近年来，许多的研究工作利用认知无线电技术来解决频谱资源稀缺的问题。协作频谱感知技术可以提高认知无线电网络中的频谱感知准确度。在无线设备能量受限的情况下，协作频谱感知的能量有效性问题受到越来越多的关注。协作频谱感知的能量有效性主要体现在用更少的能量消耗获得更多的频谱使用时间。在协作频谱感知中，许多的能量和时间都用于认知用户之间的感知信息交互，需要研究更快速的算法用于认知用户之间的协作。认知用户感知的信道数增加会使得认知用户获得更高的接入概率，而多信道协作频谱感知的资源分配限制了认知用户之间的协作。为了解决上述两个重要的研究问题，本文研究出一种快速收敛的分布式协作频谱感知一致性算法以及一种多信道协作频谱感知和资源分配启发式算法。主要贡献点如下：1、本文提出了一种基于环境背景信息的一致性算法。一致性算法是一种典型的分布式协作频谱感知算法。但是，利用一致性算法来进行协作会使得大量的能量用于重复的交互冗余信息。本文提出的算法，利用了环境背景信息，将认知用户分为两组：同组的认知用户的感知决策相同，不同组的两个认知用户才能进行信息交互。通过这种方式来解决认知用户不断重复发送冗余感知数据的问题，提高了收敛速率。2、本文提出了一种启发式算法，用来优化多信道协作频谱感知中的系统效用。认知用户只接入一条信道，而认知用户的自私行为将造成部分信道的感知准确度降低，影响其它认知用户的效用。通过本文所提算法，所有认知用户将合理地安排自身的接入信道。信道的感知准确度得到提高，系统效用得到优化。最后，本文通过理论分析和仿真实验验证了所提出的解决方法。理论分析和仿真实验都表明，本文所提出的一致性算法和多信道协作启发式算法都能够很好的解决上述研究问题。