随着新一代宽带无线通信技术的迅猛发展,高速增长的无线网络服务需求与有限的无线资源之间的矛盾日益突出：巨大的频谱资源需求和导致频谱利用率极低的固定频谱管控模式之间的矛盾；如何有效地提高系统容量,以及实现新一代宽带无线通信系统泛在化的覆盖等,这些问题都成为制约宽带无线通信产业发展的瓶颈,而认知中继网络利用中继协作技术带来的分集增益提升认知无线网络的系统性能,从无线资源管理的角度为上述问题提供了高效可行的解决方案。因此,本文研究了认知中继网络无线资源管理的相关理论与关键技术,从体系架构、频谱共享、容量提升和扩大覆盖等角度研究了基于中继协作的认知无线网络——认知中继网络资源管理优化策略与机制,主要内容包括：首先,本文梳理了认知中继网络的技术框架和研究思路,分析与总结了认知中继网络的协作场景与技术需求。考虑体系架构的指导与支撑作用,本文在重叠式频谱共享和译码转发中继方式下,结合最佳中继选择策略,基于更加实际的Nakagami-m信道模型分析研究了信道衰落指数对系统中断概率性能的影响,推导了系统在该信道模型下认知目的节点信噪比的概率分布函数和累积分布函数,得出了系统的中断概率上界闭式解,为认知中继网络资源管理研究提供了优化目标和性能评估准则；此外,为了支撑主用户与认知用户之间的协作传输,针对认知中继网络对控制信道的高效可靠要求,研究了基于时隙划分和网络编码的频谱带内认知控制信道。其次,本文讨论了认知中继网络频谱高效利用问题。基于认知用户中继协作主用户的场景,在认知网络重叠式频谱接入方式的限制下,提出了一种基于认知子载波比例分配的协作式频谱共享机制。通过认知用户基于子载波方式中继协作主用户传输,换取共享主用户频谱的机会,一方面降低了主用户的中断概率,另一方面满足了认知用户自身传输的需求。本文在认知用户中继协作主用户的系统模型指导下,推导了主用户和认知用户的中断概率闭式解,并依据此闭式解得到了子载波比例分配的计算方法；最后给出了基于认知子载波比例分配的协作式频谱共享机制。最后,针对认知中继网络提升容量的需求,考虑认知网络对传统中继选择问题的限制,本文在两跳场景下,以最小化系统传输总功率,与最大化网络容量为目标,结合认知中继网络中断概率和主用户干扰温度限制条件,推导了功率最优化问题的闭式解,并在此基础上提出了一种中继选择策略。相比传统的中继选择策略,因为考虑利用功率控制避免可能对主用户造成的干扰,从而更适用于认知网络。进一步,为了有效扩大认知中继网络的扩大覆盖范围,本文将上述两跳场景下的中继选择策略扩展至多跳场景,将多跳场景下的中继路由问题建模为多跳中继选择问题,利用多个认知节点中继协作,能够在不增大认知用户传输功率(不对主用户造成干扰)的情况下,扩大认知中继网络的覆盖范围,基于此,本文提出了一种多跳场景下的功率最优化分配和中继选择策略；并且相比传统的穷极搜索法,本文采用图论中的最短路径算法,使策略的复杂度由O(Tk)降低为O(K·T2)。