机会式频谱接入作为一种可以提高频谱利用率的新技术,近年来得到了学术界和工业界的广泛关注。在机会式频谱接入策略中,当授权频谱空闲时,认知用户机会式接入到空闲频谱进行通信。当授权用户返回时,认知用户需要立即退出授权信道,以避免对授权用户的干扰。本文主要研究了机会式频谱接入中的频谱感知调度问题、机会式频谱接入在蜂窝网络和毫微微蜂窝网络中的应用。论文的主要内容包括：研究了基于机会式频谱接入的无线网络中,当存在多个不同业务类型的授权用户,并且认知用户经历时变信道时的频谱感知调度问题。我们提出了一种新的基于信息预测的频谱感知调度策略。在该策略中,我们通过马尔科夫链来预测认知用户的信道状态信息,并利用授权用户的业务特征信息预测授权信道在下一帧空闲的概率。通过这些预测信息,认知基站调度认知用户在不同的授权信道上进行感知和传输,以最大化认知无线电网络效用。在该频谱感知调度策略中,我们同时考虑网络吞吐量和公平性这两个重要网络指标,并把该调度策略描述成一个优化问题。随后,我们通过匈牙利算法求出该优化问题的最优解。所提出的基于信息预测的频谱感知调度策略可以很好的权衡网络吞吐量和公平性这两个指标,在保证认知用户之间的公平性的同时,获得较高的网络吞吐量。在基于机会式频谱接入的蜂窝网络中,研究了如何对接入过程进行建模,和分析网络的业务服务等级(GoS)性能。首先,我们给出了基于机会式频谱接入的蜂窝网络的网络架构。蓦于非跳转和跳转模式,我们提出了两种适用于蜂窝网络的机会式频谱接入策略。然后,我们通过构建三维连续马尔科夫链,对蜂窝网中的机会式频谱接入策略进行建模,以分析基于机会式频谱接入的蜂窝网的GoS性能。通过获取的GoS性能参数,我们分析了基于机会式频谱接入的蜂窝网的频谱利用率和给定目标GoS性能指标的情况下,基于机会式频谱接入的蜂窝网能够承载的业务强度范围。在基于机会式频谱接入的毫微微蜂窝网络中,研究了混合式接入模式中的激励机制。我们提出了一种动态频谱分配的方法,以激励无线运营商和毫微微蜂窝采用混合式接入模式。在该方法中,为了激励毫微微蜂窝分享有限的资源来服务宏用户,宏基站将会分配一部分本该分配给室内宏用户的频谱资源给毫微微蜂窝基站。从而毫微微蜂窝基站能够得到更多的频谱资源来提高毫微微蜂窝用户的通信质量。我们设计了一个协议来完成我们所提出的动态频谱分配方法,并且将毫微微蜂窝基站中的资源分配问题描述成一个优化问题,利用对偶分解的方法来求得最优解。通过采用我们所提出的动态频谱分配的方法,运营商和毫微微蜂窝用户都可以从中受益。一方面,宏基站能够在保证宏用户的通信质量的前提下,节约一部分频谱资源。另外一方面,毫微微蜂窝基站能够得到更多的频谱资源,以提高毫微微蜂窝用户的通信质量。