认知无线电是一种智能的无线电技术，它能够通过感知周围的无线环境，调整自己的工作参数，从而提高了频谱的利用率。频谱共享技术是认知无线电的核心技术之一，其主要研究的是主用户允许次级用户接入频段时的资源分配问题。而频谱租赁技术是实现动态频谱共享的一种方式，它允许主用户动态的将其带宽或者传输时隙的一部分租借给次级用户，同时获得一定的收益，从而提高频谱的利用率和系统的性能。本文首先讨论了一种简单的协作频谱租赁模型，在这种模型里包含一个主用户链路和一个次级用户链路。在保证主用户传输速率的前提下，主用户期望通过次级用户的协作传输节省一定的传输功率，作为回报次级用户可以获得主用户的部分带宽资源，并在该带宽上传输自己的信息，从而获得一定的传输速率。通过Stackelberg模型分析和讨论了最大化主用户功率节省和次级用户效益的问题。次级网络中包含多个次级用户时，为了能够更为灵活的在时域和频域利用频谱资源，本文提出了一种传输协议模型。在传输过程中，主用户为最大化其传输速率可以选择合适的次级用户作为中继传输其信息。为得到次级用户的协作，主用户需要租赁部分带宽资源给次级用户。同时，各次级用户为得到占用主用户频段传输信息的机会同时最大化其效用函数，相互竞争以最佳功率中继传输主用户的信息。利用Stackelberg博弈模型分析了所提出的传输模型，并且证明了纳什均衡的存在性和唯一性。仿真表明相对于主用户直接传输的模型，本文提出的传输模型提高了主用户的传输速率，同时增加了次级用户接入主用户频段的机会。