随着无线通信业务的多样化发展,如何提高频谱资源的利用率成为无线通信领域的一个主要研究方向。然而,研究表明现有频谱资源紧张的状况与频谱资源的静态划分政策有关。在现有频谱划分政策下,频谱资源的利用率在不同的频段、不同的时间及不同的地理位置存在着严重的不均衡。部分频谱资源,如广播电视频段,并没有得到有效的利用。因此,可以对授权频谱进行“二次使用”的认知无线电技术(Cognitive Radio technology, CR),作为一种机会式频谱接入的智能频谱共享技术,被认为可以有效缓解频谱资源的日益紧缺与无线业务需求的日益增长之间的矛盾。然而,在这种“机会式的”频谱接入方式下,频谱资源在时间及空间上的不均匀性既为认知用户提供了机会,也同样造成了认知用户可用频谱资源的不稳定性。协作通信是指无线通信网络中的通信节点,通过共享部分频谱资源,在一定的方式下相互作,以提升无线通信系统的性能增益。在授权网络与认知无线电网络共存的异构场景下,认知无线电技术与协作通信思想相结合而产生的主从协作通信技术,既能提升授权用户的传输性能,例如减少授权用户数据的中断概率、节省授权用户的能量,又可以增大认知用户频谱利用的机会、提高资源频谱的稳定性及数据的传输速率,因此具有广泛的研究前景。现有认知无线电系统中的主从协作机制可以分为主从透明协作机制与主从非透明协作机制两种。研究表明,现有非透明转发方式下存在信令开销较大、计算复杂度较高等缺点,而现有的透明转发方式下存在重传时延较大及认知用户传输自身数据时吞吐量较低的缺点,因此认知用户对授权频谱或频谱空洞的占用并不能得到有效保证。如何在继承透明转发方式下信令开销较小、计算复杂度低及对现有系统修改较小的优势下,提高认知协作中继对授权频谱的占用是本文的主要研究目标。本文提出了一种基于重传时隙的主从协作方案,在该方案中认知用户对授权用户的重传转发不是在授权频谱的空闲时隙进行的,而是在授权用户的重传时隙上进行的。在重传时隙上,认知协作中继可在一段时间上转发授权用户的信息并利用时隙内的剩余时间传输自身的数据,这样既能保证授权频谱上授权用户队列的稳定性’与有效传输,又提升了了认知协作中继在授权频谱上的传输性能。仿真结果表明,该方案可以有效解决现有透明方案中的重传时延问题并显著的提高认知协作中继的吞吐量。