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随着科技的快速发展,无线通信已经广泛渗透在人们的日常生活,不仅提高了人们的工作效率,也为人们休闲娱乐的开展提供了便利。为了更好地保证无线通信业务的服务质量,建设更高传输速率和更高频谱利用率的无线通信网络无疑是当前急需解决的问题。认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术通过共享无线频谱资源,能有效提高系统频谱利用率。此外,协作通信技术凭借其信道分集增益,实现了无线通信信道容量的增加,提高了信号传输的可靠性。这两种技术的结合已经成为当前研究热点。然而,目前无线通信半双工的工作模式使得单向协作方式存在固有频率损失问题。本论文在认知无线电技术和协作通信技术结合的基础上引入双向协作方式,围绕系统中主用户(Primary User,PU)与认知用户(Secondary User,SU)之间的干扰问题以及认知用户传输性能优化问题展开研究,主要工作和成果如下:1、在无线认知双向协作系统模型中,提出了基于功率分配的双向协作频谱接入方法。通过采用解码转发(Decode-and-Forward,DF)中继模式,认知用户利用一部分功率帮助主用户发送信号,利用剩余功率发送自己的信号,在保证主用户达到目标速率的条件下最大化认知用户自身的传输速率。仿真结果表明,与直传通信和基于固定功率分配的双向协作频谱接入方法相比,该方法在改善主用户的通信性能方面具有更好的自适应性,且能帮助认知用户获得更大的传输速率。2、为了进一步解决基于功率分配的双向协作频谱接入方法中主用户与认知用户之间互相干扰问题,我们提出了两种基于时间和带宽分配的双向协作频谱接入方法。在所提方法中,通过对时间和带宽优化,一方面,利用不同的带宽发送主用户信息和认知用户信息,消除了主用户与认知用户之间的干扰;另一方面,在满足主用户达到目标速率的条件下,为认知用户留出更多传输时间,使得认知用户能够获得更大的传输速率。仿真结果表明,我们所提的两种频谱接入方法不仅弥补了基于功率分配的双向协作频谱接入方法存在干扰问题的不足,而且能让认知用户获得更宽的频谱接入范围和更大的传输速率。