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随着无线通信不断朝着宽带化、无缝化、智能化的方向发展,我们不得不面对的瓶颈之一就是频谱资源的不足。目前特定通信业务固定分配专用频谱的方式,常常会出现频谱资源分配不均,甚至浪费的情形,这与当前广泛关注的频谱资源短缺问题相互矛盾。有限的可用频谱和低的频谱资源利用率决定了急需一种新的通信方式。认知无线电(CR,Cognitive Radio)技术作为一种智能频谱共享技术可有效缓解上述矛盾,它通过感知频域、时域和空域等频谱环境,自动搜寻并利用已授权频段的空闲频谱,实现不可再生频谱资源的再利用,为解决如何在有限频谱资源条件下提高频谱使用率这一无线通信难题开辟了一条新的途径。本论文是在参与国家自然科学基金项目(基于时域频谱利用概率分布曲线拟合的频谱检测研究,项目编号60772110)和华为科技基金(基于授权用户频谱利用统计规律的认知MAC机制与算法研究)的过程中取得的研究成果。论文基于博弈论模型,对认知无线电中的频谱共享问题进行了深入研究,论文内容包括如下:第一章绪论,介绍了课题的研究背景及论文基本情况。第二章说明了认知无线电的定义和功能,较细致地阐述了认知无线电的国内外研究现状,并对认知无线电频谱共享的关键技术进行了详细介绍,为论文的研究工作指明了方向。第三章系统介绍了博弈论的基本原理及纳什均衡的定义和求解,并对如何把博弈论应用到认知无线电问题的分析中进行了探讨,提出了认知无线电的博弈模型及分析的一般步骤。第四章基于完全信息动态博弈模型,提出了一种联合信道分配和功率控制的分布式频谱共享算法(JCAPCGT)。仿真分析表明,JCAPCGT算法在保证系统的平均信干比和公平性性能的前提下可显著降低系统的平均发射功率,节省CR系统的能量开销,非常适合于能量受限的CR应用场景。第五章针对CR用户无法准确获得其他用户的决策信息的情况,提出了一种基于不完全信息静态博弈模型的频谱共享算法,并对算法的收敛性和收敛结果进行了理论分析。经过仿真实验,验证了算法的收敛性和有效性。第六章总结全文并指出进一步研究方向。