认知无线电技术在提高无线频谱的利用率、改善频谱资源的紧张状况方面有十分广阔的发展前景。能量收集是延长能量受限网络运行的一种有前途的解决方案。认知无线电网络采用无线射频能量收集则构建了一种新的网络模式,即无线携能认知无线网络。在这种网络模式下,改进了传统认知无线电网络的系统设计,同时为无线网络提供了频谱和能源效率解决方案,使得主用户的活动更容易被频谱感知检测,并且容易发现信息传输或射频能量采集的频谱机会。但是由于能量收集的引入,网络中也面临一些问题和挑战:如何处理能量效率和速率的权衡问题;如何保证系统在复杂多样的通信环境中保持良好的通信质量;如何制定能量收集方式等。针对以上问题,本文对不同能量收集模式下的无线供电认知无线网络进行了探讨,通过设计功率控制算法,保障了用户通信质量服务要求,实现了能量速率权衡和系统资源优化分配。首先,研究了功率分流能量收集模式下的认知无线电网络,其中次级用户接收次级发射机的射频信号,并按照一定的分流比来获取能量和解码信息,考虑了瞬时状态信息不确定信道模型,提出了次级系统能效问题。通过分式规划和问题分解将原问题转化为易于处理的凸优化问题,设计了优化功率分配和分流比的有效算法,提高了网络通信性能。其次,研究了时间切换能量收集模式下的认知无线电网络功率与时间分配比优化问题。使用基于中断概率的不等式来描述信道不确定性带来的影响,建立中断概率约束,利用积分变换将概率形式转化为确定性形式。基于凸优化理论求解优化变量,给出功率和切换时间分配算法,并证明算法收敛性,实现系统能效最大化。最后,研究了无线供电通信网络模式下的认知无线电网络,考虑了能量因果约束和干扰功率约束,提出最优时间和功率分配方案。在同时实现下行能量收集和上行信息传输的场景下,建立次级系统吞吐量和最大化问题,并通过凸优化理论和朗伯函数进行求解,得到最优的资源分配方案。