随着社会的进步和无线通信技术的发展,频谱供需的矛盾日趋尖锐。认知无线电技术通过频谱资源的“二次利用”,极大的提高了现有授权频谱资源的利用率,可以从根本上缓解这一矛盾。文中主要对频谱分配算法进行研究。目前,认知无线电系统中的频谱分配问题已经得到广泛研究,出现了基于干扰温度、博弈论、投标竞价和图论着色等经典频谱分配模型。博弈论和投标竞价模型能够解决公平性问题,但运算开销比较大,而且不能有效避免干扰;而图论着色模型能够有效的解决干扰问题。国内外学者对本领域的研究方兴未艾。文中首先论述了认知无线电的系统模型,频谱共享的模型以及频谱分配算法模型。本论文的主要工作是研究了以图论着色为代表的集中式频谱分配和以投标竞价为代表的混合式频谱分配。文中研究了基于竞价模型的频谱分配算法,提出算法设计应关注的三个主要问题,针对目前基于竞价的分配模型中没有保证授权用户QoS的缺点,通过频谱质量分级和服务质量分级,提出了一个竞价频谱分配方案。在该方案中提出干扰价格的概念,并且把干扰价格作为竞价人竞标价格的重要组成部分。仿真结果表明,干扰价格能够降低对主用户的干扰,保证主用户的QoS。文中通过对最新基于图论着色的频谱分配算法的研究,并对基于该模型的各种分配算法进行总结。针对原有算法的不足,提出了一种能够提高频谱利用率的改进的算法。对已经分配的频谱段,从拓扑图中找出同时使用该频谱而不互相产生干扰的用户,然后给这些用户分配该频谱,这样可以增加频谱的复用率。通过仿真分析表明,频谱复用能够扩展可用的频谱资源,进一步提高认知无线电系统的频谱利用率,从而增加了系统效用。