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构建认知无线电网络是解决频谱资源日趋紧张问题的根本途径。为实现无干扰的伺机频谱共享，认知无线电网络的链路层不仅需要提供传统的数据传输服务，还必须支持一套与频谱非均匀特性相适应的新功能。对这些新功能所需的关键技术进行了归纳，分别从协作感知、感知机制优化、动态频谱接入、动态频谱分配、跨层设计及安全机制等6个方面进行了探讨，重点对这些关键技术的最新研究进展进行了总结和分析，并讨论了下一步的主要研究方向。