由于当前无线通信业务的迅速发展和不断增长，可以利用的无线频谱资源越来越紧张，频谱资源匾乏的问题越来越严重。但是研究表明，许多授权频谱在大部分时间内都处于空闲状态，这种频谱占有状况与利用的不平衡造成了极大的资源浪费。在这种情况下，如何提高授权频谱的利用率，成为人们非常关注的一个技术问题，为此业界提出了认知无线电技术，而动态频谱分配算法是认知无线电实现的重要环节，在很大程度上决定了频谱的利用率情况，因此，研究并提出高效的动态频谱分配模型和算法具有重要的理论意义和应用价值。本论文以经典的图论模型为基础，分别研究了集中式网络拓扑结构和分布式网络拓扑结构下的认知无线电动态频谱分配改进算法。　　 论文首先简要介绍了认知无线电的基本背景和概念，关键技术，研究现状及潜在的应用等，然后介绍了认知无线电中的频谱分配理论，及几种典型的频谱分配模型，其中重点介绍了基于图论模型的频谱分配，为进一步研究做理论铺垫。　　 第三章中研究了集中式网络拓扑结构下基于图论模型的频谱分配问题，以基于图论的着色模型为基础，给出了一种基于信道空闲时长的频谱分配算法。该算法考虑可用信道的空闲时长与认知用户的请求时长对认知无线电系统稳定性的影响，可以让更多认知用户有机会获得满足通信时长请求的信道，牺牲小部分系统总效益，降低认知用户的中断概率，从而提高认知无线电系统的稳定性。　　 第四章中研究了分布式网络拓扑结构下基于图论模型的频谱分配算法，考虑认知用户业务的数据速率要求与信道效益的匹配程度，给出了分布式结构下结合业务和信道匹配程度的频谱分配算法。该算法根据数据速率的不同，将认知用户的业务和可用信道分别分为不同等级，优先分配等级匹配程度高的空闲信道给干扰邻居数最小的认知用户，以保证更多的认知业务有机会获得空闲信道。　　 最后，论文概括性地总结了本文所做工作并进行了展望。