随着无线通信的发展，无线频谱资源已成为通信系统中不可或缺的宝贵资源。传统的静态频谱分配方式导致频谱利用率低下，频谱使用不均衡，而且近年来人们对无线通信业务需求的急剧增长，使原本稀缺的无线频谱资源变得更加紧张。无线频谱资源稀缺，进一步制约了通信技术的发展。认知无线电作为下一代无线通信的研究热点技术之一，为提高无线频谱资源的利用率提供了有效的解决方案。认知无线电采用动态频谱接入技术作为核心技术。动态频谱接入相对于传统的静态频谱接入在频谱利用率方面具有明显的优势。动态频谱接入技术通过频谱感知寻找系统中的空闲频段，使认知用户自适应的接入空闲频段进行通信，从而实现对频谱资源的灵活分配。本文主要研究动态频谱接入过程中的能量效率问题，认知用户利用频谱感知获得信道在任一时刻的状态信息，并伺机接入授权用户未使用的信道进行通信。认知用户的传输和感知都需要消耗一定的系统能量，理想情况下，为了获得更多的频谱接入机会，认知用户需要持续感知无线频谱，而持续感知需要认知用户的收发器始终保持正常工作状态，收发器连续工作时所消耗的能量很大，基本和用户传输所消耗的能量相当，所以，这种连续感知信道的方式使得系统能源浪费严重，导致系统中有限的能量过早耗尽。特别是当授权用户在信道中服务的时间较长时，连续感知信道的机制更不能有效利用系统能量，对于用存储式电源供电的无线移动设备来说，无疑是加重了设备的能量负担。由此可见，相比传统网络，认知网络中的能量问题更具有研究意义。尽管连续感知方式使得认知用户可以获得更多的频谱接入机会，但它是以牺牲系统能量为代价的。当认知用户感知频谱的频率较大时，认知用户可以获得更多的频谱接入机会，但是频繁的感知会导致过多的能量消耗。相反，如果感知频率较低时，虽然能节省一部分系统能量，但认知用户将会错过一些空闲频谱的接入机会，特别是在授权用户占用频谱的时间较短时。为了在保证授权用户QoS前提下提高认知网络的能量效率，本文设计了能量有效认知无线电的动态频谱接入策略，在其中引入了等待机制，等待中的认知用户消耗能量远远小于感知消耗的能量，认知用户间断性的感知信道，感知到空闲信道立即接入通信，感知不到空闲信道认知用户停止感知进行等待，以达到节约认知无线电网络系统能量消耗的作用。同时，当认知无线电系统能量效率较高时，认知用户的行为也将会对授权用户造成多方面的影响。认知用户伺机接入到授权信道时，与主用户发生碰撞，当两用户碰撞次数较大时会严重影响主用户的通信质量。因此本文将对认知无线电系统中如何提高系统能量效率和保证授权用户正常传输的问题进行深入的研究，考虑将两用户的碰撞概率设定在主用户能够承受的限度内，研究认知无线电动态频谱接入过程中的能量效率问题。本文将重点阐述以下几个内容：介绍基于连续时间马尔可夫链的动态频谱接入以及随机动态系统中基于摄动分析的梯度优化算法。以连续时间马尔可夫链的动态频谱接入策略建模方式为基础，设计能量有效的认知无线电动态频谱接入策略，并对其进行理论建模，定义系统的性能指标，指标主要包括两用户之间的碰撞概率和能量效率等等。之后将随机动态系统中的摄动分析理论应用到认知无线电网络中，依据摄动分析基本理论，采用基于摄动分析的梯度算法，保证主用户和认知用户碰撞概率在设定范围内，以认知用户的平均等待速率为策略参数，找出使能量有效认知无线电网络系统能量效率最大化的最优策略，并分析了能量效率与认知用户和授权用户碰撞概率之间的权衡关系。