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随着无线通信的迅速发展,特别是由于近来随着基于频谱的服务和设备显著增加,人们对频谱资源的需求越来越大,公共频谱资源严重稀缺、日趋匮乏。为了提高业务服务质量及数据传输速率,宝贵的频谱资源变得越来越拥挤。然而近期调查发现,仍有大量频段资源在时域及空域未被充分利用,存在着大量的空闲“空洞”,从而导致频谱资源的浪费。为了解决频谱资源的短缺与浪费之间的矛盾,动态频谱分配技术应运而生,成为近年来的研究热点。端到端重配置技术使得移动终端能够动态配置其模式、频率等参数,从而灵捷接入不同的频带。而认知无线电技术通过允许非授权用户检测并机会式接入空闲授权系统频带,来大幅提高频谱利用率。基于认知无线电技术的认知无线网络将认知概念拓展引入到整个无线网络,采用动态频谱分配技术,提高整个网络性能及频谱利用效率。动态频谱分配技术是认知无线网络研究领域中的关键课题之一本文针对动态频谱分配技术展开了相关的研究,基于不同场景进行了相关架构、算法、机制等方面的设计。动态频谱分配技术允许认知无线网络动态分配和配置其载波资源,充分挖掘频谱空洞,从而最大化频谱利用效率,提升网络性能。归纳来说,本文研究的内容主要包括以下几个方面：首先,对于未来无线通信网络的发展趋势进行了深入分析,指出了频谱资源的高效利用及异构融合是未来必然的发展趋势,同时分析了软件无线电、认知无线电以及人工智能技术的起源、研究现状和发展。随后,介绍了认知无线网络基本原理与关键技术问题,包括认知技术、感知导频信道等。重点介绍了认知无线网络中的动态频分配技术,包括其研究分支、研究意义及研究现状。为了实现动态频谱分配技术,需要无线网络架构进行支撑。本文设计了一种支持动态频谱分配功能的新型认知无线网络系统架构,包括相关功能模块的定义、接口定义、关键功能实现信令交互流程。在本架构中提出了基于时间和基于空间的动态频谱分配机制,设计网络架构配置方案及功能模块协同工作方案。其次,给出各功能模块在不同网络应用场景中的映射方案,并具体分析各映射方案的优缺点,为实际网络部署提供参考。基于短期动态频谱授权方式,本文提出了一种基于团组博弈的动态频谱分配机制,最大化频谱买卖双方的利润并且能增强认知无线网络的性能,实现频谱资源的高效利用。同时设计了一种基于个体小区效用共献的团组内价格分配机制。使得组内的次级购买者能够以较低的购买价格达到更好的性能,而且整个次级系统的效能和频谱交易的效率都得到了提高。特别地,本文提出了一种干扰抑制的方法来解决系统间干扰的问题,这种方法被用来作为主要的依据来构建“团组”。通过使用博弈论和最优化理论得到了频谱交易中双赢的解决途径。考虑认知无线网络中无线环境的随机多变性,本文提出一种基于统计特征适配的动态资源调度方法,在通信过程中网络侧选择待切换终端发起切换命令,考虑终端传输业务类型与频率特征的匹配程度,进行资源适配。用于解决由于容量受限而导致的系统过载,无法接纳新会话等问题,保证用户QoS的前提下提高切换成功率,有效消除过载现象,从而提高系统吞吐量,允许更多的会话接入,降低阻塞率,提升通信系统性能。首先,介绍了应用于频谱资源调度机制的频谱资源特征及业务特征分类描述方法；随后,设计制定频谱资源与业务适配准则；再次,设计负载控制及动态资源调度流程以及基于AHP的终端选择算法,以实现网络侧发起的频谱切换,减小系统开销和由于切换给终端用户带来的影响。基于网内合作式动态频谱共享方式,为了最大化避免授权系统受到干扰,最大化认知系统吞吐量,保证认知用户间的公平性,本文设计了一种基于不完美频谱检测信息的动态频谱分配机制。首先基于马尔科夫链基本原理,提出了两种功能性状态下全新的动态频谱分配方案,其次通过连续时间马尔科夫链(CTMC)的建模,捕获系统状态的实时演进；期间考虑了不完美的频谱检测,并且提出了依概率接入的思想,有效地控制了次级用户对主用户的碰撞,从而保证了主用户的QoS；最后,给出并分析最优化接入方案。论文最后对全文进行了总结,并指出了今后的研究方向。