随着无线通信系统的快速发展,无线频谱资源短缺的问题越来越突出。为解决此问题,人们提出了感知无线电技术。这种技术使得无线通信设备可以自主学习外部环境,自适应调整工作状态以达到最佳通信性能。感知无线电技术包含三种基本功能,即频谱检测,频谱移动性管理以及频谱共享。频谱共享允许多个次级用户和主用户高效共享频谱资源,是感知无线电得以提高频谱利用效率的关键。本文主要研究感知网络中的频谱共享技术。本文首先介绍了感知无线电的定义,产生背景以及基本思想。然后分别概述了感知无线电设备的三种基本功能,还对感知无线电网络结构和应用进行了简要介绍。在此基础之上,本文详细介绍了动态频谱共享技术的主要研究内容,其中包括媒体接入控制,分布式频谱共享,功率控制等内容。主用户与次级用户的频谱共享系统既要限制次级用户对主用户的干扰功率,又要尽可能提高次级用户自身的吞吐量性能。因此,次级用户的功率控制问题十分重要。已有文献利用竞争市场平衡模型来对这类问题进行数学建模并做了初步研究。本文首先在此基础之上指出了竞争市场平衡问题与线性互补问题在定义上的差异,其次导出了简化版本的竞争市场平衡问题的解析解。最后,受到喊价过程的启发,本文提出了一种混合算法。该算法尽最大可能利用迭代喊价过程来收敛到竞争市场平衡点,同时在喊价过程发散之时自动切换到一种备选的功率分配方案。动态频谱接入算法是实现动态频谱共享的关键技术之一。本文提出了一种分布式感知无线电网络中的动态频谱接入算法。这种算法适用于无控制信道的场合,可以作为基于控制信道的动态频谱接入算法的有效补充。该算法将次级用户列表分成主动次级用户表和被动次级用户表两部分,并在两张表之间建立一一对应关系。这种算法还采用一种预确定的信道选择机制来协调各个用户的工作信道,因此无需依赖控制信道。与同类算法相比,该算法在总吞吐量性能上具有优势,同时也改善了次级用户之间信道资源分配的公平性。本文通过计算机仿真结果验证了这个结论。另外,现有算法频繁调用较为耗时的伪随机数发生器来随机选择节点的工作状态和工作信道。本文设计的算法无需使用任何伪随机数发生器,减少了处理延迟。一般认为,动态频谱共享机制主要是在媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)层实现的。本文提出了一种可应用于分布式感知无线电网络的MAC协议。该协议使用了一种感知信道选择算法,使得次级用户可以选择主用户活动概率最低的信道进行检测,从而减少了对主用户的干扰。另外,发送和接收节点通过握手协商来交换信道可用性信息,从而减少频谱感知误差引起的对主用户的干扰。最后,该协议利用一个专用的控制收发器交换控制消息,解决了多信道隐藏终端问题。本文的主要工作包括三点：本文所提MAC协议提供了业务质量(Quality of Service, QoS)保障机制,可为多种类型业务提供差异化服务；在所提MAC协议中使用了一种感知信道选择算法。这种算法无需获取关于主用户统计特性的先验信息,便于实现；在饱和网络和非饱和网络两种情况下对所提MAC协议的性能进行了理论分析并通过计算机仿真评估了协议的性能优势,验证了理论分析结果。