认知无线电具备灵活使用频谱的能力，极大提升无线频谱的使用效率，因而成为近十年来无线通信领域的一个研究热点。OFDM技术由于能够适应机会频谱接入的频谱成形要求，因而成为认知无线电的主要候选技术之一。本文以基于OFDM的认知无线电技术在机会频谱接入中的应用为研究对象，着重研究了OFDM信号功率谱旁瓣的抑制、基于OFDMA的合作频谱感知结果的报告融合、基于OFDM的频谱感知周期调度这三个问题。　　 第一，OFDM信号功率谱旁瓣的抑制。OFDM信号的功率谱带外辐射比较大，数据子频带内的功率溢出到相邻的授权用户正在使用的子频带内就会对授权用户形成干扰。论文分析了基于离散傅里叶变换实现的OFDM发射信号的功率谱，将功率谱分为数字部分和模拟部分，并区分了带外辐射和工作频带内子频带外辐射两种功率泄漏。在可用的连续子载波数量比较少的情况下，提出了相邻子载波相关加权的方法抵消频谱的旁瓣，得到了最优的加权系数。该方法可以显著降低带内子带外功率辐射，并可以提高载波干扰功率比。在可用连续子载波数目较多的情况下，提出了一种预编码方案，并将最小化工作频带内子频带外辐射问题建模为一个预编码矩阵的优化问题，得到的预编码矩阵不仅可以改善功率谱的带外特征，还可以充分利用系统的频率分集。　　 第二，基于OFDMA的合作频谱感知结果的报告融合。合作频谱感知会获得比单个认知无线电感知更好的感知性能，但参与合作感知的各用户之间如何交换感知结果是一个经常被忽略的环节。特别是当感知用户报告感知结果的信道是多径衰落信道时，将对最终的判决结果产生很大的影响。论文提出了一种感知用户利用OFDMA方式报告感知结果的方案，该方案直接在认知无线电的物理层实现，利用了OFDM收发信机的特点，实现了认知无线电的感知、感知报告、数据传输等功能的一体化设计。对于融合判决中心的OFDM接收机接收的报告信号，利用特征函数的方法分析了经过多径衰落信道的OFDM信号解调后的统计特性，并且针对不同的报告信道状态信息给出了四种融合判决方法，分别是无报告信道信息的报告结果硬合并判决，无报告信道信息的报告结果软融合判决，有报告信道统计信息的似然比融合，有报告信道完美信道状态信息的似然比融合。仿真表明，报告信道的信道状态信息的多少决定着感知结果报告融合方案的性能。　　 第三，基于OFDM的认知无线电频谱感知周期调度。为了保证频谱感知的准确性，一定空间区域内的认知无线电必须周期性的静默进行频谱感知。一方面，OFDM系统的FFT模块可以直接用于能量感知，感知时长和感知性能有非线性关系，在感知周期一定的条件下，感知时长影响频谱机会的利用和对授权用户的干扰程度。另一方面，进入静默期就必须停止正在进行的通信，在感知时长一定的条件下，感知周期的长短决定着认知无线电用户的频谱机会利用效率和对授权用户的干扰程度。同时，当次用户工作频带内有多个授权用户子频带时，各子频带上的业务量统计特征不同，而基于OFDM的认知无线电要一次感知所有子频带，感知周期的调度需要考虑所有子频带上的业务情况。本文将每个子频带上的授权用户业务状态建模为交替更新过程，分析了在频谱感知有错误的条件下可用频谱机会时长和对授权用户干扰时长的概率密度函数，给出了感知时长与感知性能的关系以及感知周期与认知无线电用户频谱机会利用效率之间的关系。论文将最优感知周期的选择建模为一个有约束的非线性规划问题，即在满足对授权用户干扰限制的条件下，使认知无线电用户频谱机会利用效率最大化。仿真表明，授权用户检测概率越高，要求的感知时间越长，通过优化得到的最优的感知周期越长；在选择最优的感知周期后，认知无线电用户的频谱机会利用效率越高，对授权用户的干扰越小。