随着接入无线网络的应用快速增长,频谱资源短缺的问题也变的异常严重。当前固定的频谱资源分配方式使得大量的频谱资源利用率非常低,已经成为了当前无线网络发展的瓶颈。频谱资源作为一种不可再生资源是非常有限的,只有从改善频谱资源管理方式的角度出发,才能有效解决频谱资源不足的问题。认知无线电技术因其能够智能的感知周围电磁环境,自适应的调整操作参数,在不对主用户的传输造成严重干扰的前提下动态接入空闲授权信道的特点,已经成为当前解决频谱稀缺问题备受瞩目的技术之一。本文首先对认知无线电网络的研究背景和意义做了简单介绍,接着对认知无线电网络的定义以及认知无线电中涉及的主要关键技术进行了重点介绍。频谱感知和频谱接入是认知用户工作过程中重要的组成部分,针对频谱感知和频谱接入的优化,国内外的研究人员做了大量的研究工作。本文调研了用于优化频谱感知常见的频谱预测技术,并关注了国内外关于频谱感知和接入优化的一些最新研究进展。在此基础上,本文针对频谱感知和频谱接入中存在的一些特征,以提升认知用户的平均吞吐量为目标,做了进一步优化。本文的主要工作和贡献如下:1、考虑实际工作环境中低成本设备的传输功率存在一定限制的情况下,重新设计了认知用户的传输帧结构,并提出了一种最优频谱感知停止规则,适时的停止频谱感知过程,聚合多条空闲信道用于数据传输,能够显著的提升认知用户的平均吞吐量。2、利用在认知用户节点对分布集中的认知无线电网络中多个认知用户面临相同电磁环境的特点,提出了一种基于基站感知的多认知用户频谱感知优化算法(BBSM spectrum sensing),将频谱感知的功能转移给基站。基站掌握所有授权信道状态的全局信息,可以将信道感知的范围缩小到候选信道范围内,节省了感知时间开销,最终提升系统中多个认知用户节点对的平均吞吐量。