随着信息时代的飞速发展,用频设备数量呈现出爆炸式增长,有限的频谱资源和急剧增长的用频需求之间的矛盾日益凸显。而在军事领域,电磁频谱早已从一种“媒介”上升为一个作战域,成为极其重要的国家战略资源。电磁频谱规划作为通信规划的一个分支被提出,旨在规范用频设备的用频秩序,提高用频效率,改善因频谱资源的竞争引起的通信冲突和中断,提高通信的效能和质量,而传统的静态频谱规划已经无法满足战术环境下的通信需求。认知无线电技术的发展使得通信设备拥有感知通信环境,自主重构通信参数的能力。实时动态的频谱规划在硬件配置和部署方面已成为可能,相应的针对认知无线网络中的认知无线电设备的动态频谱规划的系统研究成为迫切的现实需求。本文从战术通信背景下的军事通信需求出发,结合认知无线通信设备下频谱规划的部署实际,主要研究了认知无线网络中的动态频谱规划问题,主要工作包括:1、基于约束优化模型的非专用中继节点的中继用频动态规划在营以下的联合战术通信背景下,考虑以非专用的中继节点——连级通信节点为中继实现营指节点与远端连指节点的中继通信。针对该场景中不同的战术通信网提出了一种基于超短波频段的频率划分及复用方案。并且,基于约束优化模型,综合考虑中继用频需求,中继用频对通信体系内其他通信网络的共址干扰以及全频段的频率复用等问题,优化中继用频方案。所提方案可以有效拓展营指挥节点的通信范围,降低不同通信网络间的用频干扰,提高频谱的利用效率。另外,该种方式下的中继用频规划不依赖中心控制节点,而是根据任务需求,由承担中继任务的认知连级通信节点根据自身所处的通信环境及原本承担的通信任务,自主进行最优的中继用频决策。当承担中继任务的节点发生变化时,便于适时调整中继用频策略。2、基于随机几何模型的运动次用户节点频率复用冲突统计分析优化考虑域外运动的认知次用户新接入某主用户通信网络,且在该通信网络范围内按一定的规则不断运动,复用该网络中主用户的通信频段,研究次用户的频率复用优化问题。由于次用户的运动特性,次用户与主用户之间的干扰约束实时变化。传统的基于规划时隙的用频优化一定程度上无法解决规划实时性和规划复杂度之间的矛盾。本文改变传统的基于规划时隙的约束优化思路,采用随机几何建模,运用统计学的方法分析运动的认知次用户复用主用户频率的冲突问题,推导出由于次用户节点的运动导致的和主用户发生用频冲突的平均时间的统计闭合表达式,并且根据该冲突平均时间,优化次用户的频率复用策略。3、基于强化学习的群体智能动态干扰规避的分布式频谱接入策略研究在全频段高动态恶意频谱干扰的通信背景下,设计了一套多用户分布式抗干扰的频谱接入方案。该方案基于认知节点的感知模块实现对动态频谱干扰的预测及规避,并且利用节点自身的通信监测模块,反馈节点的频谱接入策略效益,并基于效益值更新节点自身的Q表。利用强化学习降低节点在动态干扰规避过程中新的频谱接入策略与其他节点策略的冲突。所设计的频谱接入方案提升了通信节点群应对动态恶意频谱干扰的规避能力,实现了动态的群体节点的频谱接入策略智能优化。