无线传感器网络WSN是一种发展十分迅速且用途广泛的无线通信网络技术，由于其庞大的无线传感器节点需要感知并传输外界信息，必然需要有随时可以使用的无线通信频谱资源。然而随着无线通信的发展，随之而来的问题是频谱资源的稀缺，这给WSN的广泛应用带来了障碍。本文将认知无线电技术应用于无线传感器网络中，研究这种场景下的动态频谱感知技术，从而在授权频段中检测空闲频谱，以此来缓解频谱资源稀缺的问题，同时提高频谱资源的使用效率和无线传感器网络的吞吐量。本文研究的内容是无线传感器网络中基于认知无线电的动态频谱感知技术，认知用户在不影响授权用户工作的前提下机会的使用空闲频谱资源。因此本文首先对传统的无线传感器网络进行分析，并提出了其不足之处，在此基础上建立了一种无线认知传感器网（CR-WSN网络）模型，并给出了这种无线认知传感器网络的频谱感知模型。通过MATLAB仿真平台，用实验验证了在AWGN信道和Rayleigh衰落信道条件中的频谱感知情况。后面又提出了一种采用LEACH协议分簇网络结构的基于预测机制的频谱感知方案，它是通过对当前和过去信道的状态合理选取节点进行频谱感知，在上次检测结果基础之上的一种优化的频谱感知方法。无线传感器网络是一种以数据为中心的网络系统，单信道频谱感知技术难以满足其大数据量传输的要求，因此文中进一步讨论了多信道频谱感知技术，针对丢包率和系统吞吐量进行分析，仿真结果表明多信道频谱感知技术降低了sink节点丢包率的同时还大大提高了系统的吞吐量。最后，本文基于多信道频谱感知技术基础之上结合多信道MAC机制提出了一种适合无线传感器网络的多信道机会路由协议MORP。该路由方案提出了一种基于权值的竞争节点路由选取方法。仿真结果表明本文提出的MORP协议不仅提高了WSN网络中sink节点的吞吐量而且还进一步降低了sink节点接收数据包的时延。