，实现集中式和分布式两种网络的异构互联；时间同步采取双向时间同步方法并利用线性拟合技术提高时间同步精度；还设计了信道切换、移动性管理等机制，增强了协议的实用性和对用户的透明性。本文最后，对CR-HNS协议在真实的动态频谱资源共享认知无线电平台上进行了验证测试和分析，测试结果表明CR-HNS在时间精度和网络鲁棒性方面比CR-Sync协议具有更优的性能，同时具有较好的实用效果。