随着无线通信技术的不断发展,可用的频谱资源越来越紧张,目前固定频率的静态频谱分配政策造成频谱利用率非常低下。认知无线电(Cognitive Radio)技术被认为是解决无线频谱紧缺,提高频谱利用率的一种新方法。本文将认知无线电和OFDM技术相结合,提出了基于OFDM技术的认知无线电动态频谱分配和频谱共享模型,提高了通信系统容量和频谱利用率。本文首先介绍了认知无线电技术的研究目的和国内外发展现状,并且提出了基于OFDM技术的认知无线电系统模型。其次,分别分析了能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特征检测三种频谱检测技术。在高斯白噪声信道下对单用户能量检测进行了系统性能仿真分析,并在认知网络中提出了通过多用户协作方式改善能量检测系统性能,进一步提高认知用户检测的可靠性。再次,介绍了认知无线电频谱分配技术的分类,提出了基于OFDM技术的单用户动态频谱分配模型,重点研究了在固定认知用户发射功率基础上最大化系统容量的贪婪算法以及改进的分组贪婪算法。仿真表明:贪婪算法减小了系统的计算量,并且保证子载波分配的比特是整数;固定子载波分组算法在较小的降低系统容量基础上大大简化了系统设计的复杂度;自适应分组算法在有效减少系统迭代次数的同时放宽了子载波分组的门限范围,优化了系统性能。最后,研究了认知无线电中频谱共享的实现步骤,提出了基于OFDM技术的多用户动态频谱共享模型。依据在固定认知用户传输速率的基础上,最小化认知用户发射功率的原则对Wong算法、二次分配算法和基于时间接入的分时频谱共享算法进行了研究。仿真表明:二次分配算法有效的降低了Wong算法的复杂度,分时接入频谱共享算法能够改善信道增益差用户的通信性能,体现了系统公平性原则,并且提高了频谱利用效率。此外,本文介绍了频谱切换定义和频谱切换算法,实现了频谱切换的灵活管理。