随着信息社会的快速发展,人们对无线通信业务的需求不断增长,而无线频谱资源是不可再生的,其匮乏已经成为无线通信技术发展的严重障碍。实际上,频谱资源的匮乏主要是由于现有的频谱分配制度导致的频谱利用率低下,为了解决这个问题,认知无线电应运而生。认知无线电能够通过对它所工作的无线通信环境进行交叉感知,从而改变自身的发送接收参数,在不影响授权频段正常通信的基础上,动态的接入授权频段内,动态的重复使用可用频谱。认知无线电是一门复杂的技术,研究内容包括了频谱感知、分析决策,动态频谱共享及频谱管理及礼仪等各个方面。频谱感知能力是认知无线电通信的一个重要前提,也是其核心功能之一。由于授权网络没有义务改变结构与认知无线电网络共享频谱,因此认知无线电只能独立的、可靠的,通过连续的频谱感知对授权用户进行探测。实现频谱共享是认知无线电研究的目的,其中关键的技术在于动态的频谱接入。虽然目前这方面的研究已经有很多,但是与实现高效的开放频谱运营的目标还相差很远,存在许多难题。本文主要对认知无线电系统的频谱感知和频谱接入方面的问题进行了探讨,提出了一个基于空间限定的认知无线电协作感知的简单模型和一个基于缓冲队列的认知用户接入授权频段的改进模型,并验证了模型的性能。本文首先综述了认知无线电的基本理论,包括国内外发展及标准化进程、定义、主要功能和其中的关键技术,结合频谱利用情况阐明其应用前景。重点对频谱感知和频谱共享接入技术进行了研究。在频谱感知部分,对认知无线电非协作检测方法进行了介绍,验证了协作感知对比非协作感知的性能提升。在传统的协作感知模型基础上,提出了基于空间分组限定的改进方案。接下来,对动态频谱接入模型进行了详细探讨。在传统频谱池共享的模型基础上,给出了更符合实际情况的扩展频谱池模型,分别分析了引入频谱转移机制和未引入的性能参数。最后提出了一个认知用户基于缓冲队列的接入方案,通过公式推导和仿真验证了其对认知系统性能的提高。