无线电频谱资源的固定划分方式导致目前频谱资源利用率非常低,无法满足飞速增长的无线通信业务需求。认知无线电可实现频谱资源的共享和频谱的动态分配,能显著地提高频谱效率。基于博弈论的频谱分配技术是目前广泛采用的频谱分配方法,通过分配策略的纳什均衡确保每个用户的效益最大化,可以有效地提高频谱资源的利用率。本文在分析归纳认知无线电技术的基础上,研究了基于博弈论的频谱分配算法,针对次级用户博弈模型对现有算法进行改进,使用户能够根据不同频段选择频谱并实现合作式的频谱分配,有效地提高了频谱资源利用率。传统的博弈方法中,主用户无法根据提供不同频段的频谱制定频谱价格,但实际上使用不同频段的频谱次级用户的传输质量不同,如低频段可以较好的穿透障碍物。针对这一问题,本文提出了基于频谱区间因子的频谱分配算法。通过引入频谱区间因子和替代因子,使算法能够从次级用户效用函数中反映主用户的意愿,主用户可根据不同的频谱区间制定不同频谱价格,进而使次级用户可以根据不同频段选择频谱,提高频谱利用率。考虑到传统博弈方法多采用非合作式频谱分配算法,次级用户只追求自身利益的大小,而不关心其他用户的利益和集体的利益,导致算法缺乏公平性,频谱分配效率不高。针对这一问题,本文提出了集体利益最大化的合作式分配算法,设计多个次级用户效用函数的乘积作为新的效用函数,体现了集体利益最优、效率公平的原则,并实现了次级用户间的合作。此外算法引入优先级参数,次级用户可根据使用频谱的情况定义用户的优先级,进而根据比例分配频谱,进一步保证了次级用户频谱分配的公平性。仿真结果表明,改进的频谱分配算法能够有效地提高频谱利用率,公平合理的分配频谱资源。