近年来,随着无线技术的快速发展以及5G时代的到来,越来越多的无线设备出现,导致有限的频谱资源严重不足。政府通常是对频谱资源进行传统的静态分配,但是根据统计,静态分配给授权用户的频谱资源利用率在15%到85%之间,大多数的频谱资源没有得到充分利用。然而,未经授权的用户频谱资源更加匮乏,无法直接使用频谱进行通信传输。所以如何提高频谱资源的利用率,减少频谱空洞成为现在研究的热点。为了解决这个问题,出现了频谱动态分配,未经授权用户可以在不干扰授权用户的通信条件下访问频谱。其中频谱拍卖是频谱动态分配的重要方法,并且拍卖可以保证频谱再分配的公平性。为了未授权用户可以智能、自适应的感知周围网络环境,减少网络拥塞以及对授权用户的干扰,因此,本文将在认知无线网络中进行拍卖机制的设计研究。但是,传统的频谱拍卖不能完全保证投标人给出的价格的真实性,并且没有考虑拍卖中的隐私泄露问题,无法为投标人提供足够的隐私保护。根据现有工作的不足,本文主要针对频谱资源的时间复用性和空间复用性这两方面进行拍卖机制设计,在保证拍卖机制可以对频谱再分配的同时,还保证了拍卖的真实性和隐私安全。本文的具体研究贡献有以下两个方面。一方面,在本文中,针对频谱时间复用性的特征对频谱的时段进行拍卖,提出了一种基于双向在线真实的频谱拍卖机制。具体来说,首先将信道分配问题建模为社会福利最大化问题。由于该问题是NP-hard,因此很难在多项式时间内解决。本文提出了一种贪婪算法,该算法可以有效地解决该问题,实现信道公平分配。然后,为了解决拍卖中用户作弊的问题,本文提出一种严格的临界值决策算法,以保证拍卖中价格的真实性。通过考虑次级用户请求的到达,进一步设计了一种在线动态访问机制。本文的拍卖机制可以同时保证真实性、在线、双向的性能,并且实验结果验证了拍卖机制可实现更高的社会福利和频谱利用率。另一方面,在本文中,针对频谱的空间复用性特征对频谱的空间段进行拍卖,将差分隐私的方法与双向频谱拍卖设计相结合,并提出了一种可以实现近似社会福利最大化和差分隐私保护的双向频谱拍卖机制。具体而言,本文通过采用指数机制选择售出和买入清算价格,并根据清算价格设计了社会福利的效用函数。然后,在拍卖算法、效用函数以及买方分组算法设计等方面进行了改进。通过理论分析,本文证明了拍卖机制实现了差分隐私、近似真实性和近似社会福利最大化。最后,通过实验评估以及与其他机制的对比,验证了拍卖机制在社会福利、计算效率等方面的性能良好。