认知无线电网络通过动态的频谱接入技术为无线用户提供了高带宽,已经成为下一代无线网络研究的热点。频谱检测和分配是保证认知无线电网络得以实现的两个关键技术。本文在分析认知无线电网络频谱检测和分配机制关键问题的基础上,以频谱的高效利用为目标,提出新的方案。首先,为实现对授权频段的检测,提出一种二次门限协作节点优化的频谱检测算法。通过建立双门限节点分区判据,根据接收到的信号能量强弱将认知用户分成可信组和非完全可信组,利用节点的正确检测概率、信噪比以及与授权用户的距离建立选择函数,从非完全可信组选择能够参与协作的节点与可信组组成协作节点集,由协作节点向融合中心发送检测结果、自身的信噪比和正确检测概率,数据融合中心根据局部信息信用度对本地检测结果进行加权处理得到全局的检测结果,以提高认知无线电系统的检测概率。其次,为了实现干扰约束条件下空闲授权频段的合理分配,设计一种干扰约束的潜在博弈频谱分配机制。首先给出潜在频谱分配的博弈模型,考虑认知用户使用相同信道时的相互干扰,构建约束函数,限制用户选择满足干扰约束条件下的信道,并以最大化吞吐量为目标设计博弈过程的效用函数,指导用户选择最优的传输信道,在保证满足系统总干扰约束的前提下,最大化系统的吞吐量。最后使用仿真工具OPNET对系统的检测性能、控制信道通信负载、系统干扰、吞吐量等方面进行性能评估,验证本文提出的协作频谱检测算法和分配机制的有效性。