移动终端尤其是智能终端和无线应用的广泛使用,使无线通信技术和移动通信产业得到飞速发展,但同时也给我们带来了很多挑战。比如作为移动通信中不可再生的稀缺资源,无线频谱的需求也呈指数型增长。因此如何有效地使用频谱来提高提高频谱利用率是目前重要的问题。认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术和协作中继传输(Cooperative Relay Transmission, CRT)技术作为能够解决上述问题的新型技术受到广泛的关注。认知无线电技术是一种允许认知用户感知周围环境,通过检测找到周围的空闲授权频谱并智能地利用这些频谱来传输数据的技术。协作传输技术是指用户通过中继的协作增大传输距离,提高分集增益,有效地抵抗信道衰落。将协作传输技术应用于认知网络中不仅能够提高系统的频谱利用率,而且还使用户在中继节点的协助下提高了传输速率。因此,本论文以基于协作中继的认知网络为研究对象,研究了以下内容：首先,本文研究了一种次用户通过帮助主用户传输数据获得频谱接入机会的协作模型。研究结果表明,这种协作模型将频谱分成两部分来分别传输主用户和次用户的数据,既可以避免用户之间的相互影响,又可以提高资源的使用率,而且还提高了增加了次用户的传输速率。本论文第三章详细叙述了这种模型中数据传输过程和数值仿真结果。此外,本论文还研究了一种主用户与多个次用户共存的协作模型,并且基于此模型提出了协作功率和频谱资源分配算法,并在改变主用户传输距离情况下对次用户的传输速率和主用户的中断概率进行了数值仿真。研究结果表明,这种协作模型可以在不增加发射功率的条件下提高系统性能。本论文第四章详细叙述了这种模型中数据传输过程和数值仿真结果。