人们对无线业务的需求日益增长，其主要体现在对大流量多媒体业务以及快速的传输速率两方面，而充足的无线频谱资源是实现该需求目标的前提保证。导致当前无线频谱资源短缺的主要原因之一是:对有限频谱资源的固定分配机制，即:一个无线网络以独占方式使用分配给的无线频谱资源，其他无线网络无权使用该网络的频谱资源，其结果常常导致空闲授权频谱资源的大量浪费。　　为了解决日益短缺的无线频谱资源问题，认知无线电技术被有效地提出，并且越来越受到国内外研究人员的广泛重视。认知无线电技术是通过对当前周围环境内的无线频谱资源进行快速有效地感知，确定在当前所处位置可使用的空闲频谱资源，并根据自己所处的空间位置调整发送接收参数（如:调整发射功率），在不影响授权频谱用户通信链路的前提下，动态地接入授权频谱内当前可用的空闲频段，实现业务数据的传输。以这种方式使用无线频谱资源的网络称为认知网络。当前，认知网络的研究主要集中于空闲频谱感知、频谱接入决策、认知频谱占用状态的分析，动态频谱共享以及频谱管理等方面。由于无线认知网络用户业务日益突出体现在:业务的多样性以及业务传输空间环境的复杂性两方面，因此空闲频谱感知、空闲频谱使用（频谱接入决策）两方面的研究变得更为关键，需要进一步研究的问题变得更为复杂，同时其研究结果更具有实际应用价值。　　本文针对以上两方面问题，通过对当前已有的认知网络频谱感知和频谱接入方法进行深入研究，研究方法采用了三个具体步骤:(1)基于问题分析的数学建模推导;(2)基于数学模型的算法设计;(3)算法实现的程序编写及程序仿真验证分析。　　首先，根据认知无线网络的频谱感知的可靠性，推导出基于“与”准则、基于“或”准则、基于“信噪比”准则的三个数学模型，并设计了三个新的感知算法:基于多用户“与”准则的协作式感知、基于多用户“或”准则的协作式感知、基于多用户信噪比准则的协作式感知。此外，本文通过基于空闲信道持续时间以及业务流量状态联合最优化，推导出多认知用户的业务流量调度数学模型，并提出了一种基于业务流量与信道空闲状态的联合优化的集中式频谱调度算法。　　本文提出的三个频谱感知算法在:检测概率和漏检概率两方面进行了仿真结果验证。从仿真结果可以得出:(1)基于多用户“或”融合协作式探测算法适合于:对吞吐量需求高的认知网络用户;(2)基于多用户“与”融合协作式探测算法适合于:对授权频谱网络产生干扰小的认知用户;(3)基于多用户信噪比融合协作探测算法能够实现:使用较少的频谱感知节点达到较高的检测可靠性。此外，仿真结果表明:本文提出的基于业务流量与频谱空闲状态的联合优化信道调度算法，能够有效提高认知用户对空闲信道的频谱利用率。需要指出:在实际使用过程中，对本文提出的新方法的性能具有影响的问题还包括:认知用户的传输协议、以及传输协议对授权频谱网络的影响等，这些问题值得后续深入研究。